Title: Unidad 6
Course: Química Plus + 1 BGU

Hidruros

"Un segundo después de iniciado el Big Bang, cuando los quarks habían quedado confinados dentro de los protones y neutrones, y estos a su vez empezaron a combinarse, se formó el hidrógeno, y luego de él, todo lo que se conoce como átomo, molécula, sustancia, cuerpo".

‘Hidrógeno’ significa originador de agua, pero ese nombre solo nos dice un poco de lo que realmente es capaz de originar este elemento, pues es el ladrillo con el cual se construye toda la materia de las galaxias.

El hidrógeno constituye el 75 % de la masa del universo, es el combustible con el que se mantienen encendidos nuestro Sol y todas las estrellas.

   Objetivos

1. O.CN.Q.5.9. Reconocer diversos tipos de sistemas dispersos según el estado de agregación de sus componentes, y el tamaño de las partículas de su fase dispersa, sus propiedades y aplicaciones tecnológicas y preparar diversos tipos de disoluciones de concentraciones conocidas en un entorno de trabajo colaborativo utilizando todos los recursos físicos e intelectuales.
2. O.CN.Q.5.10. Manipular con seguridad materiales y reactivos químicos teniendo en cuenta sus propiedades físicas y químicas, considerando la leyenda de los pictogramas y cualquier peligro específico asociado con su uso, actuando de manera responsable con el ambiente.

  La Química y las profesiones

Ingeniero ambiental

Este ingeniero es un profesional que se prepara para dar soluciones a los problemas ambientales del país y del mundo. Posee experticias que le permiten abordar la problemática de la contaminación, además, está en capacidad de prever y controlar riesgos ambientales. Está preparado para analizar, proponer e innovar tecnologías de acuerdo al contexto de cada problemática ambiental debido a la acción antrópica o natural. El ingeniero ambiental es un profesional que puede ejercer diferentes cargos dentro de la empresa privada o pública, está en capacidad de planear, liderar y ejecutar proyectos.

Las universidades que ofertan esta carrera son: Universidad Central del Ecuador, Universidad Politécnica Salesiana del Ecuador, Universidad Agraria del Ecuador, Universidad de Cuenca, Escuela Superior Politécnica Agropecuaria de Manabí, Escuela Politécnica Nacional, Escuela Superior Politécnica Ecológica Amazónica, Escuela Superior Politécnica del Chimborazo.

En el siguiente enlace podrás encontrar mayor información sobre la carrera de Ingeniería ambiental: www.ups.edu.ec/ingenieria-ambiental-quito

Formación de compuestos químicos: hidruros

● Formación de compuestos químicos: hidruros matálicos

Saberes previos

¿Recuerdas la configuración electrónica de algunos elementos como el hidrógeno? ¿Qué importancia tiene la configuración electrónica?

Desequilibrio cognitivo

Estudios realizados en Júpiter indican que en ese planeta al hidrógeno se lo puede encontrar en forma metálica.

Describe las características del hidrógeno metálico; basándote en la posición de este elemento en la tabla periódica

Comenta con tus compañeros.

Se llaman hidruros los compuestos formados por el hidrógeno en combinación con otro elemento, pero de forma correcta el nombre hidruro solo se debe emplear para los compuestos en donde el hidrógeno actúa con estado de oxidación (1-).

Antigua clasificación de los hidruros

- En los hidruros salinos el metal es alcalino o alcalinotérreo, a excepción del berilio.
- En los hidruros metálicos, el metal es de transición o de transición interna.
- En los hidruros covalentes se hallan las familias 13, 14, 15, 16, 17 de la tabla periódica.

Los hidruros propiamente dichos corresponden al compuesto binario formado por un metal y el hidrógeno.

M^+H^-

Debido a su mayor electronegatividad con respecto a los metales, el hidrógeno se presenta en esta función química con estado de oxidación (1-).

Formulación de los hidruros metálicos

La fórmula molecular de los hidruros metálicos se escribe respetando el criterio de electronegatividad, primero el símbolo del metal y luego el del hidrógeno. El subíndice que lleva el hidrógeno es el estado de oxidación del metal, el metal siempre presentará subíndice (1).

Ejemplos: CaH_2         AlH_3

Fórmula estructural y estructura de Lewis

En la fórmula estructural, cada hidrógeno se halla unido con un enlace al metal. | En la estructura de Lewis, el hidrógeno completa su orbital 1s con los electrones de valencia del metal.

