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Principios de Química y Estructura de la Materia. Guía didáctica


Trabajo de laboratorio

OBJETIVOS Y PLANTEAMIENTO DEL CURSO

El curso Principios de Química y Estructura de la Materia estudia las bases de la materia, al nivel más elemental, el atómico y el molecular, siendo una introducción a la ciencia química.

Tras una introducción a la ciencia de la Química, se abordan conceptos físicos y químicos importantes, que constituyen el lenguaje de la Química, como son las fórmulas químicas. Luego se trata la teoría atómica, una de las más importantes teorías científicas, ya que sobre ella se asienta todo lo que nos rodea. La unión de los átomos constituye moléculas, de lo que trata el siguiente tema, los enlaces químicos. La materia se puede presentar en varios estados, tratándose después los gases, líquidos y sólidos. Finalmente se trata la interacción entre materia y energía, objeto de estudio de la termoquímica y termodinámica química.

El curso se completa con diez prácticas de laboratorio en las que se realiza una introducción al trabajo de laboratorio, aprendiendo técnicas fundamentales en un laboratorio químico.


ESQUEMA Y METODOLOGÍA DEL CURSO

El curso está formado por seis temas. En el primero se realiza una introducción al estudio de la Química. En el segundo se abordan conceptos fundamentales en esta materia. En el siguiente se hará lo propio con los átomos y en el que sigue a este con las moléculas. En los dos siguientes se explican los estados de la materia y aspectos de termodinámica química.

Las recomendaciones a la hora de afrontar el estudio de los distintos temas son las siguientes:

1. Leer el resumen como introducción al tema del que se va a tratar.

2. Leer con atención las lecturas propuestas en los enlaces correspondientes

3. Ver los vídeos para fijar las ideas y profundizar en los temas. No obstante, estos no serán objeto de examen.

4. Leer los esquemas de esta guía didáctica e intentar responder a las pregunta que allí se plantean.

5. Realizar e intentar comprender los problemas y ejercicios prácticos.

6. Realizar las prácticas de laboratorio, si no es posible de manera física, hacerlo de forma virtual.

7. Ampliar, en la medida de lo posible, con búsquedas en Internet y/o bibliografía escrita que aparece al final de esta guía.

8. ¡Ir mucho más allá! Al final de esta guía didáctica te lo contamos.


ESQUEMAS DE LOS TEMAS


1. La ciencia Química

Este tema se define la ciencia Química, se muestran sus divisiones y su papel dentro del conjunto de las ciencias, hablando también de su historia.

Cuestiones importantes a retener y responder:

- Conocer el objeto de estudio de la Química, así como sus distintas ramas

- Saber el lugar de la Química dentro de las ciencias experimentales y de las ciencias naturales

- Conocer, a grandes rasgos, los hitos de la historia de la Química


2. El lenguaje de la Química

En este tema se abordan los siguientes conceptos: masa, densidad, volumen, energía, trabajo, unidades y sistemas de unidades, exactitud, precisión, error, cifras significativas, fórmulas químicas, masa atómica, masa molecular, masa molar, y estequiometría. Todos estos conceptos son fundamentales, ya que forman parte del lenguaje habitual de la Química.

Cuestiones importantes a retener y responder:

- Saber y entender los conceptos de masa, densidad, volumen, energía, trabajo, unidades y sistemas de unidades, exactitud, precisión, error, cifras significativas, fórmulas químicas, masa atómica, masa molecular, masa molar, y estequiometría

- Saber realizar ejercicios prácticos relacionados con todos estos conceptos

- Saber formulación inorgánica básica


3. La teoría atómica

Este tema habla sobre la importante teoría atómica. En su primera parte, su historia muestra como se llegaron a desentrañar los secretos más íntimos la materia. En la segunda se tratará la estructura atómica, la teoría en sí. Y en la tercera, algo que posibilitó el enorme desarrollo de la Química, gracia a la teoría atómica, la creación de la tabla periódica de los elementos.

