Anexo – Tarea 2 Materia y Reactividad Tablas para el desarrollo de los ejercicios. Nombre y apellidos:
Cristian David Reyes Benítez
Número de estudiante seleccionado: Estudiante 2.
Correo institucional:
[email protected] Programa académico:
Número de grupo:
201102_251
Nombre del tutor:
Tecnología Saneamiento Ambiental Martha Viviana Zuluaga
Ejercicio 1. Materia y medición Tabla 1. Unidades de medición 1. Pregunta (a) (2 puntos)
Según su opinión, ¿Cómo se pudo haber evitado la destrucción del satélite espacial Mars Climate Orbiter?. Argumente su respuesta.
El error radica en la mala conversión de unidades, teniendo que los ingenieros enviaban la información a la nave en newton y la misma los procesaba en libra. Se pudo haber evitado realizando un estudio detallado a la nave, teniendo así el control sobre la misma emitiendo órdenes para evitar el acercamiento a marte y no permitir la calcinación de la nave. 1
2. Pregunta (b) (2 puntos) 3. Cantidades
fundamentales Longitud Masa Tiempo Temperatura Cantidad de sustancia Corriente eléctrica 7. Cantidades derivadas Velocidad Volumen Fuerza Área Trabajo Presión
4. Unidades sistema métrico
5. Unidades sistema inglés
Kilómetro (km) = 103 metros (m) 1 pie = 12 pulgadas (pulg) 3 Kilogramos (kg) = 10 gramos (g) 1 Libra (lb) = 16 Onzas (oz) Segundos (s) = 1 segundo (s) 1 Segundo (s) = 1000 Milisegundos (ms) Kelvin (k) =79 =-273.15 = -194.15 °c °F = -194.15 × 1.8 + 32 = 317.47 °f Mole (mol) = 1mol=6.02214076x1023 Mole (mol) = 1mol=6.02214076x1023 entidades elementales entidades elementales Ampere (A) = 103 A = 1000A =1 KA Ampere (A) = 1 A = 1000 mA =1000 =1Kiloamperio miliamperio 6. Pregunta (c) (2 puntos) 8. Unidades metro por segundo Metro cubico Newton Metro cuadrado Joule Pascal 10. Pregunta (d) (2 puntos) Procedimiento: Procedimiento:
9. Símbolo m/s M3 N M2 J Pa Procedimiento:
11. Conversiones
2
12. Pregunta (e) (2 puntos) Procedimiento: Procedimiento:
Las temperaturas a las que se ve expuesto un satélite en orbita están entre +120 ºC y -170 ºC. Convertir estas temperaturas a escala K y ºF.
13. Referencia (normas APA)
-
3
Tabla 2. Análisis dimensional y notación científica 1. Pregunta (f) (1 punto) Procedimiento:
La distancia entre la Tierra y la Luna es de aproximadamente 240,000 mi. El Concorde SST tiene una velocidad respecto al aire de 2400 km/h. Si el Concorde pudiera volar a la Luna, ¿Cuántos segundos tardaría?
2. Pregunta (g) (2 puntos) Para el funcionamiento de sus satélites Procedimiento: meteorológicos, la NASA utiliza dos tipos de combustibles líquidos. Un recipiente que contiene 40 lb del combustible 1 mide 14*20*30 pulg. Un recipiente que contiene 40 lb del combustible 2 tiene un volumen de 1.9 gal. Calcule la densidad media de los combustibles 1 y 2 en g/cm3. ¿Sería 4
correcto decir que el combustible 1 es más ligero que el combustible 2? Explique.
5
3. Pregunta (h) (2 puntos) Operación 1:
5.60*1024m + 3.630*106m
= 5.60*1024m Operación 2: Realizar las operaciones siguientes como si fueran cálculos de resultados experimentales, exprese la respuesta en notación científica, con unidades y el número correcto de cifras significativas.
850002 g × 9.03*1028 g = 767.55x1032g
Para colocarlo en notación científica, en este caso corremos el punto dos veces a la izquierda dando este resultado final. = 7.675x1034g
Ejercicio 2. Átomos, moléculas y iones Tabla 3. Estructura atómica (5 puntos) 1. Símbolo del elemento Protones Neutrones
96 42𝑀𝑜
Cl
Cd
Zn
42 54
17 20
48 64
30 36 6
Electrones Núm. masa Isótopo ¿Metal, no metal o metaloide?