Humor

Nomenclatura de los hidruros metálicos

Los hidruros pueden ser nombrados de acuerdo al sistema IUPAC o al sistema tradicional.

Nomenclatura IUPAC

La IUPAC establece que se nombre primero al ion del hidrógeno (1-) utilizando el sufijo uro: hidruro y luego el nombre del metal.

- En la nomenclatura sistemática o estequiométrica se añaden los prefijos mono, di, tri, tetra.
- En la nomenclatura stock se añade el estado de oxidación del metal, si y solo, si este posee diversos estados de oxidación.

Ejemplos:

Fórmula molecular | Nomenclatura sistemática o estequiométrica | Nomenclatura stock
CaH_2 HgH _2 | Dihidruro de calcio Dihidruro de mercurio | Hidruro de calcio Hidruro de mercurio (II)

Ejercicio resuelto y propuesto

Ejercicio resuelto

Establece las nomenclaturas del siguiente hidruro metálico:

CrH_3
Sistemática | Trihidruro de cromo
Stock | Hidruro de cromo (III)
Tradicional | Hidruro crómico

Ejercicio propuesto

Establece las nomenclaturas del siguiente hidruro metálico:

SnH_2
Sistemática |
Stock |
Tradicional |

Nomenclatura tradicional

La nomenclatura tradicional establece:

Nombre genérico: hidruro

Nombre específico: el nombre del no metal, si el metal posee valencia variable, la menor valencia llevará el nombre con el sufijo ‘oso’ y la mayor valencia llevará el sufijo ‘ico’.

Ejemplos:

Fórmula molecular | Nomenclatura tradicional
CaH_2 HgH_2 | Hidruro de calcio Hidruro mercúrico

La IUPAC, además del ion hidruro (1-), toma en cuenta los aniones formados por los isótopos del hidrógeno.

hidruro (general)
H ^-, hidruro
(composición del isótopo natural o sin especificación)
^1H^-, protiuro    ^2H^- = D^-, deuteriuro    ^3H^- = T^-, tritiuro

^(IUPAC, NOMENCLATURE OF INORGANIC CHEMISTRY IUPAC , 2005)

Por fines didácticos asumimos al isótopo más abundante del hidrógeno; el protio; y simplemente se usa el término ¨hidruro¨.

Síntesis de hidruros

● Síntesis de hidruros

Ejes transversales

Seguridad industrial

Dentro de Gestión de Riesgos es muy importante guardar la seguridad industrial. El manejo adecuado de las sustancias químicas permite evitar accidentes y pérdidas lamentables.

Identifica ¿qué color caracteriza un pictograma para las sustancias peligrosas y cuál de ellas colocarías en un envase que contiene hidruros?

Estrategia para  resolver problemas

Si la estrategia que estás empleando en la resolución de un problema no está dando frutos, no dudes en cambiar de estrategia.

El hidrógeno puede combinarse con casi todos los metales. Forma hidruros estables con los alcalinos y alcalinotérreos. Mientras se avanza hacia la derecha en la tabla periódica, a través de los metales de transición y transición interna, la capacidad de combinación se va perdiendo; algunos metales no forman hidruros y otros, como el plomo y estaño, forman hidruros inestables que pueden descomponerse en pocas horas.

“Zona de inexistencia de hidruros: grupos 7 a 9 no forman hidruros” (Borrás, 2006).

La reacción de formación de hidruros es exotérmica, aunque en algunos casos se requiera gran cantidad de energía para iniciar la reacción.

Cr + H_2 → CrH_2 - ∆H Dihidruro de cromo

Descomposición de hidruros

Los hidruros de los alcalinos y alcalino térreos son sólidos cristalinos y buenos reductores, reaccionan con el agua y con el oxígeno, es por ello que deben guardarse de forma hermética, separados de ambientes húmedos y del oxígeno. Los compuestos en contacto con ellos, pueden arder y producir explosiones, incendios incontrolables debido a la liberación de hidrógeno que actúa como combustible.

LiH + H_2O → LiH + H_2 - ∆H

(Hidruro de litio: utilizado en baterías de celulares y equipos electrónicos).

Los hidruros de metales de transición y metales de la familia 13 y 14 son polvos grisáceos con propiedades conductoras y suelen descomponerse a temperatura ambiente, liberando el hidrógeno gradualmente. Se utilizan como purificadores de hidrógeno y como catalizadores.

