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Quimica 1 – Primer Semestre

ACTIVIDADES INTEGRALES

Con la intención de que incorpores lo aprendido en este capítulo y puedas relacionarlo con los fenómenos que están presentes en tu vida cotidiana, realiza lo siguiente:

  1. Ahora que sabes que la materia existe en casi todo lo que te rodea, explica ¿por qué el aire es materia?.
  2. Explica con tus propias palabras ¿qué es el calor?.
  3. Describe el proceso por medio del cual se forman las nubes.
  4. Explica lo que ocurre cuando dejas un vaso con hielo fuera del refrigerador.
  5. Depende del estado de agregación que moje el agua. Fundamenta tu respuesta

Completa en el cuadro siguiente la información que se te pide.

TIPO DE ENERGÍA DESCRIPCIÓN
SOLAR
EÓLICA
GEOTÉRMICA
BIOGAS
  1. Explica las semejanzas o diferencias entre energía cinética y energía potencial.
    1. ¿Existen diferencias entre fisión y fusión nuclear?.
    2. Sí________ No_________ Fundamenta tu respuesta.
  2. Describe el proceso de cambio que sucede en la oxidación de un clavo.
ENERGÍA SEMEJANZAS DIFERENCIAS
CINÉTICA
POTENCIAL

BIBLIOGRAFÍA CONSULTADA

ANDER, P. y A.J.Sonnessa. Principios de Química, Introducción a los conceptos teóricos. Limusa, México, 1975.

ASIMOV, I. La búsqueda de los elementos. Plaza y Janés, España, 1979.

ASIMOV, I. Breve historia de la Química. Alianza Editorial Mexicana, México, 1989.

ÁVILA, J. y J. Genescá: Más allá de la herrumbre. FCE. México, 1986. CÓRDOVA, J.L. La Química y la cocina. FCE, México, 1990. DICKSON, T.R. Química. Enfoque ecológico. Limusa, México, 1980.

DUCOING, Ch. A. La energía. Ediciones Enlace, México, 1982.

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GARRITZ, A., y J. A. Chamizo: Química. Antologías. Editorial Consejo del Sistema

Nacional de Educación Tecnológica (COSNET), México, 1988. GARRITZ, A. Et al . 33 prácticas de Química. COSNET. México, 1991. HABER, S. U. Et. al. Curso de introducción a las ciencias físicas. Reverté, México, 1979.

HEIN, M. Foundations of College Chemistry. Brooks/Cole Publishing Company, USA.1990.

KRUIF, P. de. Los cazadores de microbios. Diana. México, 1979.

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TIPPENS, P. E. Física Conceptos y aplicaciones. McGraw-Hill, México, 1987.

VLASOV, I y D. Trifonov. Química recreativa. Ediciones de Cultura Popular, México, 1985.

1.4.2 HACIA EL MODELO CINÉTICO MOLECULAR

La observación y la experimentación son nuestra fuente de conocimiento del mundo que nos rodea. Mediante la acumulación de datos y su análisis se buscan regularidades de comportamiento, como en el caso de las leyes de los gases.

Encontrar una ley no nos explica por qué ocurre esa regularidad en la Naturaleza. Simplemente nos indica que existe, pero no por qué ocurre; la ciencia va más allá y se pregunta entonces cuál es la razón de que se cumpla esa ley. Para responder, los científicos construyen modelos y teorías.

Un modelo es una representación de la realidad. Es una hipótesis que se plantea para ver si el objeto modelo se comporta similarmente al objeto real. Si así ocurre, decimos que el fenómeno real se comporta como si fuera similar al objeto modelo y entonces contamos con una explicación más aceptable y profunda del comportamiento de la realidad.

En el caso que nos ocupa, imaginar (plantear la hipótesis) que toda la materia está compuesta de pequeñas partículas que interactúan (o no), y que se mueven continuamente, nos permite entender las propiedades de los gases, líquidos y sólidos. Entonces, tenemos una explicación más profunda de la realidad. Sabemos que las leyes no suceden, porque “así tienen que suceder”, sino porque las partículas de la materia se comportan de cierta manera que lo explica.

Si se considera el proceso de inflar un globo, en el cual se está introduciendo más gas al mismo, ¿por qué se agranda el globo? Una forma de tratar de obtener respuestas es examinar cuidadosamente el proceso, anotar nuestras observaciones y buscar regularidades. Otra manera es buscar un comportamiento semejante el cual podamos comprender mejor, es decir, tratar de hallar un modelo que nos ayude a encontrar una explicación a nuestro problema que representa el comportamiento del gas dentro del globo.

