Nombre echa de entrega ÍSICA Y QUÍMICA 3º E.S.O. - Repaso 3ª Evaluación. El aire, es materia? Por qué? Las propiedades fundamentales de la materia son la masa (cantidad de materia, expresada en kg en el SI) y el volumen (espacio ocupado, medido en m 3 en el SI). El aire tiene masa, por pequeña que sea, y ocupa un volumen, luego el aire sí es materia. 2. Completa la siguiente tabla: GAS CAMBIOS PROGRESIOS / REGRESIOS DESPRENDEN / ABSORBEN ENERGÍA Tacha lo que no proceda 2 3 LÍQUIDO 4 5 6 CAMBIOS PROGRESIOS / REGRESIOS DESPRENDEN / ABSORBEN ENERGÍA Tacha lo que no proceda SÓLIDO Sublimación regresiva 2 Condensación / Licuación* 3 aporización 4 Solidificación 5 usión / Licuación* 6 Sublimación * También se usa licuefacción, pero son preferibles condensación y fusión 3. Es cierto que la temperatura más baja que puede alcanzar cualquier sustancia sea de menos 273 C? Cómo se denomina esa temperatura? A qué se debe tal circunstancia? Sí, es cierto. Se conoce como cero absoluto de temperatura y corresponde al cero en la escala Kelvin de temperatura. Esto es debido a que la temperatura de un cuerpo depende de la energía cinética de sus partículas (y por tanto de la velocidad a la que se mueven); a esa temperatura la partículas de cualquier cuerpo están inmóviles y, por lo tanto, no pueden reducir más su velocidad. 4. A una presión de atm, una muestra de un gas ocupa un volumen de 0 litros. Qué volumen ocupará si se reduce la presión hasta 0,2 atm manteniendo la temperatura constante? Indica qué ley utilizas para calcularlo. Como la temperatura es constante aplicamos la ley de Boyle y Mariotte: P =P 2 2, siendo P la presión inicial ( atm), el volumen inicial (0 L), P 2 la presión final (0,2 atm) y 2 el volumen que queremos calcular. P = P 2 2 ; atm 0L = 0,2 atm 2 ; 2 = (atm 0L)/0,2atm ; 2 = (atm 0L)/0,2atm ; 2 = 50L El gas ocupará un volumen de 50L a 0,2atm de presión 5. Cierta cantidad de un gas tiene un volumen de 5 litros a -73 C. Cuál será su volumen a 27 C si no ha cambiado la presión? Indica qué ley utilizas para calcularlo. Como la presión permanece constante utilizamos la ley de Charles y Gay-Lussac: /T = 2 /T 2, en la que es el volumen inicial (5L), T la temperatura inicial expresada en kelvin (-73 + 273 = 200K), P 2 la presión final y T 2 la temperatura final, también en kelvin (27 + 273 = 300K). /T = 2 /T 2 ; 5L/200K = 2 /300K ; 2 = 5L 300K/200K ; 2 = 5L 300K/200K ; 2 = 7,5L A 27 C ocupará un volumen de 7,5L
6. Una muestra de un gas a 27 C de temperatura y pr esión de atm que ocupa un volumen de 0,4 litros, se calienta hasta una temperatura de 77 C, increme ntándose su volumen hasta 0,5 litros. Qué presión ejercerá ahora? Indica qué ley utilizas para calcularlo. Como ni presión, ni volumen, ni temperatura son constantes, utilizamos la ecuación general de los gases: P /T = P 2 2 /T 2, donde P es la presión inicial (atm), el volumen inicial (0,4L), T la temperatura inicial expresada en kelvin (27 + 273 = 300K), 2 el volumen final (0,5L), T 2 la temperatura final en kelvin (77 + 273 = 450K) y P 2 la presión final, la que queremos calcular. P /T = P 2 2 /T 2 ; atm 0,4L / 300K = P 2 0,5L / 450K ; P 2 = atm 0,4L 450K / 300K 0,5L ; P 2 = atm 0,4L 450K / 300K 0,5L ; P 2 =,2atm Ejercerá una presión de,2 atm 7. Al hacer una perforación profunda se descubre una bolsa de gas. El gas tiene una temperatura de 480 C y está a una presión de 2,8 atm. Considerando un comportamiento ideal, qué volumen ocupará en la superficie, a 20 C y atm de presión, cada metro cúbico de gas extraído del yacimiento? Como ni presión, ni volumen, ni temperatura son constantes, utilizamos la ecuación general de los gases: P /T = P 2 2 /T 2, donde P es la presión inicial (2,8atm), el volumen inicial (m 3 ), T la temperatura inicial expresada en kelvin (480 + 273 = 753K), P 2 la presión en la superficie (0,5L), T 2 la temperatura superficial en kelvin (20 + 273 = 293K) y 2 el volumen que ocupará en la superficie. P /T = P 2 2 /T 2 ; 2,8atm m 3 / 753K = atm 2 / 293K ; 2 = 2,8atm m 3 293K / 753K atm ; 2 = 2,8atm m 3 293K / 753K atm ; 2 = 4,98m 3 Cada m 3 de gas extraído del yacimiento ocupará en la superficie 4,98m 3 8. Indica cuál de los siguientes materiales: embudo de decantación, tamiz