material_educativo_de_quimica

TABLA PERIODICA, FUNCIONES
REACCIONES Y ESTEQUIMETRIA.
TORIBIO VASQUEZ MARTINEZ
MATERIAL EDUCATIVO DE QUIMICA
INTRODUCCIÓN
La tabla periódica se ha vuelto tan familiar que forma parte del material
didáctico para cualquier estudiante, más aún para estudiantes
de química,
medicina e ingeniería.
De
la tabla
periódica se
obtiene información necesaria del elemento químico, en cuanto se refiere
a su estructura interna y propiedades, ya sean físicas o químicas.
No es de sorprender que los primeros intentos de clasificación de los
elementos estén basados en sus propiedades físicas más sobresalientes.
Cuando se estudian también los aspectos químicos (menos evidentes),
se pueden encontrar correlaciones más fuertes e incluso
subclasificaciones. Pero cuando se encuentra una característica
primordial (parámetro) para los elementos, de la cual dependen las
demás propiedades, entendemos que el avance es realmente
fundamental y esencial.
De este proceso surge la Tabla Periódica de los Elementos Químicos
que asociamos generalmente al nombre del científico ruso Dimitri
Ivanovich Mendeleiev.
Se llama función Química al conjunto de propiedades comunes a una
serie de compuestos análogos. Se conocen funciones en las dos
químicas, mineral y orgánica; así son funciones de la química mineral la
función anhídrido, función óxido, función ácido, función base y función
sal. De acuerdo a esto existen tres tipos de nomenclatura para los
compuestos inorgánicos: la tradicional, la IUPAC (union of pure and
applied chemistry), sistemática y stock. Con relación a las diferentes
interacciones que se pueden presentar entre estas funciones y
elementos se establecen las reaccione químicas son procesos químicos
donde las sustancias que intervienen, sufren cambios en su estructura,
para dar origen a otras sustancias. El cambio es más fácil entre
sustancias líquidas o gaseosas, o en solución, debido a que se hallan
más separadas y permiten un contacto más íntimo entre los cuerpos
reaccionantes.
Estequiometria, estudio de las proporciones pondérales o volumétricas
en una reacción química. La palabra estequiometría fue establecida en
1792 por el químico alemán Jeremias B. Richter para designar la ciencia
que mide las proporciones según las cuales se deben combinar los
elementos químicos. Richter fue uno de los primeros químicos que
descubrió que las masas de los elementos y las cantidades en que se
combinan se hallan en una relación constante. En la actualidad, el
término estequiometria se utiliza relativo al estudio de la información
cuantitativa que se deduce a partir de los símbolos y las fórmulas en las
ecuaciones químicas.
TAREA
Los temas a desarrollar son los siguientes TABLA PERIÓDICA
FUNCIONES QUÍMICAS REACCIONES QUÍMICAS Y TIPOS DE
REACCIONES ESTEQUIOMETRIA
PROCESO
1. Realizar un ensayo con base en el átomo, la tabla periódica las
funciones químicas y la estequiometria, destacando la relación y
aplicabilidad en la cotidianidad.
2. Formula los siguientes compuestos:
Cloruro de plomo (II): _____________
Bromuro de calcio: _____________
Fluoruro de plata: _____________
Yoduro de hierro (III): _____________
Bromuro de manganeso (III): _____________
Cloruro de cobalto (III): _____________
Dicloruro de níquel: _____________
Pentafluoruro de bismuto: _____________
Trifluoruro de aluminio: _____________
3. BALANCEAR LAS SIGUIENTES ECUACIONES POR OXIDO
REDUCCION O REDOX Y SEÑALAR EL TIPO DE RECCIONES QUE
SE PRESENTAN EN CADA CASO
1.