NiH_2 → Ni + H_2 - ∆H

Hidruros de no metales de las familias 13, 14, 15

● Hidruros de no metales de las familias 13, 14, 15

Saberes previos

Cuando se busca vida en otros planetas, uno de los primeros compuestos que se trata de registrar es el amoníaco? ¿Cuál puede ser la razón?

Desequilibrio cognitivo

El metano CH_4 se produce por la descomposición bacteriana de materia orgánica en ausencia de oxígeno. En la naturaleza se forma en los pantanos, ciénagas, en el proceso final de la digestión y en las letrinas. Antes de que se inventaran las modernas tazas de baño, era frecuente que en las letrinas se produjeran explosiones debido a la presencia de metano. ¿Qué característica del metano le hace explotar?

Las características singulares que presentan los compuestos hidrogenados han provocado varios intentos de clasificarlos, incluso hasta la actualidad hay textos que continúan clasificando estos compuestos con nombres que están en desuso.

Se denominan hidruros mononucleares a aquellos compuestos binarios que poseen un átomo central unido a uno o varios átomos de hidrógeno. Debido a las propiedades antagónicas de estos compuestos, se divide su estudio en:

Hidruros mononucleares
No metales de las familias 13, 14, 15 Compuestos especiales | No metales de las familias 16, 17 Ácidos hidrácidos

Hidruros de no metales de las familias 13, 14, 15

Se los conoce comúnmente como compuestos especiales. Esto se debe a que muchos de ellos “definen una población estándar de los átomos de hidrógeno unidos a una estructura esquelética” (IUPAC, NOMENCLATURE OF INORGANIC CHEMISTRY IUPAC , 2005).

Composición y fórmula molecular

Este grupo de sustancias están compuestas por los no metales: B, C, Si, Ge, N, F, Ar, Sb, más hidrógeno.

Su fórmula molecular no siempre respeta el criterio de electronegatividad. Para notarlos, se escribe primero el símbolo del No-M^+ y luego el símbolo del hidrógeno. Ejemplos: CH_4, NH_3.

Estructuras de Lewis y fórmula estructural

En la fórmula estructural, cada hidrógeno se enlaza al átomo nuclear, es decir, al no metal. | En la estructura de Lewis el hidrógeno completa su orbital 1s y completa el octeto del no metal.

Interdisciplinariedad

Química y Medicina

Hasta hace aproximadamente un siglo, los médicos despertaban a los pacientes desmayados acercando vapores de amonico a su nariz. En la actualidad esta práctica está en desuso por la toxicidad del amoniaco.

Laboratorio casero

En una botella de vidrio con tapa hermética, deja descomponer en agua un poco de cilantro. Luego de dos semanas y con otro adulto, acerca un fósforo encendido y abre despacio la tapa de la botella. Comprueba la presencia de metano debido a que se produce una pequeña llama.

Nomenclatura de los hidruros no metálicos mononucleados

Nomenclatura IUPAC y tradicional

Para nombrar los hidruros mononucleados de los no metales de las familias 13, 14 y 15; la IUPAC hace un análisis de la relevancia de los nombres tradicionales de los ‘compuestos especiales’, esto debido a que muchos de ellos contienen el nombre matriz de sustancias que se forman al sustituir hidrógenos en estas estructuras.

“Los hidruros mononucleares de elementos de los grupos 13-17 de la tabla periódica juegan un papel central en la nomenclatura sustitutiva. Se utilizan como hidruros de matrices…” (IUPAC, NOMENCLATURE OF INORGANIC CHEMISTRY IUPAC , 2005).

Fórmula | Nombre del compuesto | Observación IUPAC
CH_4 | Metano | Nombre aceptado
SiH_4 | Silano | Nombre aceptado
GeH_4 | Germano | Nombre aceptado
NH_3 | Amoniaco | Nombre aceptado
PH_3 | Fosfina | Ya no es aceptado
AsH_3 | Arsina | Ya no es aceptado
SbH_3 | Estibina | Ya no es aceptado
B H_3 | Borano | Nombre aceptado

Para los hidruros del fósforo, arsénico y antimonio la IUPAC indica que no se deben utilizar los nombres de fosfina, arsina y estibina:

“The systematic names ‘phosphane’, ‘arsane’ and ‘stibane’ are used throughout this book. The names ‘phosphine’, ‘arsine’ and ‘stibine’ are no longer acceptable.” (IUPAC, NOMENCLATURE OF INORGANIC CHEMISTRY IUPAC , 2005).