Cuestiones importantes a retener y responder:

- Conocer los hitos más importantes en la historia de la teoría atómica

- Conocer la teoría atómica y la evolución de sus modelos

- Conocer la estructura de la tabla periódica de los elementos

- Saber como se usa el diagrama de Moeller para hallar la configuración electrónica de un elemento


4. El enlace químico

Las moléculas están compuestas por átomos que se unen entre sí por enlaces químicos. En este tema conoceremos la teoría del enlace químico, los tipos de enlaces químicos y lo que forman las estructuras moleculares.

Cuestiones importantes a retener y responder:

- Conocer la teoría del enlace químico

- Saber que tipos de enlace químicos hay y cuales son sus diferencias

- Saber los siguientes conceptos: valencia química, hibridación de orbitales atómicos, orbitales moleculares, geometría molecular y resonancia.


5. Los estados de la materia

En este tema se estudian los distintos estados de la materia: sólidos, líquidos y gases, sobre todo estos últimos.

Cuestiones importantes a retener y responder:

- Saber cuales que son los estados de la materia y cuales son los principales

- Saber las características del estado de gas

- Conocer que se entiende por gas ideal y saber sus leyes

- Saber resolver problemas de gases ideales. Para ello es importante entender bien su concepto

- Conocer que se entiende por gas real y que significa la Ecuación de Van der Waals

- Saber las características del estado líquido

- Saber las características del estado sólido


6. Termoquímica y Termodinámica química

Este tema trata de la energía química y sus implicaciones en la química, que son estudiadas por la Termoquímica, la ciencia que surge como la aplicación de la Termodinámica a la Química.

Cuestiones importantes a retener y responder:

- Saber los siguientes conceptos: energía, calor, trabajo, energía química, entalpía, entropía y energía libre de Gibbs

- Conocer la Ley de Hess y la energía de enlace

- Conocer las leyes de la Termodinámica

- Saber resolver problemas elementales de Termodinámica Química


BIBLIOGRAFÍA IMPRESA

Química general. Ralph H. Petrucci.



Química general, 2 volúmenes. Soledad Esteban Santos y Raquel Navarro Delgado.



Química: Una Introducción a la Química General, orgánica y biológica. Karen C. Timberlake.



Laboratorio de Química General: Manual de Experimentos. Sara E. Delgado Ortíz y Luz N. Solís Trinta.



COMO OBTENER EL CERTIFICADO DE APROVECHAMIENTO

Para obtener el Certificado de Aprovechamiento, y si se desea la insignia digital, del curso Principios de Química y Estructura de la Materia es preciso superar un examen de 60 preguntas con cuatro respuestas alternativas sobre las materias que aparecen en el programa del curso. Alrededor de un 15 % de las cuestiones estarán relacionadas con las prácticas de laboratorio. El examen se supera con con al menos un 80% de respuestas acertadas. El examen tiene un tiempo límite de 60 minutos y se puede repetir las veces que se desee.

En la entrada general del curso aparece la dirección web para acceder al examen y poder optar al certificado.


UNA VEZ QUE OBTENGAS EL CERTIFICADO...

¡No te pares! Porque es cuando de verdad comienza el curso de Principios de Química y Estructura de la Materia. Lee, aprende, debate, comenta, haz cursos, busca en Internet y en las bibliotecas, investiga y nunca dejes de aprender. Recuerda que en el mundo actual cambia tan deprisa que requiere reciclaje y actualización de conocimientos.


Completa tu diploma

Si lo deseas, en el reverso del diploma puedes imprimir el programa del curso, bajándote este archivo doc, de Word.



Mejora tu diploma (y tu curriculum vitae)

¡Ve más allá, demuestra que el certificado que posees, además de merecerlo, es una mínima parte de lo que sabes de la materia!

Puedes demostrar los cursos que has hecho con su diploma o certificado y de los trabajos que has realizado con un certificado o informe de vida laboral, pero ¿como puedo avanzar más en mejorar mi currículo?