o criba, centrifugadora, disolvente y filtro, destilador; utilizarías para separar cada una de las mezclas que se indican a continuación. Señala también cómo se denomina el proceso que llevas a cabo y si la mezcla que separas es homogénea o heterogénea. Sólidos con distinta solubilidad Disolvente y filtro. Disolución selectiva. Se trata de una mezcla heterogénea. Disolución de líquidos Destilador. Destilación. Se trata de una mezcla homogénea. Líquidos no miscibles Embudo de decantación. Decantación. Se trata de una mezcla heterogénea. Sólidos de distinto tamaño Tamiz o criba. Tamizado o cribado. Se trata de una mezcla heterogénea. Sólido disperso en un líquido Centrifugadora. Centrifugación. Se trata de una mezcla heterogénea. 9. Qué volumen de agua se debe añadir a 500 ml de alcohol para que la solución resultante tenga un 40% en volumen de alcohol? La concentración es del 40% en volumen y 500mL es el volumen del soluto (alcohol) Primero calculamos el volumen de disolución: % en volumen = volumen soluto 00 / volumen disolución 40 = 500mL 00 / volumen disolución ; 40 volumen disolución = 500mL 00 ; volumen disolución = 500mL 00 / 40 ; volumen disolución = 250mL Para calcular el volumen del disolvente (agua) restamos el volumen de soluto al volumen total de la disolución: volumen disolución = volumen soluto + volumen disolvente ;.250mL = 500 ml + agua ; agua =.250mL 500mL ; agua = 750mL Habrá que añadir un volumen de 750mL de agua
Nombre Página 3/5 0. Calcula la concentración en gramos por litro de la disolución obtenida al mezclar 39 g de CuSO 4 con agua hasta completar dos litros. Conocemos la masa de soluto (39 g de CuSO 4 ) y el volumen de disolución (2L) Concentración = 39 g / 2L ; Concentración = 59,5 g/l La concentración será de 59,5 g/l. Calcula la molaridad de una disolución que se obtiene disolviendo 75,35 g de NaCl en agua hasta completar 6 litros de disolución. Masas atómicas: Na = 23; Cl = 35,4 Conocemos la masa de soluto (75,35 g de NaCl) y el volumen de disolución (6L) Molaridad = moles de soluto / volumen de disolución Calculamos primero el número de moles de soluto (n). La masa molecular del NaCl es de 58,4 (23 + 35,4) n = masa soluto / masa molecular ; n = 75,35g / 58,4g/mol ; n = 3,00 moles Molaridad = moles de soluto / volumen de disolución ; M = 3,00 moles / 6L ; M = 0,5 moles/l La concentración de la disolución es de 0,5M 2. Una disolución está formada por 8 g de soluto y 250 g de agua. Sabiendo que la densidad de la disolución es de,08 g/cm 3. Calcula la concentración de la disolución en g/l. Conocemos la masa de soluto (8g), la de disolvente (250g de H 2 O) y, por lo tanto, la de la disolución (258g). Necesitamos conocer el volumen de disolución, para lo cual nos han dado la densidad de la disolución: Densidad disolución = masa disolución / volumen disolución,08g/cm 3 = 258g / vol.disolución ; vol.disolución = 258g /,08 g/cm 3 ; = 238,89cm 3 = 0,239L Concentración (g/l) = 8g / 0,239L ; Concentración (g/l) = 33,47g/L La disolución tendrá una concentración de 33,47g/L 3. Si la glucemia (concentración de azúcar en la sangre) en ayunas es aproximadamente 0, g/dl, calcula la cantidad total de glucosa que tendrá en su sangre una persona que tiene 6 litros de sangre? Nos dan la concentración de azúcar en la sangre 0,g/dL, que nos indica la masa de soluto (glucosa) que hay en un determinado volumen de disolución (dl de sangre) 6 L = 60 dl, luego en ese volumen habrá: 0,g/dL 60dL = 6g La cantidad total de glucosa será de 6g 4. Señala si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas y razona brevemente la respuesta. Cierta cantidad de un gas que ocupa un volumen de dos litros a una temperatura de veinte grados centígrados, ocupará un litro a una temperatura de diez grados centígrados si mantenemos la presión constante. A presión constante el volumen que ocupa un gas es directamente proporcional a la temperatura, pero expresada en K Cierta cantidad de un gas que ocupa un volumen de dos litros a una presión de una atmósfera, ocupará un litro a una presión de dos atmósferas si mantenemos la temperatura constante. A temperatura constante se cumple la ley de Boyle y Mariotte, según la cual presión y volumen serán inversamente proporcionales. Por lo tanto, si duplicamos la presión el volumen se reducirá a la mitad. Es imposible que se forme vapor de agua a una temperatura inferior a los 00 C. La evaporación, que afecta sólo a la superficie, puede ocurrir a cualquier temperatura. También es posible la ebullición a temperaturas inferiores a los 00 C si se reduce la presión.