Cuadro 1

Observación 1 Explicación 1
Una muestra de gas que llena uniformemente un recipiente cerrado. Si el recipiente es poroso el gas se escapa a través de poros que no pueden verse sino por medio del microscopio.Los gases están constituidos por partículas submicroscópicas llamadas moléculas, las cuales tienen un movimiento rápido y desordenado. Una molécula se mueve en línea recta hasta que choca con otra o con las paredes del recipiente. Debido a su tamaño, si el recipiente es poroso puede atravesar sus paredes.

Todos conocemos esas pelotas de goma elástica muy dura que al caer al suelo saltan, alcanzando casi la altura desde la cual cayeron; si se arroja una contra una pared en una habitación pequeña, rebotará de pared a pared, perdiendo gradualmente su impulso hasta detenerse. Un conjunto de estas pelotitas puede resultar un buen modelo para el gas del globo.

Se puede suponer que el aire o cualquier otro gas está formado por pequeñísimas pelotitas moviéndose en todas direcciones y rebotando en las paredes del recipiente. Cuando la “pelota” choca contra la pared aquélla lo empuja a ésta, pero la pared empuja a la pelota con una fuerza igual, de manera que la pelota sale de la pared rebotando en la otra dirección.

Cuadro 2.

Observación 2 Explicación 2
Una muestra de una sustancia ocupa mayor volumen como gas que como líquido.Las moléculas de un gas casi no interactúan unas con otras y están muy separadas entre sí a temperatura y presión ordinarias. En cambio en los líquidos sí existe una interacción evidente y se agrupan unas muy cerca de otras.

Al igual que el aumento de volumen de un globo que se infla, y a partir de la suposición de que los gases están constituidos por pequeñas partículas, pueden explicarse las “llamadas leyes de los gases”. Los científicos que los investigaron desarrollaron un modelo bastante razonable de la estructura fundamental de los gases.

Cuadro 3

Observación 3 Explicación 3
Un gas ejerce una presión uniforme sobre todas las paredes de un recipiente cerrado.Las moléculas móviles chocan contra las paredes del recipiente en forma desordenada. La presión del gas es la suma de los millones de choques producidos por las moléculas sobre la unidad del área.

ACTIVIDADES INTEGRALES

Las actividades Integrales están diseñadas para que pongas en práctica lo aprendido hasta este momento, por lo tanto debes realizar todo lo que se te pide.

I. Contesta las siguientes preguntas:

  1. ¿Cuáles son los elementos químicos que forman a los hidrocarburos?.
  2. Describe los compuestos llamados hidrocarburos saturados o alcanos.
  3. Escribe el nombre de los siguientes compuestos. a) CH3-CH2-CH=CH2 ______________________________________________ b) CH3-CH2-CH3 ______________________________________________ c) CH2 =C-CH3 ______________________________________________
  4. ¿Qué diferencia existe entre los alquenos y los alquinos?.
  5. ¿Cuál es el principal uso que se le da al petróleo?.
  6. Menciona cinco productos obtenidos en la destilación primaria del petróleo.
  7. Escribe tres ejemplos de compuestos derivados de la petroquímica.
  8. ¿Qué destino tiene la producción petrolera de nuestro país y cuáles son sus repercusiones socioeconómicas?.
  9. ¿Qué lugar ocupa México como productor de petróleo en el mundo?
  10. Comercialmente, ¿cómo se clasifican los petróleos mexicanos?

ACTIVIDAD EXPERIMENTAL No. 4

PRÁCTICA DE LABORATORIO (OBLIGATORIA)

Objetivo. Identificar los grados de destilación de la gasolina nova, gasolina blanca y aceite lubricante.

Cuestionario (integración de conceptos antecedentes).

a) ¿A qué se llama fracción del petróleo? ________________________________

b) Menciona tres fracciones ligeras que se obtengan del petróleo crudo. _______

c) Con base en su composición química, ¿cuántas clases de petróleo existen en el mundo?_______________________________________________________

d) De las fracciones obtenidas en la destilación del petróleo, ¿cuál presenta mayor demanda?______________________________________________________

e) ¿De qué manera puedes identificar cuando una porción es de gasolina nova y otra de gasolina blanca?___________________________________________

f) ¿Qué uso cotidiano se le da a la gasolina blanca?_______________________

Experimentación

Objetivo del experimento. Realizar la destilación de una mezcla de hidrocarburos para obtener gasolina blanca y gasolina nova.