PH_3 | Fosfano
AsH_3 | Arsenano
SbH_3 | Estibano

Para estos compuestos también se puede utilizar la nomenclatura sistemática, si se desea, pero es poco funcional al momento de trabajar con compuestos sustitutivos.

Ejemplos:
CH_4 tetrahidruro de carbono
NH_3 trihidruro de nitrógeno
PH_5 pentahidruro de fósforo
BH_3 trihidruro de boro

En el caso del amoníaco (NH_3) la IUPAC admite su nombre tradicional por ser muy común; pero sugiere nombrarlo como "azano".

Síntesis de hidruros mononucleares o compuestos especiales

● Síntesis de hidruros mononucleares o compuestos especiales

▲ Sello postal de Fritz Haber, inventor del método para la obtención de amoniaco.

Los hidruros de las familias 13 y 15 se pueden obtener por diferentes métodos. Uno de los más conocidos es la obtención del amoniaco a través del método de Haber- Bosch. Fritz Haber (Alemania, 1868-1934) fue un químico que descubrió la manera de obtener amoniaco directamente al hacer reaccionar nitrógeno con hidrógeno.

Esta síntesis permitió producir amoniaco en grandes cantidades, el cual se utiliza para la obtención de otras sustancias químicas importantes como fertilizantes y fármacos.

TIC

Ingresa a esta URL y observa el proceso de Haber-Bosch para la producción de amoniaco NH_3:

www.mayedu.ec/quim1/p158

Para la síntesis de los hidruros de la familia 14, no existe un método directo de combinación de no-metal e hidrógeno. Estos hidruros se forman por descomposición de materia orgánica o por transformación de otras sustancias que contengan el no metal. Ejemplo: la obtención del metano a partir del acetato de sodio.

Humor

Descomposición de compuestos especiales

Los hidruros de las familias 13 y15 son gases que pueden disolverse en agua y se pueden descomponer en hidruros más simples o en los elementos que los conforman si cambian las condiciones de presión y temperatura.

Ejemplos:

PH_5 → PH_3 + H_2

2NH _3 → N_2 + 3H_2

Los compuestos especiales de la familia14, específicamente del carbono, no se descomponen en sus elementos, pero sufren de la reacción llamada combustión, con un alto desprendimiento de energía.

CH_4 + 2O_2 → CO_2 + 2H_2O - ∆H

Al metano se lo conoce como gas de los pantanos o "grisú" en las minas de carbón, donde con el aire produce mezclas muy explosivas.

Formación de compuestos químicos: ácidos hidrácidos

● Formación de compuestos químicos: ácidos hidrácidos

Saberes previos

¿En qué condiciones has sentido que te arde el estómago?

Desequilibrio cognitivo

¿Qué función desempeña el ácido clorhídrico en nuestro organismo?

Ejes transversales

Derechos

Art. 13.- Las personas y colectividades tienen derecho al acceso seguro y permanente a alimentos sanos, suficientes y nutritivos; preferentemente producidos a nivel local y en correspondencia con sus diversas identidades y tradiciones culturales.

Una adecuada salud previene las enfermedades gastrointestinales.

Haz una lista de tu alimentación diaria y cotéjala con la de tus amigos para ver si se están alimentando adecuadamente.

Los ácidos hidrácidos también forman parte de los hidruros mononucleados, pero al igual que los otros hidruros, estos presentan características que los hacen distinguirse claramente de los demás.

Composición

Los ácidos hidrácidos están compuestos por los no metales de las familias 16 y 17 de la tabla periódica y el hidrógeno. Como estos no metales tienen elevada electronegatividad, actúan con estados de oxidación negativos (-). A la vez, el hidrógeno participa en el enlace con estado de oxidación (1+).

HNoM^+

Formulación

Fórmula molecular

Para escribir la fórmula molecular de estos compuestos, se sigue el principio de electronegatividad. Primero se escribe el símbolo del hidrógeno y luego el símbolo del no metal. El hidrógeno lleva como subíndice el estado de oxidación del no metal, sin su carga.

Ejemplo: | HCl H _2S

Fórmula molecular y estructura de Lewis

En la fórmula estructural, cada hidrógeno se enlaza al átomo nuclear, es decir, al no-metal. | En la estructura de Lewis el hidrógeno completa su orbital 1s y completa el octeto del no metal.
Cl – H |
H – S – H |

Nomenclatura de ácidos hidrácidos

Los ácidos hidrácidos se nombran utilizando la nomenclatura sistemática y también la nomenclatura tradicional, dependiendo de su forma de presentación.