Es imposible que el agua hierva a una temperatura inferior a los 00 C. Se puede producir la ebullición a temperaturas inferiores a los 00 C si se reduce la presión. A doscientos setenta y tres grados centígrados bajo cero cualquier sustancia se encuentra en estado sólido. Efectivamente, a esa temperatura (cero absoluto) las moléculas están totalmente quietas y cualquier sustancia se encontraría en estado sólido. Podemos fundir un material sin aumentar su temperatura. Una sustancia que se encuentra a una temperatura próxima a su punto de fusión puede fundirse si rebajamos la presión a la que está sometida, ya que el descenso de presión provocará un descenso de su punto de fusión. Los compuestos químicos son sustancias puras. En efecto. Existen dos tipos de sustancias puras: los elementos químicos (sustancias puras simples, formadas por un solo tipo de átomo) y los compuestos químicos (sustancias puras compuestas por más de un tipo de átomo) Las mezclas homogéneas no se pueden separar en distintas sustancias por procedimientos físicos. Por definición, una mezcla está formada por dos o más sustancias que se pueden separar por procedimientos físicos. Las sustancias puras son homogéneas cuando se encuentran en un estado determinado. Sólo si está produciéndose un cambio de estado podremos distinguir zonas con distinto aspecto. En otro caso, por definición, las sustancias puras son homogéneas. Los elementos se pueden descomponer por procesos químicos. also. Un elemento químico está formado por un solo tipo de átomos y no se puede separar en distintas sustancias por procedimientos químicos ordinarios. En 8 gramos de H 2O hay 6,02 0 24 protones (es decir, 0 x 6,02 0 23 o, lo que es lo mismo, 0 veces el número de Avogadro). Una molécula de agua está formada por dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno. El número de protones de un átomo viene dado por su número atómico (Z), que es en el hidrógeno y 8 en el oxígeno. El número de protones en una molécula de agua es, por lo tanto, de 0. 8g es la masa de un mol de agua (6 del O y 2 de los dos H). Un mol de cualquier sustancia contiene el número de Avogadro (6,02 0 23 ) de partículas de dicha sustancia (moléculas de agua en este caso). Si cada molécula de agua tiene 0 protones y en 8 g hay 6,02 0 23 moléculas, el número total de protones será de 0 x 6,02 0 23 o, lo que es lo mismo 0 x 6,02 0 23 Diecisiete gramos de amoniaco (NH 3) contienen el doble de moléculas que diecisiete gramos de agua oxigenada (H 2O 2). La masa molecular del amoniaco es 7 y la del agua oxigenada 34. 7 g de amoniaco son mol, pero 7 g de agua oxigenada constituyen ½ mol y, por tanto, tendrá la mitad de moléculas, puesto que un mol de cualquier sustancia tiene el mismo número de moléculas (el número de Avogadro, 6,02 0 23 ). Al disminuir la temperatura la solubilidad de un gas disminuye. La solubilidad de un gas en un líquido disminuye al aumentar la temperatura, y no al revés. Al disminuir la presión la solubilidad de un gas disminuye. El aumento de presión hace aumentar la solubilidad de un gas en un líquido y la disminución produce el efecto contrario. En el modelo atómico de Thomson los átomos son considerados partículas indivisibles. Thomson propuso un modelo de átomo en el que había partículas negativas inmersas en un fluido positivo. El primer modelo atómico que considera la existencia de un núcleo en el que se concentra la masa y la carga positiva del átomo es el de Rutherford. Con sus experimentos en los que bombardeó láminas de oro con partículas α determinó que debía existir una pequeña zona del átomo en la que se concentraba la masa y la carga positiva del átomo y que la mañor parte del espacio que ocupaba la materia debía estar vacío. Dos átomos de elementos diferentes pueden tener el mismo número de electrones. Los átomos pueden perder o ganar electrones y formar iones.
