Química 1

Quimica 1 – Primer Semestre

AUTOEVALUACIÓN


Recuerda que en este apartado se te proporcionan los criterios que debiste haber contemplado en las Actividades Experimentales.

Para el caso del cuadro debiste tener presente que:

*
Un Analgésico es una sustancia que permite aliviar el dolor
*
El Antiácido es una sustancia con características básicas para disminuir la acidez.
*
La Dosis es una cantidad necesaria de administración (cuantitativa) de un medicamento.

Respecto a las fórmulas del hidrogénocarbonato de sodio y del ácido acetil salicílico tenemos que:

1) El hidrógenocarbonato de sodio es el nombre con el cual se le conoce dentro de la química, pero también se le conoce como “polvo de hornear”. Sin embargo, en cualquiera de los casos su fórmula es NaHCO3.

2) Comercialmente se conoce como aspirina, y químicamente se le llama ácido acetil salicílico, cuya fórmula es C9H8O4 y se representa:

COOH

O

C

CH3

O

Aspirina (Ácido acetil-salicílico)

Para el caso del desarrollo del experimento:

1) Mientras más homogéneo sea el producto (más granulado), menor será el tiempo de disolución.

2) Al disminuir la cantidad del producto (concentración), el tiempo de disolución disminuye

3) Al incrementar la temperatura, la disolución será más rápida.

4) El tiempo de disolución de la sustancia, dependerá del producto y su presentación que se ha utilizado.

ACTIVIDADES INTEGRALES


Las siguientes prácticas de laboratorio te servirán para consolidar e integrar los conocimientos que adquiriste con el estudio de este capítulo. Contesta las preguntas que aquí se te plantean y verifica tu respuesta en el siguiente apartado.

ACTIVIDAD EXPERIMENTAL No. 1 PRÁCTICA DE LABORATORIO5 (OBLIGATORIA).

Completa el siguiente cuadro

CONCEPTOS PROPIEDADES
Analgésico Es una sustancia que ____________________ sustancia con baja solubilidad
Antiácido Es una sustancia con características básicas para __________________________________.
Dosis Cantidad necesaria ___________________un medicamento.

Para la realización de esta práctica debes investigar sobre lo siguiente:

1) ¿Cuál es la fórmula del hidrógenocarbonato de sodio?. 2) ¿Cuál es la fórmula del ácido acetil salicílico?.

¿Qué necesitas?
☞ Alka Seltzer ☞ Tabcin
☞ Agua ☞ Sal de uvas
☞ Termómetro ☞ Probeta graduada
☞ Balanza granataria ☞ 3 vasos para precipitados
☞ Espátula de acero ☞ Mechero de Bunsen
☞ Tripié ☞ Tela de alambre con asbesto
☞ Cronómetro ☞ Mortero con pistilo

5 A partir de este momento se te dará a conocer cuáles son las prácticas que deberás de realizar (en el laboratorio) para tener derecho al exámen de acreditación. Las prácticas estarán indicadas por la palabra OBLIGATORIA.

¿Cómo hacerlo?

Observa detenidamente cada uno de los vasos para precipitados (3) que se encuentran en cada inciso e identifica cuál(es) es(son) la(s) variable(s) independiente(s) que se está manejando. Te sugerimos que las resaltes con un color diferente.

a)

Agua y Alka Seltzer

en polvo (1 g)

b)

Agua y 0.5 g de Alka Seltzer (polvo)

c)

Agua fría y 1g de Alka Seltzer (polvo)

d)

Agua con sal de uvas 1g

Agua y Alka Seltzer

en trocitos (1 g)

Agua y 1g de Alka Seltzer (polvo)

Agua a temperatura ambiente y 1g de Alka Seltzer (polvo)

Agua con 1g de Alka Seltzer (polvo)

Figura 1

Agua y Alka Seltzer trozos grandes (1 g)

Agua y 2g de Alka Seltzer (polvo)

Agua caliente y 1g de Alka Seltzer (polvo)

Agua con 1g de Tabcin (polvo)

Una vez que has analizado el procedimiento, elabora una hipótesis para cadainciso, tomando en cuenta las variables que identificaste.

a) _________________________________________________________________

b) _________________________________________________________________

c) _________________________________________________________________

d) _________________________________________________________________

Desarrollo del experimento y registro de observaciones.

En cada caso, toma el tiempo que tarda en efervescer el producto en el agua.

