Física y Química. Dulce María Andrés Cabrerizo Juan Luis Antón Bozal Javier Barrio Pérez BACHILLERATO

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1 Física y Química 1 Dulce María Andrés Cabrerizo Juan Luis Antón Bozal Javier Barrio Pérez BACHILLERATO

2 ÍNDICE UNIDAD 1: LA MEDIDA... 5 CUESTIONES INICIALES-ACTIVIDADES PÁG ACTIVIDADES PROPUESTAS-PÁG ACTIVIDADES PROPUESTAS-PÁG ACTIVIDADES FINALES-PÁG ACTIVIDADES FINALES-PÁG INVESTIGA-PÁG UNIDAD : SISTEMAS MATERIALES CUESTIONES INICIALES-ACTIVIDADES PÁG ACTIVIDADES PROPUESTAS-PÁG ACTIVIDADES PROPUESTAS-PÁG PARA SABER MÁS-PÁG ACTIVIDADES FINALES-PÁG ACTIVIDADES FINALES-PÁG INVESTIGA-PÁG UNIDAD 3: MEZCLAS CUESTIONES INICIALES-ACTIVIDADES PÁG ACTIVIDADES PROPUESTAS-PÁG ACTIVIDADES PROPUESTAS-PÁG PARA SABER MÁS-PÁG ACTIVIDADES FINALES-PÁG ACTIVIDADES FINALES-PÁG INVESTIGA-PÁG UNIDAD 4: EL ÁTOMO CUESTIONES INICIALES-ACTIVIDADES PÁG ACTIVIDADES PROPUESTAS-PÁG ACTIVIDADES PROPUESTAS-PÁG ACTIVIDADES FINALES-PÁG ACTIVIDADES FINALES-PÁG INVESTIGA-PÁG UNIDAD 5: EL ENLACE QUÍMICO CUESTIONES INICIALES-ACTIVIDADES PÁG ACTIVIDADES PROPUESTAS-PÁG ACTIVIDADES PROPUESTAS-PÁG ACTIVIDADES PROPUESTAS-PÁG ACTIVIDADES PROPUESTAS-PÁG PARA SABER MÁS-PÁG ACTIVIDADES FINALES-PÁG ACTIVIDADES FINALES-PÁG INVESTIGA-PÁG UNIDAD 6: LAS REACCIONES QUÍMICAS CUESTIONES INICIALES-ACTIVIDADES PÁG ACTIVIDADES PROPUESTAS-PÁG ACTIVIDADES PROPUESTAS-PÁG ACTIVIDADES PROPUESTAS-PÁG ACTIVIDADES FINALES-PÁG ACTIVIDADES FINALES-PÁG INVESTIGA-PÁG UNIDAD 7: REACCIONES QUÍMICAS Y ENERGÍA CUESTIONES INICIALES-ACTIVIDADES PÁG ACTIVIDADES PROPUESTAS-PÁG ACTIVIDADES PROPUESTAS-PÁG ACTIVIDADES PROPUESTAS-PÁG

3 ACTIVIDADES FINALES-PÁG INVESTIGA-PÁG UNIDAD 8: QUÍMICA ORGÁNICA CUESTIONES INICIALES-ACTIVIDADES PÁG ACTIVIDADES PROPUESTAS-PÁG ACTIVIDADES PROPUESTAS-PÁG ACTIVIDADES PROPUESTAS-PÁG ACTIVIDADES FINALES-PÁG ACTIVIDADES FINALES-PÁG INVESTIGA-PÁG UNIDAD 9: ELEMENTOS DEL MOVIMIENTO CUESTIONES INICIALES-ACTIVIDADES PÁG ACTIVIDADES PROPUESTAS-PÁG ACTIVIDADES PROPUESTAS-PÁG ACTIVIDADES FINALES-PÁG ACTIVIDADES FINALES-PÁG INVESTIGA-PÁG UNIDAD 10: TIPOS DE MOVIMIENTOS CUESTIONES INICIALES-ACTIVIDADES PÁG ACTIVIDADES PROPUESTAS-PÁG ACTIVIDADES PROPUESTAS-PÁG ACTIVIDADES PROPUESTAS-PÁG ACTIVIDADES FINALES-PÁG ACTIVIDADES FINALES-PÁG INVESTIGA-PÁG UNIDAD 11: LEYES DE LA DINÁMICA CUESTIONES INICIALES-ACTIVIDADES PÁG ACTIVIDADES PROPUESTAS-PÁG ACTIVIDADES PROPUESTAS-PÁG ACTIVIDADES PROPUESTAS-PÁG ACTIVIDADES PROPUESTAS-PÁG ACTIVIDADES FINALES-PÁG ACTIVIDADES FINALES-PÁG INVESTIGA-PÁG UNIDAD 1: APLICACIONES DE LA DINÁMICA CUESTIONES INICIALES-ACTIVIDADES PÁG ACTIVIDADES PROPUESTAS-PÁG ACTIVIDADES PROPUESTAS-PÁG ACTIVIDADES PROPUESTAS-PÁG ACTIVIDADES FINALES-PÁG ACTIVIDADES FINALES-PÁG INVESTIGA-PÁG UNIDAD 13: TRABAJO Y ENERGÍA CUESTIONES INICIALES-ACTIVIDADES PÁG ACTIVIDADES PROPUESTAS-PÁG ACTIVIDADES PROPUESTAS-PÁG ACTIVIDADES PROPUESTAS-PÁG ACTIVIDADES PROPUESTAS-PÁG ACTIVIDADES PROPUESTAS-PÁG ACTIVIDADES FINALES-PÁG ACTIVIDADES FINALES-PÁG INVESTIGA-PÁG UNIDAD 14: CALOR CUESTIONES INICIALES-ACTIVIDADES PÁG ACTIVIDADES PROPUESTAS-PÁG

4 ACTIVIDADES PROPUESTAS-PÁG ACTIVIDADES PROPUESTAS-PÁG ACTIVIDADES FINALES-PÁG ACTIVIDADES FINALES-PÁG INVESTIGA-PÁG UNIDAD 15: ELECTROSTÁTICA Y CORRIENTE ELÉCTRICA CUESTIONES INICIALES-ACTIVIDADES PÁG ACTIVIDADES PROPUESTAS-PÁG ACTIVIDADES PROPUESTAS-PÁG ACTIVIDADES PROPUESTAS-PÁG ACTIVIDADES PROPUESTAS-PÁG ACTIVIDADES FINALES-PÁG ACTIVIDADES FINALES-PÁG INVESTIGA-PÁG UNIDAD 16: ENERGÍA ELÉCTRICA CUESTIONES INICIALES-ACTIVIDADES PÁG ACTIVIDADES PROPUESTAS-PÁG ACTIVIDADES PROPUESTAS-PÁG ACTIVIDADES FINALES-PÁG ACTIVIDADES FINALES-PÁG INVESTIGA-PÁG

