LOS TALLERES 1 Y 2 DE QUÍMICA

UNIVERSIDAD MILITAR NUEVA GRANADA

INSTITUTO DE EDUCACIÓN SUPERIOR A DISTANCIA

PROGRAMA DE INGENIERÍA INDUSTRIAL

TALLERES 1 Y 2 DE QUÍMICA

Rubén Danilo Bourdon García

Tutor de Ingeniería Industrial

Estimado estudiante, tenga en cuenta las siguientes recomendaciones para la solución de los ejercicios:

• Realice los ejercicios en el orden en que se encuentran en los talleres, ya que los ejercicios anteriores son base para la comprensión de los siguientes, y en parte, para los ejercicios de los parciales y quices.
• Realice todos los ejercicios del taller antes de las fechas del quiz.
• Si algunos temas o conceptos no comprende consulte el material de la asignatura. Si persiste el problema consulte un libro de Química de nivel universitario. se puede consultar en internet pero corroborando la información con algún libro de Química de nivel universitario. Algunos de los autores y el título de libros de Química recomendados son los siguientes:
• Brown, Química, la ciencia central (varias ediciones)
• Whitten, Química o Química general (varias ediciones)
• Chang, Química (varias ediciones)
• Masterton, Química,  principios y reacciones (varias ediciones)
• Spencer, Química, estructura y dinámica (varias ediciones)

• Los libros universitarios de Química, en general, contienen los mismos temas. Busque en el índice que se encuentra en la parte final del libro el tema de consulta. Remítase al capítulo o páginas correspondientes y estudie el material. Revise los ejercicios ejemplo y una vez entendidos realice los ejercicios del taller.

¡¡¡¡Exitos!!!!!!

TALLER 1 (CONCEPTOS FUNDAMENTALES)

1. Defina los siguientes términos

1. Química
2. Método científico
3. Materia
4. Medida
5. Sistema de unidades
6. Cifras significativas
7. Factor unitario o factor de conversión
8. Notación científica
9. Temperatura
10. Volumen
11. Densidad
12. Elemento
13. Compuesto
14. Mezcla
15. Unidad de masa atómica (uma)
16. Masa atómica
17. Masa molecular
18. Número atómico
19. Estado de agregación o fase
20. Metal

1. A partir de las siguientes mezclas indique cuáles son homogéneas y cuáles heterogéneas y por que:

1. Suero fisiológico u oral
2. Vino blanco o aguardiente
3. Yogurt o kumis
4. Cemento gris para construcción

1. De las siguientes muestras de materia mencione el estado en el que se encuentran o fase, tipo de mezcla y sus características perceptibles como olor, color, forma, u otros.

1. El aire de la casa o del apartamento
2. El agua potable
3. El concreto
4. El acero
5. El vidrio
6. El suelo para agricultura

1. Si una sustancia A es soluble en otra B, es porque una cantidad igual (o mayor) a 3 g de A se disuelven o dispersan en 100 mL de B. Esta propiedad se denomina solubilidad. De acuerdo con este criterio como es la solubilidad para (consulte las propiedades de las sustancias):

1. Sal de cocina (cloruro de sodio)
2. Azúcar de cocina (sacarosa)
3. Arena (óxido de silicio)
4. Polietileno de alta densidad (plástico de bolsas)
5. Poliestireno expandido (icopor)
6. Carbonato de calcio (CaCO3)

1. Cuales métodos de separación de sustancias se podrían emplear para obtener los componentes individuales de las siguientes mezclas (consulte métodos de separación y propiedades de los componentes):

1. Petróleo y agua
2. Arena y agua
3. Carbón (carbono) y sal
4. Alcohol antiséptico (agua y etanol o alcohol etílico)
5. Suero oral (agua, azúcar y sal de cocina)

1. Un automóvil deportivo rinde 29 millas por galón y tiene un tanque de gasolina con una capacidad de 41 L.

1. ¿Qué distancia puede recorrer con un tanque de gasolina?
2. ¿Cuánto gastará en gasolina el conductor en un recorrido de 650 millas si el galón de gasolina cuesta 7320 pesos?
3. Si se producen 9 g de CO2 por galón de gasolina, ¿cuántos kg de CO2 produce por una tanqueada completa?