Experimento Vaso 1 Vaso 2 Vaso 3 Observaciones
a
b
c
d

Eliminación de desechos.

Cualquier residuo de los medicamentos debe desecharse de inmediato, arrojándolo al bote de basura para evitar accidentes. Los productos del experimento elimínalos por la tarja.

Cuestionario de reflexión.

Experimento a) • ¿Por qué tardó menos tiempo en reacción el Alka Seltzer en polvo que en tableta? b) • Establece una relación entre la masa del Alka Seltzer y el tiempo de reacción c) • ¿Qué pasaría si el agua estuviera hirviendo?

• Explica qué efecto tiene la temperatura sobre las reacciones d)

  • ¿Depende el tiempo, de la marca comercial?
  • ¿Existe una relación entre el tiempo de reacción y la marca comercial del producto?

Conclusiones: Escribe tus conclusiones generales sobre los experimentos y emite tus conclusiones específicas tomando en cuenta la hipótesis que elaboraste en cada inciso.

ACTIVIDAD EXPERIMENTAL No. 2

“QUÍMICA Y PRODUCTOS DE USO COTIDIANO”

Objetivo

Determinar algunos parámetros que intervienen en la reacción del Alka Seltzer con agua, para establecer la relación entre la Química y la vida cotidiana.

Cuestionario de conceptos antecedentes.

1) ¿Qué es un analgésico? ________________________________________________

2) ¿Qué es un antiácido?__________________________________________________

3) ¿Cuál es la fórmula del hidrógeno carbonato de sodio?_________________________

4) ¿Qué es una dosis terapéutica?___________________________________________

5) ¿Cuál es la fórmula del ácido acetil-salicílico?________________________________

6) ¿Qué sucede si ingieres una dosis mayor de la terapéutica?_____________________

7) ¿Cómo se sintetizó por primera vez la Aspirina?______________________________

Hipótesis

Elabora la hipótesis a partir del siguiente cuestionamiento: ¿En qué vaso será más rápida la reacción y por qué?.

¿Qué necesitas?
Materiales Sustancias
☞ Termómetro ☞ 11 g Alka Seltzer
☞ 1 Balanza granataria ☞ 1 g Sal de uvas
☞ 1 Espátula ☞ 1 gTabcín
☞ 1 Tripié ☞ Agua
☞ 1 Cronómetro
☞ 1 Pinzas para vaso
☞ 1 Probeta
☞ 3 Vasos de precipitado
☞ 1 Mechero Bunsen
☞ 1 Tela de alambre
☞ 1 Mortero con pistilo.

Prevención y seguridad

La requerida en el laboratorio para el uso del mechero y del material de vidrio caliente.

¿Cómo hacerlo?

a)

Agua y Alka Seltzer

en polvo (1 g)

b)

Agua y 0.5 g de Alka Seltzer (polvo)

c)

Agua fría y 1g de Alka Seltzer (polvo)

d)

Agua con sal de uvas 1g Agua y Alka Seltzer

en trocitos (1 g)

Agua y 1g de Alka Seltzer (polvo)

Agua a temperatura ambiente y 1g de Alka Seltzer (polvo)

Agua con 1g de Alka Seltzer (polvo)

Agua y Alka Seltzer trozos grandes (1 g)

Agua y 2g de Alka Seltzer (polvo)

Agua caliente y 1g de Alka Seltzer (polvo)

Agua con 1g de Tabcin (polvo)

Figura 2

En tres vasos coloca 1 g de Alka Seltzer de la siguiente manera:

En el primero, colócalo en polvo; en el segundo, en trocitos y en el tercero en trozo completo. Agrega agua y mide el tiempo que tarda en reaccionar.

Coloca después en tres vasos con la misma cantidad de agua las siguientes cantidades de alka seltzer: 0.5 g, 1g y 2g. Anota el tiempo de la reacción.

En otros tres vasos, coloca 1g de alka seltzer en la misma cantidad de agua a tres temperaturas diferentes. Observa el tiempo de la reacción en cada uno.

En otros tres vasos con igual cantidad de agua, agrega 1g de alka seltzer, al primero; 1g de sal de uvas, al segundo y 1g de tabcín al tercero. Observa el tiempo de la reacción de cada vaso.

Registro de observaciones

Registra en cada caso el tiempo que tarda la reacción.