Nombre Página 5/5 En un anión S 2- hay menos protones que en un átomo de azufre neutro. El número de protones de un átomo viene dado por su número atómico (Z) y es constante (si cambia Z cambia el tipo de átomo. Un átomo de 54 e tiene dos protones menos que uno de 56 e. El número de protones de un átomo viene dado por su número atómico (Z) y es constante (si cambia Z, cambia el tipo de átomo). En el catión e 2+ hay dos protones más que electrones. Las dos cargas positivas se deben a que el átomo de hierro neutro (que tenía igual número de protones que de electrones) ha perdido dos electrones y ha pasado a tener dos protones (cargas positivas) más que electrones (cargas negativas). 5. Qué son los isótopos? Los isótopos son átomos de un mismo elemento (tienen, por lo tanto, el mismo número atómico) que difieren en su masa atómica (por lo que tienen diferente número de neutrones). Determina la masa atómica media del bromo sabiendo que en la naturaleza existen dos isótopos estables de masas atómicas 79 y 8 que aparecen en porcentajes del 50,7 y del 49,3 respectivamente. 79 50,7 / 00 + 8 49,3 / 00 = 40,053 + 39,933 = 79,986 La masa atómica media del Br es de 79,99 u 6. Completa la siguiente tabla considerando que se trata de átomos neutros: ELEMENTO Z A PROTONES NEUTRONES ELECTRONES CONIGURACIÓN ELECTRÓNICA H 0 s C 6 2 6 6 6 s 2 2s 2 p 2 3 P 5 3 5 6 5 s 2 2s 2 p 6 3s 2 p 3 Ca 20 20 40 20 20 20 s 2 2s 2 p 6 3s 2 p 6 4s 2 59 Ni 28 59 28 3 28 s 2 2s 2 p 6 3s 2 p 6 d 8 4s 2 7. Utiliza los datos de la tabla anterior y describe la estructura de un átomo de 59 Ni según el modelo atómico de Bohr. El átomo de 59 Ni está constituido por un núcleo, en el que se concentra la masa y la carga positiva del átomo, formado por 28 protones (Z) y 3 neutrones (A - Z). En la corteza hay 28 electrones (puesto que el átomo es neutro y el número de cargas negativas electrones ha de ser igual al de cargas positivas protones ) distribuidos en niveles de distinta energía, mayor cuanto más alejados del núcleo, según indica su configuración electrónica: s 2 2s 2 p 6 3s 2 p 6 d 8 4s 2. La mayor parte del volumen del átomo es espacio vacío. 8. Explica qué es un ion y sus tipos y completa la tabla que aparece a continuación: Un ion es un átomo con carga debido a que ha captado o perdido electrones. Si pierde electrones adquiere carga positiva y se denomina catión. Si, por el contrario, capta electrones adquiere carga negativa y se denomina anión. ELEMENTO Z A PROTONES NEUTRONES ELECTRONES CONIGURACIÓN ELECTRÓNICA S 2-6 32 6 6 8 s 2 2s 2 p 6 3s 2 p 6 K + 9 39 9 20 8 s 2 2s 2 p 6 3s 2 p 6 S 2- es un anión que se ha formado porque un átomo neutro de azufre ha captado dos electrones. K + es un catión que se ha formado porque un átomo neutro de potasio ha perdido un electrón. Ambos han quedado con la configuración electrónica del argón, en el que la tercera capa está llena con ocho electrones.