1. El área del territorio continental de Colombia es de 4,407x105 millas2. Suponga que este territorio es completamente plano (sin montañas ni valles). ¿Qué volumen de agua en litros, cubrirá este territorio con una altura de 2,5 pulgadas?

1. El petróleo se extiende sobre el agua formando una capa de 100 nm de espesor (dos cifras significativas). ¿Cuántos kilómetros cuadrados de océano se cubrirían por la marea negra formada, si se vierte un barril de crudo?

1. El porcentaje de algo se define como la parte sobre el todo por cien (parte/todo)x100 y se emplean unidades iguales de masa (g, kg, libra, tonelada, entre otras) en el numerador (parte) y en el denominador (todo). Se conoce que por cada 18 g de agua, hay 2 g de hidrógeno y 16 g de oxígeno. Cuál es el porcentaje de:

1. Hidrógeno en el agua
2. Oxígeno en el agua

1. Resuelva el siguiente ejercicio. Una mezcla de desechos con agua proveniente de un complejo minero se requiere analizar para utilizar métodos biológicos de recuperación (bioremediación). Todo el experimento se llevó a cabo a una (1) atmósfera de presión. Se tomó una muestra y se evaporó el agua completamente a 100 ºC. La masa de la muestra sin agua fue de 2,346 g. Se sabe que contiene solamente cloruro de potasio (KCl) proveniente de un yacimiento del mineral, yodo (I2) proveniente de la producción de tintura de yodo (un germicida) y mercurio (Hg) proveniente de la extracción de oro en una mina de la localidad. A la muestra se le adicionaron 20 mL de agua destilada se mezcló y decantó. La fase líquida superior se separó y evaporó a 200 ºC, de ésta quedó un residuo con masa de 0,04211 onzas de A. Luego se calentó la mezcla inferior restante a 200 ºC hasta que dejó de desprenderse vapor o humo violeta. La sustancia C que quedó pesó 0,01650 onzas. Responda las siguientes preguntas (Para llegar a sus respuestas tenga en cuenta las propiedades de las sustancias puras, elementos o compuestos que se dan mas abajo):

1. ¿Qué tipo de mezcla se tiene inicialmente (mezcla de desechos con agua)? Explique teniendo en cuenta las propiedades de las sustancias puras.
2. ¿Qué sustancia es A? ¿B? y ¿C? Explique brevemente.
3. ¿Qué cantidad en gramos (g) de KCl, I2 y Hg se tienen en la muestra sin agua? Tenga en cuenta el número de cifras significativas.
4. Cual es el porcentaje de KCl en la muestra sin agua? ¿cuál el de I2? y ¿cuál el de Hg? Tenga en cuenta el número de cifras significativas.

Propiedades de las sustancias puras:

• Agua destilada (H2O): densidad 0,99823 g/mL (20ºC); P.F. (punto de fusión) 0 ºC (1atm); P.E. (punto de ebullición) 100 ºC (1atm); incoloro; sustancia polar.

• Mercurio (Hg): densidad 13,55 g/mL (20ºC); P.F. –39 ºC (1atm); P.E. 357 ºC (1atm); color brillante plateado; solubilidad en agua: insoluble; sustancia apolar.
• Cloruro de potasio (KCl): densidad 1,98 g/mL (20ºC); P.F. 773 ºC (1atm); P.E. 1413 ºC (1atm); color blanco; solubilidad en agua: 347g/L (soluble); sustancia polar (iónica).
• Yodo (I2): densidad 4,93 g/mL (20ºC); P.F. 114 ºC (1atm); P.E. 185 ºC (1atm); color violeta negro; solubilidad en agua: insoluble; sustancia apolar.