Tiempo de Vaso 1 Vaso 2 Vaso 3 Observaciones
reacción
Tamaño de partícula
Cantidad de Alka Seltzer
Temperatura de agua
Diferentes sustancias

Eliminación de desechos

Cualquier residuo de los medicamentos debe desecharse de inmediato, arrojándolo al bote de basura para evitar accidentes. Los productos del experimento elimínalos por la tarja.

Cuestionario de reflexión

1.- ¿Por qué tardó menos tiempo en reaccionar el Alka Seltzer en polvo que en trozo completo?.

2.- Establece una relación entre la masa del Alka Seltzer y el tiempo de la reacción.

3.- Explica qué efecto tiene la temperatura sobre las reacciones. ___________________

4.- ¿Depende el tiempo de reacción de la marca comercial?. ¿Por qué?. _____________

Conclusiones

Considerando el cuestionario de reflexión y contrastando los resultados con tu hipótesis, elabora tus conclusiones.

RECAPITULACIÓN


El propósito de este capítulo fue presentarte un panorama general de las características principales de la Química y su relación con la vida cotidiana.

De esa manera, se ha mostrado cómo esta ciencia se ha desarrollado a partir de la solución de problemas que se presentan en la cotidianeidad, como el descubrimiento del fuego, las formas de producirlo, el manejo de los metales, el uso farmacéutico de algunas sustancias naturales, la industrialización de productos y la posibilidad de contar con alimentos en buenas condiciones en cualquier época del año y lugar. En otras palabras, gracias a la Química nuestra vida es distinta a la de nuestros antepasados.

También hemos visto que para estudiar Química es necesario considerar sus características, esto es, adquirir su lenguaje, usar su método y realizar cuantificaciones y cálculos. No puede aprenderse de memoria, sino “haciéndola”, es decir, requiere de todos tus sentidos, tu curiosidad y de tu imaginación.

El aprendizaje del lenguaje químico te abrirá las puertas del mundo del comportamiento de la materia y de la explicación de los fenómenos. El método, como se mencionó, te posibilitará acercarte con procedimientos específicos a los conocimientos científicos, te proporcionará las herramientas para poder entender el problema, proponer soluciones y comprobarlas. Conocerlo te permitirá recrear, en ocasiones, el camino que siguieron los científicos para descubrir los conceptos, establecer leyes o explicar los fenómenos. La cuantificación tiene la función de precisar el conocimiento de los fenómenos, para que, con base en ello, se pueda predecir el comportamiento de la materia o, en su caso, saber cómo los científicos pueden hacerlo.

1.4.1 ¿POR QUÉ ES NECESARIA LA CUANTIFICACIÓN?


En la vida diaria la cuantificación es esencial para muchas de las situaciones cotidianas; cuando nos transportamos en un vehículo público, pagamos una cantidad específica. No sólo es importante el acto de pagar (cualitativo), sino cubrir el precio adecuado (cuantitativo) del viaje. Al ingerir nuestros alimentos, no es lo mismo, nutricionalmente hablando, el comer una tortilla de un plato adecuadamente preparado acompañado por tortillas, de tal manera que se cubran los requerimientos necesarios para el organismo (cuantitativo). La cuantificación es algo inherente y necesario para la vida humana.

¿Consideras que las calificaciones de un examen son de carácter cualitativo?

En el caso específico de la Química la cuantificación es fundamental y ha permitido elevar esta disciplina a la categoría de ciencia, además de posibilitar la predicción de los fenómenos de importancia en diferentes niveles, desde el ámbito cotidiano hasta el industrial.

Existe un sinnúmero de ejemplos de los que un químico puede cuantificar, los cuales son comunes en nuestra vida. Para que lo entiendas, y referida nuevamente a la contaminación del aire, existe la necesidad imperiosa de cuantificar dichos contaminantes, ya que en pequeñas cantidades puede ser inofensivo, pero a elevadas concentraciones son altamente perjudiciales para la mayoría de los seres vivos; actualmente en la Ciudad de México, y en muchas otras ciudades del mundo, se lleva a cabo un registro cuantitativo de todos los contaminantes (IMECA, en nuestro caso)4 con el fin de tomar las medidas necesarias de protección al ambiente y, por tanto, de los seres vivos.

En cuanto a los medicamentos, es común que un médico recete a sus pacientes una determinada dosis. Esta dosis no es otra cosa que una medida de la cantidad que el paciente debe recibir de dicha medicina, ya que no es la misma cantidad que puede consumir un bebé a la que puede utilizar un adulto. Generalmente la dosis depende de la edad, peso corporal y capacidad del paciente para metabolizar el medicamento, de tal manera que cuantitativamente existe una dosis mínima, por debajo de la cual no tendría efecto el medicamento, y una dosis máxima, que al ser rebasada puede resultar tóxica o incluso letal para el organismo.