42 96 92 42𝑀𝑜
17 36 37 Cl
48 113 112 Cd
Metal
No Metal
Metal de transición
2. El molibdeno participa en sistemas enzimáticos relacionados con el metabolismo del ácido úrico.
Preguntas El Cloro ingerido es absorbido casi totalmente en el intestino y se elimina por el sudor y sobre todo en el estómago como ácido clorhídrico.
El Cadmio primero es transportado hacia el hígado por la sangre. Allí es unido a proteínas para formar complejos que son transportados hacia los riñones.
30 66 30 Zn Metal de transición
El Zinc se encuentra en las células por todo el cuerpo, es b. ¿Dónde se encuentra necesario para el elemento en el que el sistema cuerpo humano? de defensa del cuerpo funcione apropiadamente. c. ¿Cuáles de estos elementos, esperaría usted Tanto el Zinc como el Cadmio en sus formas de metales sólidos poseen propiedades similares, el Zinc tiene gran importancia en la que exhibieran la mayor similitud en sus bioquímica de los seres vivos. propiedades físicas y químicas? Explique. 2. Referencia (normas APA) - https://ptable.com/?lang=es#Propiedades/Serie Tabla 4. Compuestos moleculares y iónicos (5 puntos) Para la realización de fórmulas estructurales, se sugiere emplear el siguiente recurso en línea:
7
Figura 2. Página emolecules en línea. Consultado el 20 de julio del 2020 y disponible en línea: https://www.emolecules.com 1. Elemento 2.nombre
carbono
3. símbolo
C
4.Fórmula molecular
CH4
5. Fórmula estructural
H
H C H
H
6. Importancia del compuesto Se emplea como combustible en la generación de electricidad, su uso principal es en actividades donde se necesite combustión.
7. Iones de cada elemento
C+2, C+4, C-4
8. Importancia de los iones en el cuerpo humano El ión C+4 interviene en la formación de biomoléculas (ejemplo: proteínas)
8
Cloro
Cadmio
Zinc
Cl
Cd
Zn
El Cloro es un elemento químico esencial que se usa en la fabricación de una gran cantidad de productos, desde papel a textiles, plásticos, paneles de energía solar, medicamentos antisépticos, disolventes o pinturas, desinfectantes y oxidantes.
Cl7
Cd2
Zn2
Cd=O
Zn=O
Los compuestos de Cadmio se emplean como estabilizadores de plásticos y en la producción de cadmio fosforado.
El Zinc se encuentra en las células por todo el cuerpo. Es necesario para que el sistema de defensa del cuerpo (sistema inmunitario) funcione apropiadamente. Participa en la división y el crecimiento de las células, al igual que en la cicatrización de heridas y en el metabolismo de los carbohidratos.
Cl+1, Cl-1, Cl+3,Cl+5,Cl+7
El ion Cl+7 está presente como sales en los líquidos corporales.
Cd+2
El ion Cd+2 la mayor parte vertido por el ser humano va a depositarse en el suelo.
Zn+2
El ion Zn+2 en el cuerpo humano contiene cerca de dos gramos de zinc.
9
https://www.grupbarcelonesa.com/es/blog/que-seria-de-la-industria-sin-el-cloro-cl
9. Referencia (normas APA)
https://www.lenntech.es/periodica/elementos/cd.htm#:~:text=Los%20compuestos%20de%20cadmio%20se,y%20recubrimiento%20de%20reactores%20nucleares.
https://medlineplus.gov/spanish/ency/article/002416.htm#:~:text=Funciones,Expanda%20secci%C3%B3n&text=El%20zinc%20se%20encuentra%20en,el%20metabolismo%20de%20los%20carbohidratos.