TALLER 2 PARTE A (ÁTOMO, CONFIGURACIÓN ELECTRÓNICA, ENLACES QUÍMICOS Y MOLÉCULAS)

1. Defina los siguiente términos

1. Átomo
2. Estructura atómica
3. Molécula
4. Partícula subatómica
5. Número de masa
6. Isótopo
7. Número atómico
8. Masa atómica
9. Masa molecular
10. Número cuántico principal
11. Configuración electrónica de la capa de valencia
12. Enlace iónico
13. Enlace covalente
14. Propiedad periódica
15. Tabla periódica
16. Electronegatividad
17. Anión

1. Todos los isótopos siguientes se emplean en las ciencias aplicadas para distintos fines. Indique el número de protones, neutrones, electrones, grupo, periodo al que pertenece y densidad (tenga en cuenta las unidades).

1. Fósforo 32
2. Cromo 51
3. Cobalto 60
4. Tecnecio 99
5. Yodo 131
6. Talio 201

1. Localice el elemento de símbolo Rh en la tabla periódica y escriba:

1. Nombre
2. Configuración electrónica
3. Electrones de valencia
4. Masa o peso atómico
5. Punto de fusión (en grados Fahrenheit)
6. Punto de ebullición (en Kelvin)
7. Densidad en (lb/pie3)
8. Radio atómico (en pulgadas)

1. Explique como varía la primera energía de ionización a lo largo de:

1. El periodo 2
2. Los metales alcalinotérreos
3. Los halógenos

1. Explique como varía el radio atómico a lo largo de:

1. El periodo 3
2. Los metales alcalinos
3. Los gases nobles

1. Explique como varía la afinidad electrónica a lo largo de:

1. El periodo 4
2. El grupo del oxígeno
3. El grupo del nitrógeno

1. Explique como varía la electronegatividad a lo largo de:

1. El periodo 5
2. El grupo del boro
3. El grupo del carbono

1. Escriba la configuración electrónica de la capa de valencia en notación de celdas o cajas para:

1. El neón
2. El cobre
3. El potasio
4. El fósforo

1. El hierro es un elemento esencial en el mecanismo de respiración de algunos seres vivos.

1. Escriba la configuración electrónica del elemento neutro en notación de cajas o celdas.
2. Escriba la configuración electrónica de la capa de valencia del elemento neutro en notación de celdas.
3. ¿Cuáles son los números cuánticos del último electrón del elemento neutro?
4. ¿Cuáles son los números cuánticos del penúltimo electrón del elemento neutro?
5. ¿Si solo dispone de la configuración electrónica de la capa de valencia, cuáles números de oxidación esperaría para el hierro?

1. Con base en las propiedades periódicas de los elementos responda lo siguiente:

1. ¿Por qué es más difícil remover un electrón del nitrógeno neutro que del carbono o del oxígeno neutros? Explique con base en la configuración electrónica de la capa de valencia y la primera energía de ionización.
2. ¿Por qué es más difícil adicionar un electrón al nitrógeno neutro que al carbono u oxígeno neutros? Explique con base en la configuración electrónica de la capa de valencia y la afinidad electrónica.
3. Los números de oxidación principales para el carbono son 2+ y 4+, para el nitrógeno son 3+, 5+ y 3-, para el oxígeno 2-. ¿Cuál es la razón de este hecho? Explique con base en la configuración electrónica y la electronegatividad de los elementos neutros.

1. Revise los siguientes pares de elementos y determine si entre estos se puede formar una molécula binaria.  Si se pueden formar moléculas, entonces determine si será iónica o covalente, polar o apolar.

1. Na y N
2. P y O
3. Mg y Cu
4. Ca C
5. F y B

1. Asigne los números de oxidación a los elementos en las siguientes moléculas. Determine la composición de cada molécula (porcentaje de cada elemento en la molécula)

1. H2SO4
2. Na2CO3
3. HCl
4. MgBr2
5. KMnO4
6. H2O2

TALLER 2 PARTE B (FÓRMULAS QUÍMICAS, ECUACIONES QUÍMICAS, REACCIONES QUÍMICAS Y ESTEQUIOMETRIA)

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