Cuando una persona ingiere una bebida alcohólica, existe una diferencia cuantitativa entre mantenerse sobrio, estar “alegre”, o llegar hasta un estado evidente de embriaguez, donde sus sentidos y sus capacidades están totalmente limitados, de forma que cuantificando la concentración de alcohol en la sangre se puede predecir el comportamiento de un individuo dependiendo de su edad, sexo, peso corporal, costumbre a las bebidas alcohólicas y algunas otras variables.

Muchas enfermedades pueden ser evitadas o controladas gracias a la cuantificación. La hemoglobina es una proteína que contiene hierro (Fe) que transporta el oxígeno de los pulmones a las células. Si la cantidad de hierro es deficiente, la hemoglobina no se forma, causando lo que se conoce como anemia.

La diabetes es una enfermedad que se presenta por niveles altos de glucosa en la sangre. Mediante la cuantificación continua de dichos niveles y analizando las características del paciente, puede elegirse el tratamiento adecuado para controlar el padecimiento.

En la industria metalúrgica se analizan y cuantifican las proporciones adecuadas de los componentes de una aleación, porque, de no hacerse rutinariamente, la calidad disminuye y pueden generarse productos que sean muy sensibles a la corrosión y que tengan muy poca resistencia.

4 IMECA: Índice Metropolitano de la Calidad del Aire.

En conjunto, podemos decir que en cualquier tipo de industria es necesario cuantificar diferentes variables mantener la calidad de los productos que llegan a los compradores, y esa cuantificación en la industria es lo que se conoce como control de calidad.

a) La medición y los grandes químicos

En la historia de la Química se han realizado intentos para lograr la cuantificación de los fenómenos, pero durante mucho tiempo se emplearon métodos que, lejos de aclarar la forma en que se llevaban a cabo los fenómenos químicos, aumentaban la confusión al respecto.

Robert Boyle, en su obra El químico escéptico, recomendaba tener más cuidado en el registro de las observaciones en los experimentos con el fin de obtener resultados adecuados. En el siglo XVII, Lavoisier, tomando en cuenta muchas de las aseveraciones que existían en su tiempo, comenzó por rehacer algunos de los experimentos de su época, con el cuidado de cuantificar cuidadosamente los resultados obtenidos en cada uno de los suyos. Fue tan grande y fuerte la influencia de los experimentos de Lavoisier, que a partir de ellos desechó la teoría del flogisto, que proponía que las sustancias capaces de arder lo eran por contener un supuesto “principio de combustión” al que se le denominó flogisto, concepto erróneo que se había mantenido durante más de un siglo.

Con la aparición de Tratado elemental de Química en 1789, Lavoisier, como se mencionó anteriormente, convierte a la Química en una ciencia cuantitativa y, además, establece los primeros listados de las sustancias elementales o elementos.

En otro curso de Química, veremos el tema de Estequiometría que nos ayuda a definir cómo están compuestas las moléculas, qué proporción contienen de cada elemento y cuantitativamente cómo se van a formar los productos de una reacción. Asimismo, trataremos de entender cómo son los cambios energéticos producidos en una reacción química y cuáles son sus aplicaciones, todo esto también en una forma cuantitativa. En ambos casos, para realizar los cálculos, usaremos las ecuaciones químicas.

Para terminar con este tema se puede decir que las aportaciones de Boyle, Lavoisier, Berzelius y muchos otros investigadores, anteriores y posteriores a ellos, hicieron de la Química una ciencia 100% cuantitativa y que gracias a ello tiene un lugar destacado en todos los países del mundo en el ámbito económico, social y político, porque esta posibilidad de cuantificar los fenómenos químicos permite su predictibilidad y facilita el control de las variables para mejorar la producción de bienes para la humanidad.

ACTIVIDAD DE REGULACIÓN

Investiga sobre los siguientes aspectos: ¿A partir de que niveles de glucosa se considera a un paciente con diabetes?. ¿Cuáles son los niveles de contaminación ambiental para declarar la fase 2 de contingencia ambiental en la Ciudad de México?.

EXPLICACIÓN INTEGRADORA

Conforme revises el esquema observarás la importancia de cuantificar, así como la relación que tiene con varios fenómenos o aspectos de tu vida cotidiana.