5 UNIDAD 1: LA MEDIDA CUESTIONES INICIALES-ACTIVIDADES PÁG Sabrías expresar la velocidad de 10,0 m/s en km/h? km m m 1000 m v = 10,0 = 10,0 = s h s 3600 s km 36,0 h. Hay aluna diferencia entre decir que la masa de una persona es 75 k o 75000? Es la misma masa pero expresada en diferentes unidades 3. Una persona mide la lonitud de un campo de fútbol y dice que es de 100 m y comete un error de 1 m, mientras que otra mide la anchura de un folio y afirma que es 08 mm y comete un error de mm. Cuál de los dos personas ha realizado una mejor medida? La medida del campo de fútbol es: l = 100 ± 1m y la del folio es: h = 08 ± mm La mejor medida es aquella en la que se comete menor incertidumbre, de forma que: Er (%) para el campo de fútbol = 1m 100=1% 100 m Er (%) para el folio = mm 100=0.96% 08 mm Por tanto es mejor medida la del ancho del folio. ACTIVIDADES PROPUESTAS-PÁG Del siuiente listado separa las manitudes escalares de las vectoriales: densidad posición enería masa peso trabajo calor velocidad Son escalares: densidad, enería, masa, trabajo, calor Son vectorales: posición, peso y velocidad 5

6 ACTIVIDADES PROPUESTAS-PÁG. 1. Crees que la yarda, definida en su día como unidad de lonitud y equivalente a 914 mm, y obtenida por la distancia marcada en una vara entre la nariz y el dedo pular de la mano del rey Enrique I de Inlaterra con su brazo estirado, sería hoy un procedimiento adecuado para establecer una unidad de lonitud? No, pues la yarda tal como se definió es una unidad arbitraria auque lueo se popularizó y se difundió en el mundo, fundamentalmente el anlosajón. 3. Las unidades del SI han sufrido cambios en su definición a lo laro de la historia. Por ejemplo, el metro se definió en 1790 como la diezmillonésima parte del cuadrante del meridiano terrestre que pasa por París. En 1889 fue la distancia entre dos marcas en una barra de aleación de platino-iridio que se uarda en Sèvres. La definición actual es de A qué se deben estos cambios? Una unidad de medida, a ser posible, debe cumplir un conjunto de requisitos que son: su valor no dependerá de la persona que la utilice, del transcurso del tiempo, ni de las condiciones de trabajo. Además, debe ser reproducible y utilizable en cualquier luar del mundo. Por ello se intenta definir las unidades de medida en función de fenómenos reproducibles en cualquier luar y desliarlas de objetos. Lóicamente las primeras definiciones asociaron las unidades a objetos. El avance de la ciencia ha hecho posible definirlas en función de fenómenos físicos. ACTIVIDADES FINALES-PÁG Del siuiente listado separa las propiedades que son manitudes físicas de las que no lo son: temperatura ductilidad odio color presión brillo bondad dureza olor sensación de frío Son propiedades físicas: temperatura, ductilidad, color, presión, brillo y dureza. No son propiedades físicas: odio, bondad, olor y sensación de frío.. Escribe la cantidad 0,00904 m en notación científica, cuando las cifras sinificativas son: dos, tres y cuatro. Con dos cifras sinificativas: 9, A 10-3 m. Con tres cifras sinificativas: 9,0 A 10-3 m. Con cuatro cifras sinificativas: 9,04 A 10-3 m. 3. Deduce la ecuación de dimensión de la manitud física trabajo, definida matemáticamente como: W = F A Δr, e indica la expresión de su unidad, el julio, en función de las unidades fundamentales del SI. De acuerdo con la definición de trabajo: [W] = [F] A [Δr] = M A [a] A L = M A (L/T ) A L = M A L A T - Sustituyendo por las unidades del S.I: 1 J = 1 k A m A s - 6

7 4. La enería intercambiada en forma de calor por un objeto al modificarse su temperatura se determina mediante la expresión: Q = m A c e A ΔT. Determina la unidad del SI en la que se mide la constante calor específico c e. Q Como: Q = m A c e A ΔT, de donde: c e =, lueo la unidad del calor específico es: m ΔT J k K = J A k-1 A K Determina la densidad de un objeto en la unidad del SI, si tiene una masa de 4,756 y ocupa un volumen de 4,8 cm 3. k 4,756 m d = = = 9,9 10 V k m m 4,8 cm 10 6 cm 3 6. Dada la lonitud 3, m ± 0,1 m. Determina el error relativo porcentual de la medida. Er (%) = 0,1m 100=3,1% 3, m 7. La incertidumbre relativa porcentual de una medida de la lonitud de una habitación es del 4 %, si el valor de la medida realizada es de 1,85 m, determina la incertidumbre absoluta cometida. Er (%) = E a 100 Valordelamedida E a = 4 1,85m =0,07m Señala el número de cifras sinificativas en las siuientes medidas de lonitud: 1,55 m; 9,0 m; 0,010 cm; 1, cm; 500 cm; 1,55 m: tres. 9,0 m: tres. 0,010 cm: dos 1, cm: tres 500 cm: dos 7

8 9. Expresa las siuientes medidas en el SI, respetando el número de cifras sinificativas que poseen: 9 cm 100,0 da 144 km/h 34,65 dm m 9 cm = 9 cm = 0,9 m 100 cm Considerando que 100,0 da tiene cuatro cifras sinificativas porque aprecia la balanza de medida hasta la décima de da, o sea el, resulta que: k 100,0 da =100,0 da =1,000 k 100 da 1000 m km km km m 144 =144 = 40,0 h 3600 s h s h m 34,65dm =34,65dm =0,3465m 100 dm 10. Se realizan dos medidas de volumen de líquidos, una con una probeta, que tiene una sensibilidad de ± 1 ml, y otra con una micropipeta, que tiene una sensibilidad de 0,05 ml a) Si con la probeta se miden 50 ml y con la pipeta 1,1 ml, qué medida es más precisa? b) Se puede medir con la probeta una cantidad de 0,15 ml? a) Con la probeta: V 1 = 50 ± 1 ml y con la micropipeta: V = 1,1 ± 0,05 ml, de forma que: Er 1 (%) = 1mL 100=,0% 50 ml y Er (%) = 0,05 ml 100=4,5% 1,1mL Lueo la medida más precisa es la efectuada con la probeta. b) No, pues la probeta aprecia de ml en ml y después de medir 0 ml la siuiente medida que se puede realizar es 1 ml y no 0,15 ml. 11. Cuando se comete mayor imprecisión, al afirmar que un bebé tiene una edad de 10 meses o al decir que una persona tiene 0 años? La imprecisión absoluta en la edad del bebé es de un mes y en la del adulto 1 año, por lo que las imprecisiones relativas son: 1 mes 10 mes E r(bebé) = 100 = 10 % y 1 año 0 año E r(adulto) = 100 = 5 % Lueo es más precisa la indicación de la edad de la persona adulta. 1. Calcula la incertidumbre relativa porcentual cuando se aproxima el valor de la aceleración de la ravedad = 9,81 m/s al valor de 10 m/s. La incertidumbre absoluta es: E a = 10 m/s - 9,81 m/s = 0,19 m/s 8

9 La incertidumbre relativa es: E r m 0,19 = s 100 = 1,94 % m 9,81 s 13. Un estudiante efectúa mediciones para calcular el tiempo que tarda en ir de su casa al coleio. Para diferentes días reistra la hora de salida de casa y la hora de lleada al coleio y obtiene los siuientes valores: Halla: a) El tiempo promedio empleado en este trayecto. b) La desviación estándar. Teniendo en cuenta que en cada día el tiempo que tarda es la diferencia entre la hora de lleada y la de salida, entonces: Día lunes Martes miércoles jueves viernes sábado Lunes Martes miércoles jueves t i (min) a) t= ti De esta forma: n i 1 t= (8min+4min+30min+5min+9min+6min+5min+9min+6min+8min) 10 Lueo al operar, resulta: t=7min b) Lo primero que hay que calcular es: t i t, por lo que: Día lunes Martes Miércoles jueves viernes sábado Lunes Martes miércoles jueves t i (min) t i t min Como: σ = n i (t -t) i (n - 1), siendo n = 10, entonces: ( ti -t) = i =1 min +3 min +3 min + min + min +1 min + min + min +1 min +1 min =38min 9