HCl + MnO2 <--> MnCl2 + H20 + Cl2
2
K2CO3 + C <--> CO + K
3
Ag2SO4 + NaCl <--> Na2SO4 + AgCl
4
NaNO3 + KCl <--> NaCl + KNO3
5
Fe2O3 + CO <--> CO2 + Fe
6
Na2CO3 + H2O + CO2 <--> NaHCO3
7
FeS2 + O2 <--> Fe2O3 + SO2
8
Cr2O3 + Al <--> Al2O3 + Cr
9
Ag + HNO3 <--> NO + H2O + AgNO3
10
CuFeS2 + O2 <--> SO2 + CuO + FeO
4. Resolver los siguientes ejercicios
1. En un alto horno, el mineral de hierro, Fe2O3, se convierte en hierro
mediante la reacción:
Fe2O3 (s) + 3 CO (g)
-----> 2 Fe (l) + 3 CO2 (g)
a) ¿Cuántos moles de monóxido de carbono se necesitan para producir
20 moles de hierro?
b) ¿Cuántos moles de CO2 se desprenden por cada 10 moles de hierro
formado?
Solución:
a) 30 moles CO b) 15 moles CO2
2)
Carbonato de calcio se descompone por la acción del calor
originando óxido de calcio y dióxido de carbono.
a) Formula la reacción que tiene lugar y ajústala.
b) Calcula qué cantidad de óxido de calcio se obtiene si se descompone
totalmente una tonelada de carbonato de calcio.
Solución:
560 kg CaO
3)
¿Qué cantidad de gas cloro se obtiene al tratar 80 g de dióxido de
manganeso
con
exceso
de
HCl
según
la
siguiente
reacción? MnO2 + 4 HCl ---> MnCl2 + 2 H2O + Cl2
Solución:
62,24 g de Cl2
4)
La sosa cáustica, NaOH, se prepara comercialmente mediante
reacción del NaCO3 con cal apagada, Ca(OH)2. ¿Cuántos gramos de
NaOH pueden obtenerse tratando un kilogramo de Na2CO3 con
Ca(OH)2?
Nota: En la reacción química, además de NaOH, se forma CaCO3.
Solución:
755 g de NaOH
5)
Cuando se calienta dióxido de silicio mezclado con carbono, se
forma carburo de silicio (SiC) y monóxido de carbono. La ecuación de la
reacción es:
SiO2 (s) + 3 C (s) -----> SiC (s) + 2 CO (g)
Si se mezclan 150 g de dióxido de silicio con exceso de carbono,
¿cuántos gramos de SiC se formarán?
Solución:
100 g de SiC
6)
Calcular la cantidad de cal viva (CaO) que puede prepararse
calentando 200 g de caliza con una pureza del 95% de CaCO3.
CaCO3 ---> CaO + CO2
Solución:
107 g de CaO
7)
La tostación es una reacción utilizada en metalurgia para el
tratamiento de los minerales, calentando éstos en presencia de oxígeno.
Calcula en la siguiente reacción de tostación:
2 ZnS + 3 O2 à 2 ZnO + 2 SO2
La cantidad de ZnO que se obtiene cuando se tuestan 1500 kg de
mineral de ZnS de una riqueza en sulfuro (ZnS) del 65%. Datos: MZn =
65,4 u. ; MS = 32,1 u. ; MO = 16 u.
Solución:
814,8 kg de ZnO
8)
¿Qué masa, qué volumen en condiciones normales, y cuántos
moles de CO2 se desprenden al tratar 205 g de CaCO3 con exceso de
ácido clorhídrico según la siguiente reacción?
CaCO3 + 2 HCl à CaCl2 + H2O + CO2
Solución:
90,14 g; 45,91 litros; 2,043 moles
9)
Se tratan 4,9 g de ácido sulfúrico con cinc. En la reacción se
obtiene sulfato de cinc e hidrógeno.
a) Formula y ajusta la reacción que tiene lugar.
b) Calcula la cantidad de hidrógeno desprendido.
c) Halla qué volumen ocupará ese hidrógeno en condiciones normales.