Si tienes algún artículo o trabajo original relacionado con la materia del curso publicado en Internet, puedes mencionarlo, junto con su dirección web. Si no tienes, puedes escribir artículos en blogs o web especializadas, puedes colaborar en los mismos, o crear tu blog del tema, ¡hazle coger fama y demuestra tu valor! ¿a qué estás esperando para demostrar lo que vales?

Para todos estos méritos, de los que no tienes certificado, pero que puedes demostrar fácilmente se ha creado el Suplemento al certificado de CUVSI. Te puedes bajar un modelo (ficticio, por supuesto) en esta dirección, mencionando tus méritos disponibles en Internet:

Suplemento al certificado de la Ciudad Universitaria Virtual de San Isidoro


Facultad de Ciencias Químicas
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Formulación química

Representaciones del metano
Representaciones del metano

La formulación química es la representación de los elementos químicos que forman parte de un compuesto. Además de indicarnos la proporción de los elementos nos indica el número de átomos que forman la molécula del compuesto. En la fórmula química desarrollada aparecen además los enlaces entre los átomos.

La formulación química es sólo una primera aproximación a la molécula de un compuesto, la realidad es mucho más compleja y desconocemos la mayor parte de ella, pero la formulación nos es extraordinariamente útil para conocer los elementos que forman un compuesto, los enlaces que existen entre ellos y aproximarnos a la geometría de la molécula.

No siempre fue así la formulación química. Los textos de alquimia contenían extraños símbolos, pero cuando el número de sustancias y compuestos se multiplicó este sistema se hizo inviable. La clasificación por especies de seres vivos de Linneo debió de influir en la nomenclatura química, usando dos palabras para denominar a los compuestos binarios y las sales. La moderna nomenclatura química sistemática, sentando sus bases a finales del siglo XVIII, se la debemos a químicos como el sueco Bergmann y el francés Guyton de Morveau, entre otros.


¡A FORMULAR!

Es una aplicación tanto para Google Chrome como para Android para aprender formulación inorgánica de una manera divertida.


ALONSO FÓRMULA

Excelente página de Carlos Alonso, profesor de Física y Química en Vigo. Contiene innumerables recursos en formulación inorgánica y orgánica, además de innumerables "tesoros" didácticos como problemas de Química, fotos tridimensionales de modelos moleculares y numerosas fotografías estereoscópicas.


CIENCIAS NATURALES - QUÍMICA

Extensa web dedicada a las Ciencias Naturales. Desde la base se aprenden los fundamentos de la Química. Recomendable para partir desde cero formulación inorgánica.


COMO APRENDERSE LOS ELEMENTOS QUÍMICOS Y SUS VALENCIAS EN UNA HORA

La Universidad Virtual de San Isidoro tiene dos entradas para aprenderse los elementos químicos, sus símbolos y valencias en una hora.

Como aprenderse los elementos químicos y sus valencias en 1 hora. Segunda parte: el resto de la Tabla Periódica.


COMPENDIO DE FORMULACIÓN ORGÁNICA

Excelente compendio de Formulación de Química Orgánica en un documento pdf elaborado por las autoridades educativas del Gobierno de Canarias.


FORMULACIÓN Y NOMENCLATURA. QUÍMICA INORGÁNICA

Excelente sitio para aprender formulación inorgánica, desde sustancias simples a sales, ácidos, hidróxidos, etc. Además de tutoriales posee numerosos ejercicios.


FORMULACIÓN QUÍMICA

En esta web se puede estudiar formulación inorgánica,orgánica y ejemplos. En la orgánica, por el momento sólo se han desarrollado alcanos y alquenos.


ORIGEN DE LOS SÍMBOLOS DE LOS ELEMENTOS QUÍMICOS

Frecuentemente Yahoo! Respuestas no es un ejemplo a seguir, pero en este caso las respuestas son inteligentes y fundamentadas respecto a los símbolos de los elementos químicos


PROFESOR DE MATES

Es interesante este curso de formulación inorgánica, aunque tiene aspectos incompletos, sus ejercicios ayudan a aprender la materia.