10 De esta forma: σ = 38 min 9 = min 14. La sensibilidad de una balanza que mide hasta 10 k es de ± 10, mientras otra mide hasta 10 y tiene una sensibilidad de ± 1. Cuál es la mejor balanza de las dos? La mejor balanza es la que tena menor imprecisión relativa. La primera balanza proporciona: m 1 = 10 k ± 10 y la seunda: m = 10 ± 1, por lo que resulta: E r1 10 = 100 = 0,1 % k k y E r 1 = 100 = 10 % 10 Lueo la mejor balanza es la primera. 15. Expresa en la unidad adecuada del sistema internacional las manitudes expresadas por las siuientes ecuaciones de dimensión: a) MLT -. b) ML -3. c) LT -1. d) ML T -. a) MLT - es: k m s - b) ML -3 es: k m -3 c) LT -1 es: m s -1 d) ML T - es: k m s - ACTIVIDADES FINALES-PÁG Se mide la lonitud de un lápiz nueve veces y se obtienen los siuientes valores: Halla lonitud del lápiz, expresada con su incertidumbre absoluta. Su valor considerado como verdadero es su valor medio, lueo: 1 L= L i = n i 1 = (14,31cm +14,30 cm +14,38 cm +14,3 cm +14,35 cm +14,3 cm +14,39 cm +14,31cm +14,36 cm) 9 De donde, al operar, resulta: L=14,34cm Para hallar la incertidumbre absoluta se procede de la siuiente forma: 10

11 Primero se halla: i (Li -L) = = 3 cm + 4 cm + 4 cm + cm + 1 cm + cm + 5 cm + 3 cm + cm = 88 cm De esta forma: σ = 88 cm 8 = 3,317 cm Por las medidas efectuadas, resulta que la sensibilidad del instrumento de medida es 0,01 cm, lueo: σ = 3,3 cm, por lo que como 3,3 cm es mayor que 0,01 cm, resulta que E a = 3,3 cm. Por tanto la lonitud del lápiz es: 14,34 ± 3,3 cm 17. Halla las incertidumbres absolutas que proporcionan dos balanzas que se utilizan para medir la masa de un mismo objeto, realizando en cada caso cinco medidas y obteniendo los siuientes resultados: Para la primera balanza: Su valor considerado como verdadero es: 1 m= m i = n i 1 (5,55 + 5,56 + 5,54 + 5,57 + 5,53 )=5,55 5 Para hallar la incertidumbre absoluta se procede de la siuiente forma: Primero se halla: De esta forma: σ = (mi -m) = 0 + 0,01 + 0,01 + 0,0 + 0,0 = 0,0010 i 0, = 0,016 Por las medidas efectuadas, resulta que la sensibilidad de la balanza es 0,01, lueo:σ =0,0, por lo que como 0,0 es mayor que 0,01, resulta que: E a1 = 0,0. Por tanto: E a1 es: ± 0,0 Para la seunda balanza: Su valor considerado como verdadero es: 1 m= m i = n i 1 (5,55 + 5,59 + 5,51 + 5,58 + 5,5 )=5,55 5 Para hallar la incertidumbre absoluta se procede de la siuiente forma: Primero se halla: (mi -m) = 0 +0,04 +0,04 +0,03 +0,03 =0,0050 i 11

12 De esta forma: σ = 0, = 0,035 Por las medidas efectuadas, resulta que la sensibilidad de la balanza es 0,01, lueo:σ =0,04, por lo que como 0,04 es mayor que 0,01, resulta que: E a = 0,04. Por tanto: E a es: ± 0, En la siuiente tabla se muestran los resultados de siete mediciones de la lonitud de un objeto: Halla: a) El valor considerado como verdadero de la medida. b) Las incertidumbres relativas porcentuales que se cometen en la tercera y en la cuarta medida. a) Su valor considerado como verdadero es su valor medio, lueo: 1 L= L i = n i 1 (,83 cm +,85 cm +,87 cm +,84 cm +,86 cm +,84 cm +,86)=,85 cm 7 b) En relación con la tercera medida: E a =,87 cm,85 cm = 0,0 cm 0,0 cm y Er = 100 = 0,70 %,85 cm En relación con la cuarta medida: E a =,85 cm,84 cm = 0,01 cm 0,01 cm y Er = 100 = 0,35 %,85 cm 19. Halla el perímetro y la superficie de una hoja de papel que mide 97 mm de laro y 10 mm de ancho, considerando como error absoluto de cada medida 1 mm. El perímetro de la hoja es: p " Δp = (l " Δl) + (l " Δl) + (a " Δa) + (a " Δa) p = 97 mm + 97 mm + 10 mm + 10 mm = 1014 mm En el caso más desfavorable: " Δp = " (1 mm + 1 mm + 1 mm + 1 mm) = 4 mm Por tanto: perímetro = 1014 " 4 mm La superficie del folio es: S = l A a = 97 mm A 10 mm = 6370 mm Aplicado la relación de la imprecisión relativa para el producto: ΔS Δl Δa = + S l a Con lo que la imprecisión absoluta en la determinación del la superficie es: 1

13 Δl Δa 1 mm 1 mm ΔS = S + = 6370 mm + = 507 mm l a 97 mm 10 mm Y el área del folio es: S = 6370 " 507 mm 0. Un depósito contiene una cierta cantidad de aua y se está llenando con una manuera, de forma que los datos referidos al volumen de aua en determinados tiempos se representan en la ráfica adjunta. a) Dibuja la recta que mejor se adapte a los puntos representados y encuentra la ecuación matemática de la misma. b) Cuál es el contenido inicial del depósito. c) Qué cantidad de aua vierte la manuera en un minuto? a) La recta pedida en la ráfica es: Dicha recta responde a la ecuación: V = m (t 9) + b, donde por la lectura en la ráfica se observa que: b = 118 hl cuando el reloj marca 9 min, siendo t el tiempo que marca el reloj a partir del valor inicial, de 9 min. Para hallar el valor de la pendiente, m, se elien dos puntos de la recta y se determina sobre la ráfica la variación de las variables entre esos dos puntos: Así, si por ejemplo, un punto es P 1 (1 min, 130 hl) y el otro P (17,5 min, 150 hl), resulta que: ΔV V -V 150 hl hl 1 m = = = = 3,6 hl/min Δt t - t1 17,5 min -1 min 13

14 Lueo la ecuación pedida es: V = 3,6 hl min (t 9 min) hl b) Para t = 9 min, valor inicial o punto cero, resulta que V = 118 hl c) Si t = 10 min ha transcurrido 1 min y entonces: V = 3,6 hl min (10 min 9 min) hl = 11,6 hl 1. La velocidad del sonido depende de la temperatura del medio. Con objeto de estudiar la relación entre ambas variables, se mide la velocidad de propaación del sonido en el aire a diferentes temperaturas. Los valores obtenidos se reflejan en la siuiente tabla: a) Representa ráficamente los datos. b) Cuál es la relación entre las dos variables? c) Halla la velocidad del sonido a 5 C. d) Un determinado sonido tarda 8 s en recorrer una distancia de 700 m, cuál es la temperatura del aire? a) Los datos se pueden representar mediante una línea recta, ya que: b) La ecuación matemática de dicha relación es del tipo: y = b + m 3 X, donde: - x es la temperatura en C. - y es la velocidad del sonido en m/s. c) De la lectura en la ráfica, se deduce que para t = 5 C v = 346 m/s. d) De los datos se deduce que la velocidad del sonido es 700 m m v= =337,5 8s s 14