Tabla 5. Nomenclatura química (5 puntos) 1. Catión +1
H
2. Anión SO4
-2
3. Fórmula del compuesto H2SO4
4. Nomenclatura 5. Stock Ácido tetraoxosulfúrico (VI) Ácido oxobrómico (I) Hidróxido de calcio(I) Peróxido de hidrógeno (IV) Ácido trioxobrómico (V)
6. Tradicional
7. Sistemática
8. Función Inorgánica
Ácido sulfúrico
tetraoxosulfato (VI) de hidrógeno
Ácido
H+1
Br-1
H+1Br-1
Ca+2
OH-2
Ca+2O-2 H+1
H+1
O-2
H2+1O2-2
H+1
BrO3-2
H+1BrO3-2
Na+1
PO4-2
Na3+1PO4-2
Fosfato de sodio (V)
Fosfato sódico
Ru+3
O-2
Ru2+3O3-2
Oxido de rutenio (III)
Oxido rutenio
Ácido hipobromoso Hidróxido cálcico Agua oxigenada Dioxidano Ácido brómico
Oxobromato (I) de hidrógeno Dihidróxido de calcio(I) Dióxido de hidrógeno(IV) Trioxobromato (V) de hidrógeno Tetraoxofosfato (V) de trisodio Trióxido de dirutenio(III)
Oxácido Hidróxido Oxidante Oxácido Oxisales Oxido
Ejercicio 3. Propiedades periódicas de los elementos Para consultar las propiedades periódicas, se recomienda el uso del siguiente recurso en línea: 10
Figura 2. Página Ptable en línea. Consultado el 20 de julio del 2020 y disponible en línea: https://www.ptable.com Tabla 6. Configuración electrónica y la tabla periódica (5 puntos) 1. Principio de exclusión de Pauli 2. 3. Total de Elemento electrones Li 3 Litio Cl Cloro
5. Configuración electrónica
↑↓ 1s
1s2 2s1
Li
↑ 2s
Cl 17
↑↓
↑↓
1s2 2s2 Cd
48
↑↓ ↑↓ ↑↓
2p6
↑↓
↑↓
1s
2s
2
Cd Cadmio
4. Diagrama de orbitales
2
↑↓
↑↓
↑↓ ↑↓ ↑
↑↓
↑↓
3s2
↑↓
6
2p
1s2 2s2 2p6 3s2 3p5
3p5
2
3s
↑↓
↑↓
6
↑↓
3p
↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ 2 4s 3d10 ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ 6 2 4p 5s 4d10
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10
11
Zn ↑↓ 1s2
↑↓ 2s2
↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ 2p6 3s2 3p6 4s2 ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ 3d10
Zn Zinc
30
6. Elemento
7. Grupo y nombre
8. Periodo
Li Litio
IA Metales Alcalinos
II
Cl Cloro
XVII No Metales
III
Cd Cadmio
XII Metales de Transición
V
Zn Zinc
XII Metales de Transición
IV
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10
9. Justificación 1s2 2s1: El orbital 2s más alto, indica el número del periodo (2). Dicho nivel contiene 1 electrón, por tanto, el elemento pertenece al grupo 1. 3s2 3p5: El orbital 3p más alto indica el número del periodo (3). Este nivel contiene 5 electrones, por tanto, el elemento pertenece al grupo 17. 5s2 4d10: El orbital 4d más alto indica el número del periodo (4). Este nivel contiene 10 electrones, por tanto, el elemento pertenece al grupo 12. 4s2 3d10: El orbital 3d más alto indica el número del periodo (5). Este nivel contiene 10 electrones, por 12
10. Referencia (normas APA)
-
tanto, el elemento pertenece al grupo 12. https://ptable.com/?lang=es#Propiedades
Figura 1. Propiedades periódicas de los elementos químicos (5 puntos) Ciertas propiedades de los elementos exhiben un cambio gradual conforme nos movemos a lo largo de un periodo o familia en la Tabla Periódica. El conocer estas tendencias, nos ayudará a comprender las propiedades químicas de los elementos. Por ejemplo, el radio atómico crece al bajar en una columna, y disminuye al avanzar a la derecha en un periodo. De acuerdo con lo anterior, completar el siguiente esquema:
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Propiedades periódicas de los elementos
Radio atómico
Energía de ionización
Afinidad electrónica
Definición:
Definición:
Es posible determinar el tamaño del átomo en los grupos, el radio atómico aumenta con el número atómico, es decir hacia abajo.
Se refiere a la cantidad de energía que es suministrada a un átomo neutro, gaseoso y en estado fundamental, con la finalidad de remover el electrón más débil retenido y convertirlo en un catión mono positivo gaseoso.
La afinidad electrónica es una medida de la variación de energía, cuando se añade un electrón a un átomo neutro para formar un ion negativo.