RESUMEN DE NOMENCLATURA DE QUÍMICA ORGÁNICA

Completo resumen de formulación orgánica en 32 páginas de A. Campero.


RINCÓN DIDÁCTICO DE FÍSICA Y QUÍMICA

Contiene enlaces a sitios web donde se pueden hacer test sobre los elementos químicos y formulación inorgánica.


TABLAS DE IONES

Para aprender los cationes y aniones más usados, son muy útiles las tablas de iones, entre otras están la del Profesor Israel Rincón, la de iedhornomagdalena, o la de Rumbo Norte.


Principios de Química y Estructura de la Materia
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Como aprenderse los elementos químicos y sus valencias en una hora. Segunda parte: el resto de la Tabla Periódica

Tabla Periódica

En la primera parte (lo más importante de la Tabla Periódica) habíamos visto los elementos más comunes: hidrógeno, gases nobles, metales alcalinos, metales alcalinotérreos, halógenos, grupo del oxígeno (falta el polonio Po), grupo del nitrógeno (falta el bismuto Bi), grupo del carbono, grupo del boro y aluminio y metales de transición (faltan varios).

Pues vamos a añadir los que faltan:

Grupo del oxígeno: polonio Po, valencia 2, 4, 6, pares como su grupo y añadiendo el 6

Grupo del nitrógeno: bismuto, Bi, valencia 3, 5, como su grupo


Metales de transición (grupos 3 a 12, aquí hay de todo, como antes)

Aquí hay de todo y hay que aprendérselo, vamos de menos valencia a más:


- Valencia 3: escandio Sc (del latín scandium) e itrio Y (de Ytterby, Suecia).

- Valencia 4: titanio Ti y zirconio Zr.

- Valencia 2, 3, 4: hafnio Hf.

- Valencia 2, 3, 4, 5: vanadio V y niobio Nb.

- Valencia 1, 2, 3, 4, 5: tántalo Tl.

- Valencia 1, 2, 4, 6: paladio Pd.

- Valencia 2, 3, 4, 5, 6: molibdeno Mo y wolframio W.

- Valencia 1, 3, 4, 5, 6, 7: tecnecio Tc.

- Valencia 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7: renio Re.

- Valencia 2, 3, 4, 6, 8: rutenio Ru.

- Valencia 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8: osmio Os.

- Valencia 1, 2, 3, 4, 5, 6: rodio Rh (de rhodium), irídio Ir, y platino Pt.



Lantánidos (metales, predomina la valencia 3)

- Valencia 2, 3: europio Eu.

- Valencia 3: lantano La, praseodimio Pr, neodimio Nd, prometio Pm, samario Sm, gadolinio Gd, disprosio di, holmio Ho, erbio Er, tulio Tm (de thulium), iterbio Yb (de Ytterby, Escocia), lutecio Lu.

- Valencia 3, 4: cerio Ce.

- Valencia 4: terbio Tb.


Actínidos (metales radiactivos)

- Valencia 2, 3: fermio Fm, mendelevio Md, nobelio No.

- Valencia 2, 3, 4: torio Th (del dios nórdico Thor), californio Cf, einstenio Es.

- Valencia 2, 3, 4, 5: protactinio Pa.

- Valencia 2, 3, 4, 5, 6, 7: americio Am.

- Valencia 3: actinio Ac, curio Cm (de curium), laurencio Lr.

- Valencia 3, 4: berkelio Bk.

- Valencia 3, 4, 5, 6: uranio U, neptunio Np, plutonio Pu.


Metales transactínidos, de alto peso atómico, radiactivos y muy inestables

Estos elementos son sintetizados, no existen en la naturaleza, y sus valencias están basadas en predicciones, por lo que no son muy fiables y su estudio no es importante.

- Valencia 1, 3: unumpentio, Uup.

- Valencia 1, 3, 5: roentgenio Rg, ununtrio Uut, ununseptio Uus.

- Valencia 2, 3, 4: rutherfordio Rf.