15 El valor más próximo en la ráfica es v = 337,6 m s, y a dicho valor le corresponde una temperatura del aire de 10 C. INVESTIGA-PÁG Busca y halla la relación de la milla, el pie por seundo y el alón con sus unidades del sistema internacional. Milla. Esta unidad anlosajona tiene dos variantes, la milla terrestre que es equivalente a 1609,344 m y la milla náutica a 1851,85 m. pie por seundo. Un pie e iual a 1 puladas y el pie es equivalente a 30,48 cm, entonces 1 pie s es la velocidad de un móvil equivalente a cm 30,48 s alón es una unidad anlonorteamericana de volumen de líquidos, de forma que tiene las siuientes equivalencias: 1 alón inlés (imperial) = 4,546 L. 1 alón inlés (imperial) = 1, alones U.S.A. 1 alón U.S.A. = 0,83 alón inlés (imperial). 1 alón U.S.A = 3,785 L.. Da una explicación de por qué Gran Bretaña se resiste tanto a abandonar su sistema imperial de unidades. Porque su sistema de unidades es considerado como una entidad propia que define a los británicos del resto de países. 3. Consulta una hemeroteca o en el buscador y da una explicación de por qué tuvo el accidente la nave espacial Mars Climate Orbiter. Por un problema de confusión de unidades de medida. 15

16 UNIDAD : SISTEMAS MATERIALES CUESTIONES INICIALES-ACTIVIDADES PÁG En el siuiente listado, diferencia los cambios físicos de los químicos: a) Madera ardiendo. b) Piedra cayendo. c) Cera fundiendo. d) Lejía blanqueando una camisa. e) Zumo de limón actuando sobre már. f) Huevo cociendo. a) Madera ardiendo: Es un fenómeno químico en el que se verifica la reacción química de combustión de la madera. b) Piedra cayendo: Es un fenómeno físico en el que únicamente cambia la posición de la piedra. c) Cera fundiendo: Es un fenómeno físico en el que cambia el estado de areación de la cera, pasando del estado sólido al líquido por efecto del calor. d) Lejía blanqueando una camisa: Es un fenómeno químico en el que la lejía destruye la rasa existente en las manchas por medio de una reacción química. e) Zumo de limón actuando sobre már: Es un fenómeno químico mediante el cual el ácido existente en el zumo de limón descompone el már. f) Huevo cociendo: Es un fenómeno químico, pues por medio de la cocción los constituyentes del huevo se transforman en otros diferentes, que se puede apreciar fácilmente por la diferencia en la consistencia del huevo e incluso en el sabor del huevo, antes de cocer (crudo) y una vez cocido.. Escribe la fórmula de los siuientes compuestos químicos: a) Sulfito plumboso. b) Óxido de estaño (II). c) Silano. d) Hidróxido aúrico. e) Heptaóxido de dicloro. a) Sulfito plumboso: PbSO 3 b) Óxido de estaño (II): SnO c) Trioxonitrato (V) de calcio: Ca(NO 3 ) d) Silano: SiH 4 e) Hidróxido aúrico: Au(OH) 3 f) Heptaóxido de dicloro: Cl O 7 16

17 3. Explica lo que sinifican las siuientes fórmulas químicas e indica el nombre de los compuestos químicos que representan: a) SO 3. b) H SO 4. c) ZnCl. d) CaCO 3. e) Fe O 3. a) SO 3 es la fórmula del trióxido de azufre y muestra que en dicho compuesto químico la relación estequiométrica es uno de S por tres de O. b) H SO 4 es la fórmula del ácido sulfúrico y muestra que en dicho compuesto químico la relación estequiométrica es dos de H, por uno de S y cuatro de O. c) ZnCl es la fórmula del cloruro de cinc y muestra que en dicho compuesto químico la relación estequiométrica es uno de Zn por dos de Cl. d) CaCO 3 es la fórmula del carbonato de calcio y muestra que en dicho compuesto químico la relación estequiométrica es uno de Ca por uno de C y tres de O. e) Fe O 3 es la fórmula del óxido férrico y muestra que en dicho compuesto químico la relación estequiométrica es dos de Fe por tres de O. ACTIVIDADES PROPUESTAS-PÁG Por qué a los ases y a los líquidos se les denominan fluidos? Por su forma variable, lo que hace que puedan fluir y distribuirse por el interior del recipiente que les contiene.. Por qué los sólidos acostumbran a ser más densos que los líquidos y éstos son mucho más densos que los ases? Los sólidos tienen una forma constante y sus partículas están empaquetadas en el mismo, lo que hace que ocupan un volumen reducido y su densidad, por tanto, es elevada, comparada con la de los líquidos y ases. 3. Qué se entiende por difusión, expansión y compresión? Difusión es la tendencia de las partículas de un fluido a ocupar todo el volumen del recinto en el que se encuentra. Expansión es el aumento del volumen de un sistema material. Compresión es la reducción del volumen de un sistema material. ACTIVIDADES PROPUESTAS-PÁG A veces se dice en el lenuaje coloquial he bebido aua pura de un manantial, es cierto que el aua de un manantial es una sustancia pura? No, el aua de un manantial contiene en su disolución diversas sales minerales, si se dice que es pura (lo que es químicamente incorrecto) es porque es un aua de características sanitarias de buena calidad. 17

18 5. Diferencia las siuientes mezclas en homoéneas o heteroéneas: aua de mar, corcho, petróleo, humo, vino, pintura, salsa de mayonesa, bronce y acero. Aua de mar es un sistema homoéneo líquido, si no se considera las alas, los peces que en ella habitan y la contaminación y basura sólida que cada vez contiene más. Corcho es un sistema heteroéneo sólido, en donde es visible a simple vista sus diferentes constituyentes. Petróleo es un sistema homoéneo líquido formado fundamentalmente por diversos hidrocarburos. Humo es un sistema homoéneo aseoso formado por ases procedentes de la combustión de un combustible. Vino es un sistema homoéneo líquido formado básicamente por aua y alcohol. Pintura es un sistema homoéneo muy espeso formado por diversas sustancias, pero que a veces por el rado de preparación puede parecer un sistema heteroéneo. Salsa de mayonesa es un sistema homoéneo oriinado por aceite y huevo, pero que a veces por el rado de preparación puede parecer un sistema heteroéneo. Bronce es una aleación metálica, por lo que es un sistema homoéneo sólido. Acero es una aleación metálica, por lo que es un sistema homoéneo sólido. 6. Indica cuáles de los siuientes cambios son físicos o químicos: a) La formación del arco iris. b) La fermentación de la leche. c) La formación de nubes. d) La disolución de azúcar en aua. e) La obtención de sal en una salina. f) La preparación de una infusión de manzanilla. ) La obtención de hierro en un alto horno. a) La formación del arco iris es un fenómeno óptico y, por tanto, físico. b) La fermentación de la leche es un cambio químico. c) La formación de nubes es un fenómeno físico. d) La disolución de azúcar en aua es un cambio físico. e) La obtención de sal en una salina es un cambio físico. f) La preparación de una infusión de manzanilla es un cambio físico. ) La obtención de hierro en un alto horno es un cambio químico. 18

