Propuesta para abordar la didáctica de la química analítica con enfoque de química sostenible

Nombre estudiante

Código estudiante

Patricia Sierra Saavedra

1116548931

Gloria Yasmin Martinez

1051474520

Katia Melissa Patiño

1057592518

Estudiante 4

Estudiante 5

Reacción Química Asignada para el grupo

X  +   Y →  W + R

Al4C3+H20 → Al(OH)3

Carburo de Aluminio + Agua→ Hidróxido de Aluminio + Metano

Cantidad de X=   xx,x gramos (0,2)

Cantidad de Y= xx,x gramos   (0,1)

(coloque el título de la Ficha de Almacenamiento o seguridad)

Integrantes que elaboraron l ficha:

1. PATRICIA SIERRA SAAVEDRA

1. GLORIA YASMIN MARTINEZ

1. KATIA MELISA PATIÑO

4.

5.

Resumen

En este trabajo se presenta una propuesta para abordar la didáctica de la Química Analítica con enfoque de Química Sostenible y de Control de Calidad. Esta propuesta considera un conocimiento razonado de la reactividad química, enfocándonos en presentar una propuesta referente a la química ambiental.

Justificación

Para entender la razón de nuestra propuesta didáctica es necesario considerar que la gran mayoría de los procesos químicos involucran transferencia de electrones y que, para que las reacciones ocurran, los reactantes deben encontrarse disueltos en cualquier disolvente y a cualquier temperatura. Por ello es evidente la importancia de la enseñanza de aspectos químicos fundamentales relacionados con la reactividad química (equilibrios redox y de solubilidad) y con la selectividad (equilibrios ácido-base y de complejos). El estudio de los equilibrios de solubilidad es también fundamental por su aplicación en técnicas de separación; otros equilibrios igualmente importantes para este último fin son la extracción y el intercambio iónico (Dosal & Llano, 2011).

Palabras claves

Química Ambiental

Oxidación

Estequiometria

Molécula

Átomo

Reactivos

IUPAC

Información Química de las moléculas y átomos que intervienen en la

INFORMACION DE LOS ATOMOS EN LA REACCION.

• Hidrógeno: el átomo presenta un Numero atómico 1, número másico 1,00794 su configuración electrónica es 1S1, en la tabla periódica está ubicado en el grupo IA y periodo 1, con un tamaño atómico de 53 PM, potencial de ionización de 1310 (kJ.mol-1), afinidad electrónica de 73 (kJ.mol-1)  y electronegatividad de 2,2

• Oxígeno: el átomo presenta un Numero atómico 8, número másico 15,9994 su configuración electrónica es 1S2 2S2 2P4, en la tabla periódica está ubicado en el grupo VIA y periodo 2, con un tamaño atómico de 60 (48) pm (Radio de Bohr), potencial de ionización de 1310 (kJ.mol-1), afinidad electrónica de 141(kJ.mol-1)  y electronegatividad de 3,44

• Aluminio: el átomo presenta un Numero atómico 13, número másico 26.9815386 u, su configuración electrónica es 1S2 2S2 2P6 3S2 3P1, en la tabla periódica está ubicado en el grupo IIIA y periodo 3, con un tamaño atómico de 118 PM, potencial de ionización de 577,5 (kJ.mol-1), afinidad electrónica de 43 (kJ.mol-1) y electronegatividad de 1,61
• Carbono: el átomo presenta un Numero atómico 6, número másico 12.0107 u, su configuración electrónica es 1S2 2S2 2P2, en la tabla periódica está ubicado en el grupo IVA y periodo 2, con un tamaño atómico de 67 PM, potencial de ionización de 1090 (kJ.mol-1), afinidad electrónica de 122 (kJ.mol-1), y electronegatividad de 2,55.

INFORMACION DE LOS REACTIVOS

• Al3C4: El Nombre IUPAC es Carburo de Aluminio, presenta otros nombres como  tricarburo de tetraaluminio, se utiliza en la industria química para la formación de sales neutras, presentando enlaces Iónico, el peso molecular  es 143,9582544, la participación de cada elemento en la molécula es, presenta enlaces Covalente, Metálico e Iónico, encontrándose en el comercio en las presentaciones Sólidas y Líquidas, en envases y empaques de material Orgánico e Inorgánico. Las propiedades físicas más relevantes son su color Amarillo ambarino, olor tóxico, pestilente, punto de ebullición, punto de fusión 1.400°C y una solubilidad en el agua caliente.

• H2O: El Nombre IUPAC es óxido de hidrógeno, presenta otros nombres como  monóxido de dihidrógeno, se utiliza en la industria química para Consumo humano, usada también en la ciencia e ingeniería, presentando enlaces Covalente, Iónico, el peso molecular  es 18,01528 g/mol., la participación de cada elemento en la molécula es Un átomo de oxígeno, Dos átomos de hidrógeno., presenta enlaces Iónico - Covalente, encontrándose en el comercio en las presentaciones Líquido, Gaseoso y sólido, en envases y empaques de material Orgánico e Inorgánico. Las propiedades físicas más relevantes son su color transparente - Incoloro, olor Inodoro, punto de ebullición 100 ºC, punto de fusión 0ºC y una solubilidad en el agua.