Nomenclatura IUPAC

Nombre sistemático o estequiométrico

Interdisciplinariedad

Química y Biología

Las células parietales del tubo digestivo son las encargadas de producir ácido clorhídrico, cuya importancia es relevante al encargarse de la absorción de la vitamina B12 y del hierro.

Se escribe primero el nombre del no metal con el sufijo uro, luego se escribe la palabra ‘de’ seguida de la palabra hidrógeno. Si el ácido posee dos hidrógenos, se puede anteponer el prefijo ‘di’.

Ejemplo:

Fórmula | Nomenclatura sistemática o estequiométrica
HCl | Cloruro de hidrógeno
H_2S | Sulfuro de dihidrógeno o sulfuro de hidrógeno

Los ácidos hidrácidos no presentan nomenclatura stock debido a que el estado de oxidación de los no metales y del hidrógeno no varía en estos compuestos.

Nomenclatura tradicional

Para nombrar de forma tradicional a estos compuestos se procede de la siguiente manera:

- Nombre genérico: ácido
- Nombre específico: el nombre del no metal con el sufijo 'hídrico'

Ejemplo:

Fórmula | Nomenclatura tradicional
HCl | Ácido clorhídrico
H_2S | Ácido sulfhídrico

En la nomenclatura tradicional hay recordar que se utiliza la raíz del nombre en latín, es por eso que se dice ácido sulfhídrico y no ácido “azufhídrico”.

Los ácidos hidrácidos son de los pocos compuestos en los cuales se manejan las dos nomenclaturas con un fin determinado.

Dentro de los laboratorios se utiliza la nomenclatura sistemática para indicar que el compuesto está en forma gaseosa, y la nomenclatura tradicional para indicar que el compuesto se encuentra disuelto en agua.

Cloruro de hidrógeno | Ácido clorhídrico
Cuando se halla en forma de gas. | Cuando se halla disuelto en agua.

Síntesis de ácidos hidrácidos

● Síntesis de ácidos hidrácidos

Ejes transversales

Salud ocupacional

Art. 63. Sobre sustancias corrosivas, irritantes y tóxicas, se establece que los trabajadores que manipulan estas sustancias deben conocer los riesgos, las técnicas para manipulación, precauciones y prescripciones médicas.

Ejercicio resuelto y propuesto

Ejercicio resuelto

Plantea la ecuación de síntesis del ácido telurhídrico:

H_2 + Te → H_2Te

Problema propuesto

Plantea la ecuación de síntesis del ácido fluorhídrico:

Síntesis

Muchos de los ácidos hidrácidos se obtienen por combinación directa entre los elementos que los conforman. Ejemplo:

H_2 + Cl_2 → 2HCl

A los vapores de HCl producidos se los hace burbujear en agua hasta alcanzar la saturación, es decir, la máxima cantidad de ácido que se puede disolver en el agua que actúa como solvente.

No se puede conseguir nunca un ácido 100 % puro, los ácidos que se muestran en las botellas siempre están disueltos en agua.

Descomposición

Muchos de los ácidos son inestables frente a la luz, se descomponen a temperaturas elevadas o reaccionan con otras sustancias. Por estos motivos, los envases de estas sustancias son de color ámbar.

Ejemplo:

HCl → H_2 + Cl_2

Los ácidos hidrácidos son muy volátiles, sus recipientes deben poseer tapas herméticas y se los guarda y manipula dentro de una sorbona o campana de vapor.

Acción corrosiva de los ácidos hidrácidos

Las soluciones de estos ácidos producen quemaduras en la piel. En forma de vapor corroen las mucosas, sobre todo las nasales, debido a que los vapores se disuelven en el moco y provocan la acción del ácido.

Cuando entran en contacto con ciertos metales e hidruros, producen liberación de hidrógeno, por esta razón no deben ser almacenados junto a hidruros, metales, ni ácido nítrico.

Las reacciones químicas y sus ecuaciones: disociación de ácidos hidrácidos

● Las reacciones químicas y sus ecuaciones: disociación de ácidos hidrácidos

Saberes previos

Menciona algunas bebidas hidratantes caseras, ¿por qué hidratan?

Desequilibrio cognitivo

¿Cuál es la importancia de la disociación de los compuestos iónicos en la industria?

Disociación

Una de las características de los ácidos hidrácidos y de otras sustancias a las que se denominan ácidos es la propiedad de disociarse, es decir, separarse en los iones que los conforman cuando se hallan disueltos en agua.