Tendencia:
Tendencia: Aumenta
Tendencia: Crece
Aumenta
Definición:
Disminuye
Di s mi nu ye
Tabla 7. Tendencias periódicas de los elementos químicos (5 puntos)
14
1. Elemento Cl Cloro
2. Energía de ionización (KJ/mol) Primera Segunda 1251,1
2297,3
Cd Cadmio
867,7
1631,4
Zn Zinc
906,4
1733,2
3. Radio atómico (Å) 79pm x 161pm x 142pm x
1A
100pm
=0.8
1A
=1.61 100pm 1A
=1.42 100pm
Valores organizados de mayor a menor A >B> C Propiedad periódica elegida
Radio Atómico
5. Referencia (normas APA)
-
4. Afinidad electrónica (KJ/mol) 349.0 0 0
1.61Å>1.42Å>0.8Å
Dependiendo el número del periodo, su número de ¿Hay relación de la tendencia radio aumenta de menor a observada con la ubicación de mayor. (Entre más alto estos elementos en la tabla sea el número del periodo, periódica? mayor es su número de radio). http://www.educaplus.org/sp2002/4propiedades/4_17.html http://www.educaplus.org/sp2002/4propiedades/4_48.html http://www.educaplus.org/sp2002/4propiedades/4_30.html https://ptable.com/?lang=es#Propiedades/Serie
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Ejercicio 4. Reactividad. Tabla 8. Enlace químico y electronegatividad (7 puntos) 1. Fórmula molecular (producto químico) Cu(OH)2
2. Fórmula estructural
O H
O2
C2H4 5. Tipo de reacción química Doble desplazamiento
O Cu
H
3. Diferencia de electronegatividad Cu-O: 3.44–1.90=1.54 O-H: 3.44–2.20=1.24
Cu-O: Covalente polar O-H: Covalente polar
O-O: 2-2= 0
O-O: Covalente polar
C-H: 2.5-2.1=0.4
C-H: Covalente no polar
4. Tipo de enlace
6.Reacción propuesta (indicar estado de agregación y tipos de compuestos utilizados) Cu(OH)2 (s) + H2SO4 (ac) → Cu(SO4) (ac) + 2H2O (l) hidróxido ácido sal agua
Síntesis
Cloruro de sodio
Síntesis
Ácido sulfurico
2Na(s) + Cl2(g) → 2NaCl(s) Sal
Gaseoso
Sal
SO3(g) + H2O(l) → H2SO4(ac) Gaseoso
Líquido
Ácido
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Tabla 9. Ecuaciones químicas y balanceo (8 puntos) 1. Método de balanceo
2. Reacción
MnO2 + HCl → MnCl2 + Cl2 + H2O
3. Oxidación– reducción
a. Ecuación química y números de oxidación: Mn2 O2-2 + H1 Cl2 → Mn2 Cl2-2 + Cl20 + H12O-2 b. Elementos que sufren un cambio en su número de oxidación: Cl2= Cl0 c. Semireacciones: agente oxidante y reductor: Cl2= Cl0 Agente Reductor d. Ajuste de coeficientes y número de electrones en ambas semireacciones: Cl2 = Cl0 + 2ee. Reacción balanceada: MnO2 + 4HCl → MnCl2 + Cl2 + 2H2O
a. Ecuación química y números de oxidación:
SO3-2+ MnO4-1 → MnO2+SO4-2 (medio básico) 4. Ión-electrón
b. Semireacciones: agente oxidante y reductor:
SO3-2+ MnO4-1 → MnO2 Oxidación SO3-2+ MnO4-1 → SO4-2 17
c. Igualación del número de átomos en cada semireacción:
2SO3-2+ MnO4-1 → MnO2+2SO4-2 d. Igualación del número de electrones en cada semireacción:
2SO3-2+ MnO4-1 → MnO2+2SO4-2 O3-2 → O2 = 2ee. Suma de las dos semireacciones y simplificación de términos comunes:
2SO3-2+ MnO4-1 → MnO2+2SO4-2 + 2O-2e-
Conclusiones La actividad 2 Materia y Reactividad, la elaboración de esta actividad me permitió aprender sobre los conceptos teóricos y matemáticos, desarrollando la comprensión y captación de aplicación de factores de conversión, a manejar de una manera muy útil la tabla periódica, obtener conceptos específicos sobre esta actividad.
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