19 PARA SABER MÁS-PÁG Realiza una presentación en PowerPoint del descubrimiento histórico del aire, indicando las aportaciones de científicos, tales como Helmont. Boyle, Priestley y Lavoisier. Para ello busca datos en Internet a través de: Es una actividad abierta en la que hay que conocer la técnica del Power Point, donde en cada diapositiva hay que incluir una pequeña biorafía de que cada científico, indicando su nombre, apellidos, nacionalidad, fecha de nacimiento y muerte y breve reseña de sus aportaciones más notables, acompañadas de una foto o dibujo encontrado entre las imáenes del mismo que hay en internet y encontrada a través del buscador oole. 8. Explica, mediante ecuaciones químicas, los procesos que ocurren en la formación y destrucción del óxido de mercurio (II). Formación: H + O HO Destrucción: HO H + O 9. Para Lavoisier el aire está formado por dos fluidos: aire respirable y aire mefítico. Da una explicación de sus observaciones seún los conocimientos actuales. El aire respirable es aire y por tanto es la mezcla aseosa formada básicamente por nitróeno y oxíeno. El aire mefítico es la mezcla de ases que resultan después de un proceso químico y en el que no hay oxíeno, por haberse consumido antes. 10. Qué se entiende por calcinación y por combustión? En la calcinación hay la descomposición de una sustancia por la acción del calor. En la combustión hay una reacción química de combinación de un combustible con el oxíeno. 11. Qué sinificado tiene la transmutación del aua en tierra? Hace referencia a la idea errónea de Aristóteles, en la que seún él existían sólo cuatro elementos: tierra, aire, aua y fueo, y se podían convertir unos en otros. 19

20 ACTIVIDADES FINALES-PÁG El nitróeno y el hidróeno se combinan en la proporción 14/3 entre las masas de nitróeno e hidróeno para formar amoníaco. Esto supone afirmar: a) 14 éculas de nitróeno reaccionan con 3 éculas de hidróeno. b) 14 de nitróeno se combinan con 3 de hidróeno. c) El nitróeno reacciona mejor que el hidróeno porque interviene en mayor proporción. Indica cuál es la afirmación correcta y razona la respuesta. La ecuación química ajustada del proceso que tiene luar es: N + 3 H NH 3 Lo que muestra que la relación estequiométrica de la reacción química es 1:3: Ello quiere decir que: 1 de N reacciona con 3 de H para obtener de NH 3 Utilizando los valores de las masas atómicas que proporciona la Tabla Periódica resulta que las masas ares de dichas sustancias son: M de N = 8, M de H = y M de NH 3 =17. Por tanto: 1 8 de NH 3 de N reacciona con 3 de H para oriinar 17 Lo que es: 8 de N reacciona con 6 de H para oriinar 34 de NH 3 Esta relación es la que se verifica o bien un múltiplo o submúltiplo de la misma, lueo también se verifica que: 14 de N reacciona con 3 de H para oriinar 17 de NH 3. Por tanto, la respuesta correcta es la b). En relación con la ley de las proporciones definidas, explica la diferencia que existe entre decir la proporción entre las masas de los elementos químicos que se combinan y la proporción de los átomos de los elementos químicos que se combinan para formar un determinado compuesto químico. Explícalo con un ejemplo. Por ejemplo, en el caso del aua, de fórmula H O, dos átomos del elemento químico H se combinan con 1 átomo del elemento químico O para oriinar una écula del compuesto químico H O, o cualquier relación múltiplo de la misma, como dos del elemento químico H se combinan con 1 del elemento químico O para oriinar un del compuesto químico H O. Teniendo en cuenta que las masas ares atómicas del H y del O son, respectivamente, 1 y 16, resulta que: Para obtener 1 de H O se necesita: 1 para así formar 1 18 de H O. de H y 1 16 de O En otras palabras del elemento químico hidróeno se combinan con 16 del 0

21 elemento químico oxíeno para oriinar 18 del compuesto químico H O O también: 1 del elemento químico hidróeno se combinan con 8 del elemento químico oxíeno para oriinar 9 del compuesto químico H O. Por tanto, mientras que la relación atómica es átomos de hidróeno se combinan con 1 átomo de oxíeno. A nivel de masas 1 del elemento químico hidróeno se combinan con 8 del elemento químico oxieno para formar 9 del compuesto químico H O. 3. A partir de los datos de las masas atómicas, determina la composición centesimal de los elementos químicos que constituyen el fosfato de sodio, de fórmula Na 3 PO 4. Sabiendo que las masas ares atómicas son: M Na = 3 ; M P = 31 ; M O = 16 Resulta que la masa ar del fosfato de sodio es: M = 164 El % de Na es: = 100 = 4,07 % MNa M El % de P es: = 100 =18,89 % MP M El % de O es: MO 100 = 100 = 39,04 % M Halla el número de átomos de hidróeno existentes en 1 k de aua. m N Dado que: n= = M N, para el aua, cuya masa ar es 18, resulta que: A k k N = N = 3, éculas de H O 3 éculas 18 6,0 10 Como en cada écula de H O hay átomos de H, lueo el número de átomos de H existentes es: 3, átomos de H = 6, átomos de H 5. Los porcentajes en % de los elementos químicos que constituyen un compuesto químico son: Cr: 35,40%, O: 38,00% y K: 6,60%. Determina la fórmula empírica de dicho compuesto químico. 1

22 Sabiendo que: M Cr = 5,0 ; M K = 39,1 ; M O = 16,0 La cantidad de cada elemento químico, en, en el compuesto químico es la siuiente: 35,40 =0,68deCr ; 5,0 38,00 =,38 de O ; 16,0 6,60 = 0,68 de K 39,1 Es decir, la proporción del número de átomos de cada elemento químico en el compuesto químico es de 0,68 de Cr por cada,38 de O y 0,68 de K, o cualquier múltiplo o submúltiplo de esta relación. Puesto que la fórmula química de un compuesto químico expresa esta relación en números enteros, se toma como dato de referencia el menor de los cocientes obtenidos anteriormente y se dividen los otros valores entre él. Con ello se obtiene la proporción relativa en la que se encuentran los átomos de los elementos químicos en el compuesto químico. De forma que: 0,68 0,68 =1,00 de Cr ;,38 0,68 = 3,50 de O ; 0,68 0,68 = 1,00 de K Es decir: hay 1 átomo de Cr por cada 3,5 de O y 1 átomo de K, y también átomo de Cr por cada 7 de O y átomo de K, lueo la fórmula empírica del compuesto químico es: K Cr O Halla la fórmula empírica del cloruro de sodio, si 6,07 de cloro se combinan con 3,93 de sodio. Si 6,07 de cloro se combinan con 3,93 de sodio se forman 10,00 de NaCl, lueo los porcentajes de cada elemento químico en el cloruro de sodio son. 6,07 Cl: 100 = 60,7 % 10 y 3,93 Na: 100 = 39,3 % 10 Sabiendo que: M Cl = 35,5 ; M Na = 3 La cantidad de cada elemento químico, en, en el compuesto químico es la siuiente: 60,7 39, 3 =1,71deCl ; = 171, de Na 35,5 3 Es decir, la proporción del número de átomos de cada elemento químico en el compuesto químico es de 1,71 de Cl por cada 1,71 de Na, o cualquier múltiplo o submúltiplo de esta relación. Puesto que la fórmula química de un compuesto químico expresa esta relación en números enteros, se toma como dato de referencia el menor de los cocientes