Esta característica química solo la presentan sustancias que contienen enlaces iónicos o enlaces covalentes polares. La disociación no implica una transformación de la sustancia, únicamente la separación de sus iones en un mismo sistema disperso.

Mientras más elevado es el valor de la diferencia de electronegatividad en los enlaces, más tendencia tienen las sustancias a disociarse en una solución acuosa. En una disociación, el elemento más electronegativo asume la carga negativa (-).

Disociación de ácidos hidrácidos y sus ecuaciones

La disociación de una sustancia se representa mediante ecuaciones químicas llamadas ecuación de disociación o ionización. En estas ecuaciones se escribe cada ion con su carga correspondiente.

Ejercicio resuelto y propuesto

Ejercicio resuelto

Análisis de la molécula del ácido sulfhídrico H_2S:

Ejercicio propuesto

Análisis de la molécula del ácido clorhídrico HCl:

Química de disoluciones de sistemas dispersos: el pH y su importancia

● Química de disoluciones de sistemas dispersos: el pH y su importancia

Humor

La disociación del agua y el pH

Al igual que los ácidos, el agua también puede disociarse, pero lo hace de una manera muy particular: solamente 1 de cada 10 mil millones de moléculas se disocia, produciendo un H^1+ igual que los ácidos y un OH^-, igual que muchas bases o álcalis.

H_2O → H^+ + OH^1-

Este H^+ disociado, ya sea del ácido o de la misma agua, interactúa con otra molécula de agua y forma el ion oxonio.

H^1+ + H_2O → H_3O^1+

                         ion oxonio

La cantidad de ion oxonio que presentan las sustancias hace que a estas se las clasifique como sustancias ácidas, neutras o básicas. Mientras más iones oxonio presenta la sustancia, más ácida se la considera.

Ejercicio resuelto y propuesto

Ejercicio resuelto

Luego de un análisis en el laboratorio se determinó que el pH de la leche era 6.5. Establece si es una sustancia ácida, básica o neutra.

La leche es una sustancia ácida

Ejercicio propuesto

Al disolver un poco de sal de mesa (NaCl) en agua se estableció que el pH de la solución es 7.0; con base en este valor, indica si la sustancia es ácida, neutra o básica.

El pH o potencial hidrógeno

El pH es un valor que se asigna a las sustancias para determinar si son ácidas, básicas o neutras. La escala va de 0 a 14.

pH < 7 | La sustancia es ácida.
pH = 7 | La sustancia es neutra.
pH > 7 | La sustancia es básica.

Todas las sustancias presentan un valor de pH, por ejemplo:

- La orina pH 6.2 es ligeramente ácida.
- El agua pH 7.0 es neutra.
- La sangre con pH 7.3 es ligeramente alcalina o básica.
- Jugo gástrico con pH 1.6 es muy ácido.

Química de disoluciones de sistemas dispersos: porcentaje de concentración

● Química de disoluciones de sistemas dispersos: porcentaje de concentración

Saberes previos

Menciona algunas sustancias de uso diario que no son solubles en agua.

Laboratorio casero

Prepara soluciones empíricas

En 4 vasos con 150 mL de agua, disuelve en cada uno:

- ½ cucharada de sal
- 2 cucharadas de sal
- 8 cucharadas de sal

Contesta:

¿Qué sucedió con la solución del tercer vaso? ¿Qué nombre llevaría cada solución de acuerdo a la clasificación empírica de concentración?

Cuando se forma una solución. la cantidad de soluto disuelto puede variar.

Se llama concentración a una medida que representa la cantidad de soluto que se disuelve con determinada cantidad de solvente. Existen varias maneras de determinar la concentración de una solución.

^

Forma empírica de medir la concentración

Se utiliza cuando no hace falta tener exactitud sobre la cantidad de soluto disuelto en la solución, la apreciación es muy relativa, depende de la solubilidad del soluto. Sin embargo, nos da una idea acerca de cómo es la solución.

Diluida | Concentrada | Saturada | Sobresaturada
Poco soluto y mucho solvente | Gran cantidad de soluto en el solvente | La solución ya no puede contener más soluto. | El solvente ha disuelto más soluto que el que puede disolver a temperatura ambiente.

Ejercicio resuelto

En un recipiente se disuelven 20,0 g de ácido clorhídrico en 120,0 g de agua, calcula la concentración en porcentaje en masa.