Solución:
a) 0,1 g de H2
b) 1,12 litros de H2
10) ¿Qué volumen de hidrógeno medido a 30 °C y 780 mm de Hg se
obtiene al tratar 130 g de Zn con exceso de ácido sulfúrico?
Solución:
48,18 litros de H2
11) Tenemos
la
siguiente
ajustada:
H2SO4 + Zn à ZnSO4 + H2
reacción
química
¿Qué volumen de hidrógeno se puede obtener a partir de 10 g de Zn, si
las condiciones del laboratorio son 20 °C y 0,9 atm de
presión?
Datos: MZn = 65,4 u. ; MS = 32,1 u. ; MO = 16 u. ; MH = 1 u.
Solución:
4,08 litros de H2
12) El acetileno, C2H2, arde en presencia de oxígeno originando dióxido
de carbono y agua.
a) Escribe la ecuación química de la reacción.
b) ¿Qué volumen de aire (21% O2), que se encuentra a 17 °C y 750
mm de Hg, se necesita para quemar 2 kg de acetileno?
Solución:
22086 litros de aire
13) Mezclamos 1 litro de flúor con suficiente cantidad de monóxido de
nitrógeno, medidos ambos en condiciones normales. ¿Cuántos gramos
de FNO se formarán? La ecuación de la reacción que tiene lugar es
F2 (g) + 2 NO (g) à 2 FNO (g)
Solución:
4,37 g de FNO
Resolver los siguientes ejercicios:
1. El vinagre (HC2H3O2) y la soda (NaHCO3) reaccionan produciendo
burbujas de gas (dióxido de carbono):
HC2H3O2(aq) + NaHCO3(s) NaC2H3O2(aq)
Si 5.00 g de vinagre reaccionan con 5.00 g de soda. ¿Cuál es el reactivo
limitante?
2. El metal sodio reacciona con agua para dar hidróxido de sodio e
hidrógeno gas:
2 Na(s) + 2 H2O(l) NaOH(aq) + H2(g)
Si 10.0 g de sodio reaccionan con 8.75 g de agua: ¿Cuál es el reactivo
limitante?
RECURSOS
Aquí tienes algunos enlaces a páginas web sobre el tema, que deberás
visitar para poder responder a las preguntas que se te han planteado y
poder resolver el trabajo propuesto Historia de la tabla periódica
http://personal.iddeo.es/romeroa/latabla/historiaelementos.htm
FUNCIONES
QUIMICAS
http://funcionesquimicas45.blogspot.com/2005/07/funcionesqumicas.html
Ejercicios
nomenclatura
http://www.mysvarela.nom.es/rosais_2/formulac_nom.htm
Ejercicios
estequiometria
http://www.eis.uva.es/~qgintro/esteq/esteq.html
http://www.cespro.com/Materias/MatContenidos/Contquimica/QUIMICA_I
NORGANICA/estequiometria.htm ESTEQUIOMETRIA Y REACTIVO
LÍMITE http://www.eis.uva.es/~qgintro/esteq/tutorial-04.html
EVALUACIÓN
1. En esta parte debes entregar el trabajo con las preguntas resueltas
de la tarea 20%
2. Realizar una tutoría con el docente donde aclararas las dudas que
se han suscitado 30%
3. Presentar una evaluación escrita 50%.
CONCLUSIÓN
La tabla periódica es un instrumento importante en muchos de los
campos de trabajo, nos aportan información básica para poder
realizar cálculos y análisis en una reacción química, que se define como
interacciones que se pueden presentar entre funciones y elementos, las
reaccione químicas son procesos químicos donde las sustancias
que intervienen, sufren cambios en su estructura, para dar origen a otras
sustancias. Además el rendimiento y la predicción del resultado de estas
reacciones lo podemos calcular con la estequiometría que nos sirve para
conocer la cantidad de materia de los productos que se forma a partir de
los reactivos, teniendo en cuenta las reacciones que se presentan entre
los diversos compuestos químicos.