23 obtenidos anteriormente y se dividen los dos valores entre él. Con ello se obtiene la proporción relativa en la que se encuentran los átomos de los elementos químicos en el compuesto químico. De forma que: 1,71 1,71 =1,00 de Cl ; 1,71 1,71 = 1,00 de Na Es decir: hay 1 átomo de Cl por cada 1 de Na, lueo la fórmula empírica del compuesto químico es: NaCl. 7. En una experiencia de laboratorio de ases a temperatura constante, se miden presiones en mm de H y volúmenes de un as ideal en litros, obteniéndose los valores de la tabla adjunta. A partir de los datos de dicha tabla: a) Representa en una ráfica los valores de las presiones frente a los volúmenes. b) Determina la ecuación matemática que relaciona la presión y el volumen. c) Calcula, por dos procedimientos diferentes, el valor del volumen que se obtiene para una presión de 1150 mm de H. a) La ráfica es la siuiente: b) Multiplicando p V resulta: V (L) p (mm H) p A V (mm H L) , Promediando los valores del producto pav resulta mm H L, y la ecuación eneral que relaciona la presión y el volumen es: p A V = cte = mm H L 3

24 c) Un método es aplicar la ecuación anterior, lueo: 1150 mm H A V = mm H L V = 15 L. Otra forma es leer el valor de V sobre la ráfica representada anteriormente. 8. Es compatible el modelo de la teoría cinética de la materia con el modelo de la teoría corpuscular de la materia de Dalton? Para responder a esta preunta, te servirá de ayuda el siuiente cuestionario: a) Hay ideas que se repiten en los dos modelos? b) En que aspectos se diferencian? c) Cuál de los dos modelos interpreta mejor el comportamiento de la materia? Ambas teorías sí que son compatibles y hacen referencia a que la materia está formada por partículas indivisibles, que Dalton llama átomos. La diferencia principal de dichas teorías, es que mientras la teoría cinética hace referencia a aspectos que pudiéramos llamar físicos: el movimiento de partículas aseosas en el interior de un recipiente, sin que exista un cambio químico, la teoría de Dalton se refiere a la forma de oranización de las partículas, en este caso átomos, de la materia, explicando los cambios que pueden tener luar como consecuencia de una reacción química. No se puede decir que un modelo interprete mejor que el otro el comportamiento de la materia, pues como se ha dicho antes, hacen referencia a aspectos distintos del comportamiento de la materia. No obstante, si tenemos en cuenta que el modelo atómico de Dalton ha sido sustituido por otros y que la teoría cinética de los ases de Bernouilli, únicamente ha sido completada por Maxwell y otros científicos en el silo XIX en sus aspectos fundamentalmente matemáticos, se puede decir que el modelo de la teoría cinética ha lleado hasta nuestros días, mientras que la teoría atómica de Dalton no. 9. El azufre y el oxíeno pueden oriinar tres compuestos químicos distintos cuando se combinan entre sí. Así 3 de azufre reaccionan con 16 de oxíeno, pero también 3 de azufre puede reaccionar con 3 y con 48 de oxíeno. Existe aluna reularidad en estas proporciones? Halla las fórmulas empíricas de los tres compuestos químicos. 3 de S reaccionan con 16 de O para formar el óxido I 3 de S reaccionan con 3 de O para formar el óxido II 3 de S reaccionan con 48 de O para formar el óxido III Aplicando la ley de las proporciones múltiples resulta: Óxido III: 48 =3 16 Óxido II: 3 = 16 Óxido I: 16 =1 16 Lueo las fórmulas son: óxido III: SO 3 ; óxido II: SO y óxido I: SO. 10. Calcula: a) La masa, en, del as butano, de fórmula C 4 H 10, existente en un recipiente de 0,0 L de capacidad, si la presión es atm y la temperatura 0 C. b) El número de éculas existentes. 4

25 a) Aplicando la ecuación de los ases perfectos: p A V = n A R A T, se puede calcular la cantidad de as butano, n, en : atm L atm 0,0 L = n 0,08 (73 + 0)K n = 1,66 K Sabiendo que la masa ar del butano es: M = 58, entonces la masa de butano m existente se obtiene a partir de: n= m = 1,66 A 58 = 96,6 M N b) El número de éculas, N, se halla a partir de: n=, lueo: N 1,66 = 6, N N= 1,0 A 10 4 éculas éculas 11. Determina, en las condiciones normales de presión y temperatura (C.N.), el volumen de los siuientes ases: a) 1 de O. b) de 0,5 de CO. Las condiciones normales son 0EC de temperatura y 1 atm de presión, y en dichas L condiciones el volumen ar de cualquier as es V m =,4, por lo que: V n= V m V a) 1 = V =,4 L de O L,4 A b) V 0,5 = V = 11, L de CO L,4 ACTIVIDADES FINALES-PÁG Un recipiente de 7 cm 3 de capacidad contiene 1,39 de un as desconocido, a la temperatura de 0 C y 79 mm de H de presión. Halla la masa ar de dicho as. Sabiendo que: V = 7 cm 3 3 L = 7 cm = 0,7 L cm atm p = 79 mm de H = 79 mm H = 0,959 atm 760 mm H T = (0 + 73) K = 93 K. Aplicando: p V = n R T, resulta que: atm L 0,959 atm 0,7 L = n 0,08 93 K n = 0,011 K 5

26 Por lo que, como: m n= M m 1,39 M = = =18,00 n 0, Qué muestra contiene mayor número de átomos: a) 1 de Na. b) 1 de CO. c) 1 de NH 3? a) La masa ar atómica del Na es 3, y como: m n= = M 1 N = N =,6 10 átomos de Na 3 átomos 3 6,0 10 b) La masa ar del CO es 44 y como: n = 1, entonces: N 1 = N = 6, éculas de CO 3 éculas 6,0 10 Y como cada écula de CO contiene tres átomos, lueo hay: 3 6, átomos = 18, átomos N N, entonces: A c) La masa ar del NH 3 es 17 1 = 17 6, m N y como: n= = M N, entonces: N N = 3,54 10 éculas de NH 3 éculas Y como cada écula de NH 3 contiene cuatro átomos, lueo hay: 4 3,54 10 átomos = 1, átomos A Lueo la respuesta correcta es la b) 14. Halla la masa, en, de un colectivo de éculas de oxíeno iual a la constante de Avoadro, sabiendo que la masa atómica del oxíeno es 16 u y que 1 u = 1, M O u écula -4 3 = O = 16 1, ,0 10 écula = 3 M u 15. La sacarosa es un azúcar formado por éculas de fórmula C 1 H O 11. Si una muestra de sacarosa contiene 171, calcula: a) La cantidad de sacarosa existente, en. b) Las éculas de sacarosa que hay. c) El contenido en 6

27 carbono, en. d) Los átomos de hidróeno que hay. a) La masa ar de la sacarosa es M = 34 m 171 n= = =0,5 M 34, por lo que: m N b) n= = M N N 0,5 = N = 3, éculas A 3 éculas 6,0 10 c) Si hay 0,5 de C 1 H O 11, como por cada écula de sacarosa hay 6 átomos de C, lueo hay: 0,5 1 = 6 de C d) Si hay 0,5 de C 1 H O 11, como por cada écula de sacarosa hay átomos de H, lueo hay: 0,5 = 11 de H y, por tanto: átomo 11 6, = 6, átomos de H 16. Calcula la masa de nitróeno existente en 10 k de nitrato de potasio de fórmula KNO 3. La masa ar atómica del N es 14 Lueo el % de N en el KNO 3 es: y la masa ar del KNO 3 es =13,86 %, por tanto: 101 m = 10 k 13,86 =1,38k Qué compuesto químico tiene un mayor porcentaje en nitróeno: (NH 4 ) SO 4 o NH 4 NO 3? La masa ar atómica del N es 14, la masa ar del (NH 4) SO 4 13 del NH 4 NO 3 80, lueo: y la 7