Datos | Resolución
m Soluto: 20,0 g HCl
m Solvente:
120,0 g H2O
m solución = ¿?
C m/m = ¿?
Solución =
soluto + solvente
Solución=
20,0 g + 120,0g
Solución = 140,0g
Fórmula:

^

Unidades físicas

Las unidades físicas nos proporcionan una relación más precisa acerca de la composición de la solución: la solución es igual a la cantidad de soluto más la cantidad de solvente.

Solución= soluto + solvente

Porcentaje en masa m/m | Porcentaje en volumen v/v | Porcentaje masa volumen m/v | Partes por millón ppm

Ciencia, tecnología y sociedad

Ciencia, tecnología y sociedad

La acidez gástrica

La acidez gástrica se produce por una agresión del ácido clorhídrico, sales biliares, pepsina, en el aparato digestivo, especialmente en el duodeno y el estómago.

¿Cómo se investiga en Química?

¿Cómo se investiga en Química?

¿Cómo se escoge un tema de investigación?

Existen varias razones por las que se elige un tema de investigación:

- Interés propio, se da por el deseo de conocer más acerca de un tema específico, ganar experiencia o existe el reto de solucionar un problema.
- El interés de los otros, investigar para aportar con los conocimientos a un grupo de personas, como colegas, estudiantes, comunidad.
- Por obligación, cuando se escoge un problema asignado por un maestro, los padres o autoridades.

El tema de investigación se origina en un problema que trata de ser descrito, comprendido y, en el mejor de los casos, resuelto.

A los problemas de investigación los podemos encontrar:

Cuando escojas tu tema de investigación, identifica estas características que te ayudarán a tener mejores resultados

- Debe ser agradable para ti.
- Debes conocer algo sobre el tema.

Pregúntate: ¿sobre qué fenómeno químico quisieras conocer más?

Laboratorio 6

Laboratorio 6

Tema: Indicadores de ácidos y bases​

Datos informativos
Institución educativa:
Nombre del estudiante: ​
1er. BGU paralelo: ​                                                           Fecha: ​

Objetivo

1. Familiarizar a los estudiantes con los indicadores ácido-base.
2. Identificar sustancias ácidas, neutras y básicas a través de los indicadores.
3. Preparar soluciones diluidas concentradas de ácidos y/o bases.

Procedimiento

Primera parte

1. Prepara en diferentes tubos de ensayo soluciones diluidas y concentradas de cada reactivo: cloruro de sodio, hidróxido de sodio, ácido clorhídrico.
2. Coloca en cada solución un pedazo de papel indicador. Anota las observaciones en la tabla 1.

Segunda parte

1. Coloca en cada tubo de ensayo unas gotas de fenolftaleína. Registra tus observaciones en la tabla 1.
2. Añade lentamente unas gotas de HCl en una de las soluciones de NaOH con fenolftaleína. Anota lo que observas.

Tercera parte

1. Coloca un poco del líquido problema en un tubo de ensayo y añade el papel indicador.
2. Añade unas gotas de fenolftaleína. Registra todas las observaciones en la tabla 1.

Reactivos

- Papel indicador
- Solución de fenolftaleína
- Cloruro de sodio
- Hidróxido de sodio
- Ácido clorhídrico
- Líquido problema (elegido a libertad: vinagre, leche, agua estancada, otros)

Materiales

- Agua destilada
- Pipetas
- Tubos de ensayo
- Gradilla o tubera

Seguridad y recomendaciones

1. Utiliza el mandil y la mascarilla para protegerte de los vapores del HCl, y guantes por si existe derrame de líquidos.
2. Maneja con precaución la pipeta, colocando el dedo índice en el oricio superior, nunca el pulgar.
3. Cuando uses la pipeta nunca absorbas los líquidos con tu boca, usa la pera de goma.
4. Desecha los reactivos en el lugar adecuado, lava los materiales con abundante agua y jabón.

Gráfico

Observaciones:

Establece: ¿cuál de las gráficas muestra el manejo correcto de la pipeta?

Resultado de las observaciones

Solución | Color papel indicador | Color fenolftaleína | Tipo de sustancia (ácida, neutra, básica)
Hidróxido de sodio concentrado |  |  |
Hidróxido de sodio diluido |  |  |
Cloruro de sodio concentrado |  |  |
Cloruro de sodio diluido |  |  |
Ácido clorhídrico concentrado |  |  |
Ácido clorhídrico diluido |  |  |
Cloruro de magnesio |  |  |
Líquido problema |  |  |

Conclusiones

Proyecto de emprendimiento

Proyecto de emprendimiento ^

Tema: Té frío con limón

Justificación

En las instituciones educativas siempre hay actividades deportivas, ya sea por el horario de clases, por los campeonatos internos o por entretenimiento. Luego de esos eventos la gente desea hidratarse y refrescarse.