• Al(OH)3: El Nombre IUPAC es Hidróxido de Aluminio, presenta otros nombres como  Hidróxido de Aluminio (III), se utiliza en la industria química para Consumo humano, usada también en la ciencia e ingeniería, presentando enlaces Metálico, Iónico, el peso molecular  es 78,0035586g/mol., la participación de cada elemento en la molécula es Un átomo de Aluminio, Tres átomos de oxígeno, Tres átomos de hidrógeno., presenta enlaces Iónico - Covalente, encontrándose en el comercio en las presentaciones Líquido, Gaseoso y sólido, en envases y empaques de material Orgánico e Inorgánico. Las propiedades físicas más relevantes son su color sólido de color blanco que puede encontrarse en forma de polvo, cristales o gránulos, olor Inodoro, punto de ebullición 2.09.6 ºC, punto de fusión 300ºC y no posee solubilidad en el agua.

• CH4: El Nombre IUPAC es Metano, presenta otros nombres tetrahidruro de carbono, se utiliza en la industria química para Procesos industriales; En Combustible utilizado para la generación eléctrica, y en la Industria química para la producción de hidrógeno, metano y ácido acético, presentando enlaces Covalente, el peso molecular  es 16,04246 g/mol., la participación de cada elemento en la molécula es Un átomo de Carbono, Cuatro átomos de hidrógeno, presenta enlaces Iónico - Covalente, encontrándose en el comercio en las presentaciones Gaseoso, en envases y empaques de material Orgánico e Inorgánico. Las propiedades físicas más relevantes son su color transparente - Incoloro, olor tóxico, pestilente, punto de ebullición 100 ºC, punto de fusión 0ºC y no es soluble en el agua.

Datos ambientales de los productos(Riesgos)

• Al3C4 – Carburo de Aluminio

Ingestión: Puede causar intoxicación, daño severo en los órganos del cuerpo e incluso la muerte

Inhalación: Es muy tóxico, por tanto su inhalación puede generar pérdida de conocimiento, ardor, picazón, irritación y problemas para respirar temporales.

Contacto (Piel y Ojos): Puede Generar ceguera temporal, ardor, debido a sus características tóxicas; su contacto con la piel puede generar quemaduras, ardor.

• H20 – Oxido de Hidrogeno

Ingestión: Es el líquido de consumo humano, sus características químicas hacen de este un líquido refrescante e hidratante.

Inhalación: No es tóxica, el Óxido de hidrogeno es inodoro, por tanto no genera riesgos al ser inhalado.

Contacto (Piel y Ojos): El contacto con agua ayuda a limpiar y refrescar al tener contacto con la piel y los ojos, no produce ningún efecto secundario.

• Al(OH)3 – Hidróxido de Aluminio

Ingestión: No es tóxico, es usado en la industria farmacéutica para crear medicamentos, por esto, el consumo es saludable y no es perjudicial para la salud.

Inhalación: No posee olor, por tanto no es perjudicial para la salud su contacto con la naríz y su olfato

Contacto (Piel y Ojos): No es corrosivo, su contacto con la piel no genera inflamación, quemaduras o cualquier otro tipo de alteración en la piel, en los ojos su contacto puede ser tóxico, causar ardor y generar molestias; por esto no es recomendable tener contacto con los ojos.

• CH4 - Metano

Ingestión: Puede provocar hasta la muerte si llega a ser ingerido por alguien, es un gas de alto riesgo, por tanto es tóxico, explosivo y corrosivo.

Inhalación: Es un gas tóxico, debido a esto puede asfixiar a una persona si lo inhala en un ambiente cerrado, como por ejemplo dentro de una casa o un edificio

Contacto(Piel y Ojos): Puede provocar quemaduras ardor e irritación.

Reacción Química

Constante de Equilibrio.

Al4C3 + 12H2O = 4Al(OH)3 + 3CH4

Tipo de reacción:

Double Displacement (Metathesis)

Números de oxidación(copiar la reacción)

• Al4C3 + H2O      →             Al(OH)3 + CH4

Al: 3+ 3-

C:

H: +1

O: +2 -2

Calculo del reactivo Limite

Al4C3 + H2O → Al(OH)3 + CH4

Calculo estequiometricos formación de cada producto con un rendimiento de reacción del 85%

Al4C3

Al:26*4= 104 g/mol

C: 12*3= 36 g/mol

{%}= 85

Al4C3= (104+36/100)*85

Al4C3= 119 g/mol

H2O

H= 1*2= 2 g/mol

C= 16  g/mol

{%}= 85

H2O= (2+16/100)*85

H2O= 15.3 g/mol

Al(OH)3

H= 1*3= 3 g/mol

Al= 26  g/mol

O=16*3 = 48 g/mol

{%}= 85

Al(OH)3= (3+26+48/100)*85

Al(OH)3= 65,45 g/mol

CH4

H= 1*4= 4 g/mol

C= 12  g/mol

{%}= 85

CH4= (4+12/100)*85

CH4= 13,6 g/mol

Volumen del producto gaseoso a condiciones normales.

CH4:

D= 0,000717 g/cm3.

m= 16,04246 g

v=?

D=m/v

• V= m/d

V= 16,04246/0,000717

V= 22374,42119944211 cmᴲ

Al(OH)3

D= 2,42 g/cm3.

m= 78,004 g/mol.

v=?

D=m/v

V= m/d

V= 78,004 g/mol /2,42 g/cm3.

V= 32,23305 cmᴲ

Al4C3

D= 2,05677 g/cm3.

m= 143,9582544 g

v=?

D=m/v

V= m/d

V= 143,9582544/2,05677

V= 69,992393121 cmᴲ

H2O

D= 1 g/cm3.

m= 18,01528 g

v=?

D=m/v

V= m/d

V= 18,01528/1

V= 18,01528 cmᴲ