28 En el (NH 4 ) SO 4 : % de N: En el NH 4 NO 3 : % de N: = 1, % = 35,0 % 80 Lueo el mayor porcentaje de N está en el NH 4 NO Determina las fórmulas empíricas de dos óxidos de hierro, sabiendo que 9,68 y 14,11 de oxíeno están combinados con 3,8 de hierro, en ambos casos. M O = 16,0 / y M Fe = 55,8 / Dividiendo cada una de las cantidades de los elementos químicos entre sus masas ares atómicas se obtiene la cantidad, en, de cada uno de los elementos químicos que han entrado en la combinación: En el primer compuesto: 9,68 =0,605deO y 16,0 3,8 =0,588deFe 55,8 Ahora dividendo por la menor de dichas cantidades resulta que: 0,605 =1,0deO 0,588 y 0,588 =1deFe 0,588 Por lo que la fórmula del compuesto es FeO. En el seundo compuesto: 14,11 =0,88deO y 16,0 3,8 =0,588deFe 55,8 Ahora dividiendo por la menor de dichas cantidades resulta que: 8

29 0,88 =1,5deO 0,588 y 0,588 =1deFe 0,588 Por lo que la fórmula del compuesto sería FeO 1,5, por lo que multiplicando por dos resulta Fe O La ecuación química que representa la reacción química entre los ases nitróeno e hidróeno para formar amoniaco as es: N + H NH 3. a) Indica cuál es la relación de los volúmenes de combinación entre dichas sustancias cuando se miden en las mismas condiciones de presión y temperatura. b) En el caso de que la relación entre los volúmenes de combinación fuese 1:1:1, cuál sería la ecuación química del proceso? a) Primero hay que ajustar la ecuación química, resultando: N + 3 H NH 3. De esta forma: 1 volumen de N reacciona con 3 volúmenes de H para oriinar volúmenes de NH 3 y la relación entre los volúmenes es: 1:3:. b) Sería: N + H NH 3 0. Un óxido de nitróeno aseoso tiene 30,49% de nitróeno y 69,51% de oxíeno. En condiciones normales de presión y temperatura, 0,53 de dicho as, supuesto ideal ocupan un volumen de 13 ml. Calcula la fórmula química del óxido. Sabiendo que: M N = 14,0 y M O = 16,0 La cantidad de cada elemento químico, en, en el compuesto químico es la siuiente: 30,49 =,18deN y 14,0 69,51 = 4,34 de O 16,0 Dividiendo por la menor de dichas cantidades se obtiene:,18 =1deN,18 y 4,34 =deo,18 Lueo la fórmula empírica del óxido es NO 9

30 En condiciones normales, el volumen ar de dicho as es,4 m n= = M V V, entonces: m L L y como: 13 ml 0, ml = M = 46 M L,4 Como la masa ar de la fórmula del óxido de nitróeno es 46, entonces la fórmula empírica coincide con la fórmula ecular y el resultado es NO. 1. Un hidrocarburo contiene 85,63 % de C y 14,37 % de H. Si su masa ar es 8 /, halla: a) Su fórmula empírica. b) La fórmula ecular. Sabiendo que: M C = 1,0 y M H = 1,0 a) La cantidad de cada elemento químico, en, en el hidrocarburo es la siuiente: 85,63 =7,14deC y 1,0 14,37 =14,37 de H 1,0 Dividiendo por la menor de dichas cantidades se obtiene: 7,14 =1deC 7,14 y 14,37 =deh 7,14 Lueo la fórmula empírica del hidrocarburo es CH b) La masa ar de la fórmula empírica es 14, lueo: 8 n= =, por tanto la fórmula ecular es: (CH ) n = (CH ) = C H Una muestra contiene estaño y oxíeno y tienen la siuiente composición: 19,78 de Sn y,67 de O y otra muestra contiene 3,79 de Sn y 6,40 de O. 30

31 Se trata del mismo compuesto químico o no? En la primera muestra: hay,45 de óxido y los porcentajes de cada elemento químico en el mismo son: 19,78 Sn 100 = 88,11% de Sn,45 de óxido y,67 O 100 =11,89 % de O,45 de óxido En la seunda muestra: hay 30,19 de óxido y los porcentajes de cada elemento químico en el mismo son: 3,79 Sn 100 = 78,80 % de Sn 30,19 de óxido y 6,40 O 100 = 1,0 % de O 30,19 de óxido Lueo como los porcentajes de los elementos químicos son diferentes, los óxidos también lo son. 3. Una pasta dentífrica tiene la composición del recuadro adjunto. a) Calcula la cantidad de talco en 500 de pasta. b) Halla el tanto por ciento de la mezcla. a) De la composición se deduce que: 0 de talco 100 = 7,7 % de talco 75 totales Por tanto: 7,7 m = 500 =736,4 de talco 100 b) 150 de carbonato 100 = 54,55 % de carbonato 75 totales 100 de licerina 100 = 36,36 % de licerina 75 totales 7,7 % de talco 5 de esencia de menta 100 =1,8 % de esencia de menta 75 totales 31

32 4. Un laboratorio ha analizado 0 de un compuesto químico y ha obtenido la siuiente composición: 5,59 de carbono, 6,95 de oxíeno y 8,4 de hidróeno. a) El responsable del laboratorio recibe los resultados y decide repetir los análisis, por qué? b) Si el resultado incorrecto es la masa del carbono, calcula la composición centesimal del compuesto químico. a) 5,59 + 6,95 + 8,4 = 0,96 y como se dice que se parte de 0, existe un error en el análisis y se debe repetir el mismo. b) m de C = 0 (6,95 + 8,4 ) = 4,63, por tanto: 4,63 de C 100 = 3,15 % de C 0 totales 6,95 de O 100 = 34,75 % de O 0 totales 8,4 de H 100 = 4,10 % de H 0 totales 5. Un compuesto químico tiene 14,4 % de Al. a) Qué cantidad de aluminio hay en 16 k de dicho mineral? b) Qué cantidad de dicho compuesto químico se necesita para extraer 1,5 k de aluminio? 14,4 a) m =16 k =,3 k de Al 100 b) 14,4 1,5 k= m m=10,4 k de mineral Calcula la densidad, en condiciones normales de presión y temperatura, de los siuientes ases: a) NO. b) N O 3, c) N. m V Como: n= = M V, entonces: m M d= = m V V, si V m =,4 m a) Si la masa ar del NO es 30, resulta que: L, entonces: 30 d= =1,34 L,4 L 3

33 b) Si la masa ar del N O 3 es 76 c) Si la masa ar del N es 8, resulta que:, resulta que: 76 d= =3,39 L,4 L 8 d= =1,5 L,4 L 7. Halla el volumen que ocupa del as hidróeno a 5 C de temperatura y 1 atm de presión. Aplicando: p V = n R T, resulta que: atm L 1atm V = 0,08 K (73 + 5) K V = 48,9 L INVESTIGA-PÁG. 54 A partir de la información de los contenidos de la Unidad Didáctica y de la que puedes hallar en el buscador de internet: contesta las siuientes preuntas: 1. Puede haber hipótesis falsas?, y leyes falsas? Las hipótesis son suposiciones que se deben contrastar, por lo que sí puede haber hipótesis falsas, que lo son porque no son verificadas experimentalmente. Si las hipótesis son ciertas se trasforman en leyes, por lo que no puede haber leyes falsas, lo único es que a medida que avanza el conocimiento unas leyes se sustituyen por otras que reproducen mejor los hechos y son menos aproximadas.. Por qué las teorías científicas no son verdades inmutables y se suceden unas a otras para explica los mismos hechos? Por el avance del conocimiento científico, pues el saber científico siempre es modificable y unas leyes y teorías se sustituyen por otras mejores que reproducen mejor los hechos observados. 33