El té es una bebida milenaria que reconforta y reaviva el cuerpo, y acompañada de limón, también satisface el paladar.

Objetivos

1. Producir una bebida agradable para satisfacer la sed de los deportistas.
2. Apoyar el consumo de bebidas saludables.
3. Utilizar sustancias ácidas como el jugo de limón.

Actividades y recursos

Materiales

- Hojas de té negro o verde
- Limones
- Agua hervida
- Recipientes
- Utensilios de cocina
- Envases

Producción

- Hervir agua y hacer infusiones de té verde y té negro.
- Preparar rodajas de limón para el té y para la ornamentación de la bebida.
- Reciclar frascos de vidrio para que sirvan como vasos.
- Producir cubitos de hielo, para quien lo desee.
- Mantener normas de higiene y esterilización de los envases.

Comercialización

- Preparar un stand en lugares adecuados, en las fechas que haya actividades deportivas.
- Realizar invitaciones, pueden usar las redes sociales.
- Atender a los invitados y comentar la importancia de una buena hidratación con bebidas saludables.
- Hablar sobre la historia del té y sus beneficios.
- Vender.

Conclusiones:

- ¿Qué aprendiste del trabajo en equipo?
- ¿Cómo pueden mejorar su estrategia de ventas?
- ¿Qué más se podría hacer para garantizar la calidad de su producto?

Evaluación del proyecto | Sí | No | En parte
Se cumplieron los objetivos. |  |  |
Se cumplió el cronograma. |  |  |
Se ahorraron recursos económicos con el reciclaje. |  |  |
Se produjo un té de buena calidad y agradable sabor. |  |  |
Se comercializó el producto en las fechas previstas. |  |  |

Autoevaluación | Sí | No | En parte
Fuiste responsable con la actividad que se te encargó en el proyecto. |  |  |
Pudiste trabajar en equipo sin dificultad. |  |  |
Escuchaste las sugerencias de tu maestro y compañeros. |  |  |
Tuviste una comunicación adecuada, cálida y oportuna con las personas. |  |  |
Te esforzaste porque todas las actividades del proyecto se cumplieran a tiempo y con los mejores resultados. |  |  |

Tecnologías de la Información y la Comunicación

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Simulador de escala pH

1. Ingresa a https://phet.colorado.edu/en/simulation/ph-scale y elige Macro.

1. Elige una de las sustancias del menú:

1. Ubica el medidor verde en el recipiente dentro del líquido.

1. Utiliza la llave del tanque y el gotero con la substancia para controlar la cantidad de líquido.
2. Añade agua a la mezcla.
3. Observa la variación del pH en el medidor.

Tarea:

1. Elige una sustancia y con la llave controla que haya 0.10 L dentro del recipiente.
2. Observa el pH en el medidor, no olvides ubicar el medidor verde dentro del líquido.
3. Añade 0.90 L de agua, con lo que el total sera de 1.00 L
4. Anota el nuevo pH.
5. Realiza una tabla con los datos de 0.10 L, 0.25 L, 0.50 L y 0.75 L y realiza una gráfica con los datos.

Bibliografía

● Bibliografía

Armendariz, G. (2015). Química 1. Quito: Maya Ediciones C. Ltda.

Asimov, I. (1999). Breve historia de la química. Madrid: Alianza Editorial.

Asimov, I. (2011). Grandes ideas de la ciencia (pág. 144 ). Madrid: Alianza Editorial.

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Burns, R. (2011). Fundamentos de Química. México: Pearson Educación.

Cervantes, B. V. (2003). De la naturaleza de las cosas. Madrid: Editorial del Cardo.

Freire, H. (2009). Química General 1. Quito: Maya Ediciones.

Ibarz, J. (1981). Problemas de química general. Barcelona: Manuel Marín & Cía.

IUPAC. (2005). Nomenclature of Inorganic Chemestry IUPAC Recommendations 2005. Norfolk: Biddles Ltd.

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Webgrafía

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Phet Interactive simulations. Obtenido de: https://phet.colorado.edu/es/simulation/legacy/discharge-lamps. Recuperado el 3 de marzo de 2016.

Anexos

● Anexos

Tabla 1: Números cuánticos

Tabla 2: Clasificación de la materia

Clasificación de los elementos químicos