Materiales, sustancias y equipos.
Material: Cantidad y sustancias:
☞ 1 parrilla eléctrica ☞ 70 mL de gasolina nova
☞ 1 matraz de destilación ☞ 20 mL de gasolina blanca
☞ 1 refrigerante ☞ 20 mL de aceite lubricante
☞ 1 termómetro de escala -10 ºC + 400 ºC
☞ 2 tapones de hule
☞ 1 tubo de hule látex (juego de dos)
☞ 2 soportes universales, 1 pinzas para
bureta
☞ 1 pinzas de extensión de tres dedos
con nuez
☞ 1 probeta graduada de 50 ó 100 mL
☞ 2 vasos de precipitados de 250 mL.

Procedimiento.

Efectuar la mezcla de gasolina nova, gasolina blanca y aceite lubricante (hidrocarburos), colocarla en el matraz de destilación y armar el aparato como aparece en la figura 19. (Colocar núcleos de ebullición junto con la mezcla para evitar que salte durante la ebullición.)

Abrir el grifo del agua antes de encender la parrilla eléctrica.

Cuando empiece a destilar, registra la temperatura y recoger en su vaso el líquido que salga mientras la temperatura se mantenga constante.

Una vez que destile la segunda fracción, registrar nuevamente la temperatura y recoger en otro vaso el líquido que se destile mientras la temperatura permanece constante.

Hipótesis : Recuerda que antes de llevar a cabo el experimento se plantea una hipótesis.

Guía de observaciones y registro de datos

a) Anota las dos temperaturas a las que empezaron a destilar las fracciones.

Cuestionario de reflexión

a) ¿Qué finalidad se persigue al destilar el petróleo? b) ¿Por qué no destila el tercer componente?

4. Conclusión

ACTIVIDAD EXPERIMENTAL No. 5

“PROPIEDADES DE LOS HIDROCARBUROS AROMÁTICOS” (OBLIGATORIA). Objetivo

Conocer las propiedades físicas y químicas de algunos de los derivados del benceno, mediante las pruebas de solubilidad y reactividad; para establecer la relación estructurapropiedades.

Cuestionario de conceptos antecedentes

1) Investiga el nombre de cuatro derivados del benceno.

2) ¿De dónde se obtienen principalmente los hidrocarburos aromáticos?

3) Menciona cuatro productos de uso común que sean derivados del benceno.

Hipótesis

Elabora tu hipótesis a partir de la siguiente pregunta.

¿Crees que el tolueno y naftaleno se disuelvan totalmente en agua, en etanol y en éter de petróleo?, explica:

¿Qué necesitas?
Materiales Sustancias
☞ 1 Gradilla ☞ 12 mL de tolueno
☞ 7 Tubos de ensaye ☞ 0.20 g de naftaleno
☞ 1 Agitador de vidrio ☞ 6 mL de etanol
☞ 1 Probeta de 25 mL ☞ 6 mL de éter de petróleo
☞ 6 mL de agua
Prevención y seguridad

x Etanol.- Líquido incoloro, muy volátil, inflamable y de olor agradable, poco tóxico por ingestión.

x Naftaleno.- Sólido blanco, volátil a temperatura ambiente y muy tóxico si es ingerido en grandes cantidades.

x Tolueno.- Líquido inflamable de olor parecido al benceno, poco tóxico.

x Éter de petróleo.- Líquido muy inflamable y tóxico, no debes inhalarlo, daña al sistema respiratorio.

¿Cómo hacerlo?

Figura 23

En una gradilla coloca tres tubos de ensayo y vierte en cada uno 3 mL de tolueno; al primer tubo agrégale 3 mL de agua, al segundo tres mL de etanol y al tercero 3 mL de éter. Agita los tubos.

En la gradilla coloca otros 4 tubos de ensayo y en cada uno de ellos por 0.5 g de naftaleno; agrega 3 mL de agua, 3 mL de etanol, 3 mL de éter, y 3 mL de tolueno respectivamente. Agita los tubos.

Precaución: No inhales los vapores que desprenden las sustancias.

Registro de observaciones

Anota los resultados de solubilidad.

Agua Etanol Éter
Tolueno
Agua Etanol Éter Tolueno
Naftaleno

Eliminación de desechos

Al terminar el experimento coloca los resultados de los tubos de ensayo en el recipiente indicado por tu asesor para que se absorban con arena y evitar la contaminación.

Cuestionario de reflexión

¿Para qué es importante conocer la solubilidad de los hidrocarburos aromáticos utilizados?.

¿En cuál de los disolventes se disuelve mejor el tolueno? .¿En cuál el naftaleno?.

Conclusiones

Considerando el cuestionario de reflexión y contrastando los resultados con tus hipótesis, elabora las conclusiones a las que llegaste.