34 UNIDAD 3: MEZCLAS CUESTIONES INICIALES-ACTIVIDADES PÁG Sin probar, cuál de las dos disoluciones acuosas siuientes de la sal cloruro de sodio está más salada?: una que contiene 10 de sal en 500 ml de disolución u otra que contiene,35 de sal en 100 cm 3 de disolución. Estará más salado aquel que tena más contenido de cloruro de sodio por unidad de volumen. Así: En el primer caso existen 10 de sal en 500 ml, o bien: 10 =0 L 500 ml L 1000 ml El seundo contiene,35 de sal en 100 cm 3, o bien:,35 =3,5 L L cm 1000 cm 3 Lueo el seundo vaso está más salado, pues su concentración es mayor.. De las siuientes expresiones, cuál es cierta?: a) El acero es una mezcla. b) El queso es una mezcla homoénea. c) El vino es una sustancia pura. d) El aire es un compuesto químico. La expresión a) es correcta, pues el acero es una aleación (disolución) formada por hierro metal y carbono, que puede contener además otras cantidades de otros metales como el titanio o el wolframio. b) El queso no es una mezcla homoénea, y se puede observar a simple vista su heteroeneidad. c) El vino no es sustancia pura, aunque es una mezcla homoénea. d) El aire no es un compuesto químico, sino una mezcla de diversos ases. 3. A qué se llama mezcla inmiscible y mezcla miscible? Pon un ejemplo de cada una de ellas. Mezcla inmiscible es una mezcla heteroénea en la que sus componentes están perfectamente separados, por ejemplo, el aua y el aceite, o la arena y las piedras. Mezcla miscible es una mezcla en la que sus componentes oriinan una mezcla homoénea, por ejemplo, la sal y el aua o el azúcar y el aua. 34

35 ACTIVIDADES PROPUESTAS-PÁG Indica y explica el método que se debe utilizar para separar los componentes de las siuientes mezclas: a) Arena y rava. b) Alcohol y aua. c) Aceite y aua. d) Limaduras de hierro y azufre. e) Sal y aua. f) Glicerina y aua. a) Arena y rava: en función del diferente tamaño de partículas entre la arena y la rava, la separación se realiza por filtración. b) Alcohol y aua: en función de la diferente temperatura de ebullición entre el aua y el alcohol, la separación se realiza por destilación. c) Aceite y aua; al ser dos líquidos inmiscibles, la separación se realiza por decantación d) Limaduras de hierro y azufre: al ser dos sólidos, uno manético y el otro no, la separación se realiza con la ayuda de un imán, que atrae las limaduras el hierro. e) Sal y aua: si se deja evapor el aua, la sal cristaliza, lueo la separación se realiza por cristalización en función de la diferente solubilidad de la sal en el aua. f) Glicerina y aua, la destilación a la presión atmosférica no es un buen método para separar ambos líquidos, pues la licerina, aunque tiene una temperatura mayor de ebullición que el aua, a partir de 100 C se evapora, por ello el mejor método de separación es por cromatorafía, empleando una mezcla de alcohol y éter para efectuar la difusión y el arrastre sobre el papel en el que se realiza la cromatorafía.. Explica lo que ocurre cuando se usa un quitamanchas para eliminar una mancha de rasa en la ropa. Lo que hace el quitamanchas es disolver la rasa y después ésta se puede eliminar fácilmente por arrastre de la disolución. 3. Qué ocurre cuando centrifua una lavadora? La eliminación del aua de la ropa. ACTIVIDADES PROPUESTAS-PÁG Qué volumen ocupa 1 de un as ideal a la presión atmosférica y temperatura de 5 C? Sabiendo que: p V = n R T, entonces: 1 atm V = 1 0,08 atm L K (73 + 5) K V = 4,4 L 35

36 PARA SABER MÁS-PÁG A partir de la tabla de datos siuiente, que proporciona la solubilidad del sulfato de cobre (II) por 100 ml de aua, a distintas temperaturas: a) Representa ráficamente la solubilidad del sulfato de cobre (II) frente a la temperatura. b) Si se dispone de una disolución de 40 de sulfato de cobre (II) en 100 ml de aua a la temperatura de 80 C y se enfría hasta 60 C. Qué sucederá? c) Si se siue enfriando el conjunto, qué ocurre a 40 C? d) Representa los cambios anteriores en la ráfica obtenida en el apartado a). a) La ráfica es la siuiente: b) A 80 C, la solubilidad del sulfato de cobre (II) es 55, lueo a dicha 100 ml temperatura los 40 de sulfato están perfectamente disueltos, si ahora se enfría hasta 60 C, como la solubilidad a dicha temperatura es 40, la sal siue disuelta. 100 ml c) Si se siue enfriando, la sal precipita, pues la solubilidad disminuye y a 40 C, precipita una cantidad de sulfato iual a 40 9 = 11, d) Los cambios están representados en la ráfica anterior en la recta de puntos paralela que va desde la temperatura de 80 C hasta 40 C. 36

37 ACTIVIDADES FINALES-PÁG Idea un procedimiento para separar los componentes de una mezcla de arena (sílice, de fórmula SiO ), sal común (cloruro de sodio, de fórmula NaCl) y aua, sabiendo que la arena es insoluble en aua y la sal es soluble en el aua. El procedimiento sería filtrar para que la arena se quedara en el filtro y dejar lueo evaporar el aua de la disolución de sal si no se quiere recuperar el aua. Si se quiere recuperar el aua habría que destilar la disolución.. Qué masa de cloruro de sodio hay que tomar para obtener 50 cm 3 de una disolución acuosa de NaCl de concentración 1,0 /L? m n Sabemos que: C M M = = V V, por lo que como la masa ar del cloruro de sodio es M = 58,5, entonces: m 58,5 1,0 = m =17,55 L 3 L 50 cm 1000 cm 3 Para ello hay que seuir los siuientes pasos: Se pesa en una balanza de precisión 17,55 de NaCl, depositándolos en un vidrio de reloj, que previamente habremos tarado. A continuación, se vierte el NaCl con un embudo en el matraz aforado adecuado, lavándolo posteriormente con aua destilada para arrastrar los restos de NaCl dentro del matraz. Posteriormente, se añade aua destilada en el matraz y se aita para favorecer el proceso de la disolución. Una vez disuelto el cloruro de sodio, se llena el matraz aforado con aua destilada hasta el enrase que indica los 50 cm 3 y de esta forma se obtiene 50 cm 3 de una disolución acuosa de NaCl 1,0 L. 3. Calcula el volumen de disolución existente en un recipiente que contiene 0,30 de KOH, si la concentración de la disolución de KOH en aua es 11 /L. Sabemos que: m n= M y m C= V La masa ar del hidróxido de potasio es M = 56,1, lueo: m 0,30 = m = 16,83 de KOH, por lo que: 56,1 16,83 11 = V = 0,15 L L V 37