- Valencia 2, 3, 4, 5, 6, 8: hassio Hs.

- Valencia 2, 4: copernicio Cn, flerovio Fl, livermorio Lv, ununoctio Uuo.

- Valencia 0, 2, 4, 6, 8: darmstadio Ds.

- Valencia 3, 4, 5: dubnio Db.

- Valencia 3, 4, 6: meitnerio Mt.

- Valencia 3, 4, 5, 6: seaborgio Sg.

- Valencia 3, 4, 5, 7: borio Bh.
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Como aprenderse los elementos químicos y sus valencias en una hora. Primera parte: lo más importante de la Tabla Periódica

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Tabla periódica

Hidrógeno (a la izquierda y arriba de la Tabla Periódica)

H y valencia 1. Fácil, ¿verdad?


Gases nobles (derecha de la Tabla Periódica)

Repite varias veces, que va de más a menos peso atómico: helio, neón, argón, kriptón, xenón y radón. ¿Lo has repetido varias veces? ¿Te los sabes todos? Entonces vuelve a repetirlos hasta que los sepas.

Vamos con sus símbolos: La primera letra de su nombre en mayúsculas y la segunda en minúsculas de los cinco primeros (He, Ne, Ar, Kr, Xe) y del radón Rd.

Valencia: ¡son nobles y no se juntan con el resto, valencia 0!


Metales alcalinos (izquierda de la tabla periódica, valencia 1)

Como antes repite varias veces: litio, sodio, potasio, rubidio, cesio y francio. Ahora que te lo sabes vamos con sus símbolos: litio, como antes Li. Sodio no es So, ¡es Na!, que viene del latín natrium ¡OJO, no te confundas! Potasio tampoco es Po, ¡es K!, que viene del latín kalium ¡OJO, no te confundas! Francio es Fr, como antes, pero Rubidio es Rb y Cesio Cs, es como las dos primeras letras, pero quitando las vocales.

Recuerda: valencia 1


Metales alcalinotérreos y otros metales de valencia 2

Metales alcalinoterreos (izquierda de la tabla periódica y a la derecha de los alcalinos)

Repetimos hasta aprender: berilio, magnesio, calcio, estroncio, bario y radio. Símbolos, siguen la regla de las dos primeras letras: berilio Be, calcio Ca, bario Ba y radio Ra; de las primeras dos primeras sin vocal magnesio Mg y el estroncio tiene símbolo aparte Sr.

Otros metales de valencia 2

Cadmio Cd y zinc Zn (dos letras sin vocal intermedia). Y un no metal, el oxígeno, O.


Elementos de valencia 3

Un metal, aluminio, Al y un no metal, Boro B, en este la primera letra, ojo. Vamos a dejar los metales por un momento y vamos a la derecha de la Tabla Periódica.


Elementos halógenos, valencias 1, 3, 5 y 7, menos el primero F, sólo 1

Repite flúor, cloro, bromo, iodo, astato. Símbolos F, Cl, Br, I y At. Como puedes ver, sólo el cloro Cl y bromo Br cumplen la regla de las dos letras. En flúor F y iodo I es la primera y astato es At. Las valencias son los cuatro primeros números impares, 1, 3, 5 y 7, excepto el flúor, que es 1. Más o menos fácil, ¿cierto?


Grupo del oxígeno, valencias 2, 4 y 6

Ya hemos visto que el oxígeno O tenía valencia 2. El resto azufre, selenio y teluro tienen 2, 4 y 6, los tres primeros números pares, al contrario que los halógenos. Símbolos azufre S, que viene del latín sulphur; selenio Se y teluro Te, cumplen la regla de las dos primeras letras.


Grupo del nitrógeno, valencias 3 y 5

A la izquierda del grupo del oxígeno, volvemos a los impares, pero con valencia sólo el 3 y el 5. Nitrógeno N (primera letra), fósforo P (viene del griego phosphoros), arsénico As (del griego arsenikón) y antimonio Sb (del latín stibium).


Grupo del carbono, valencias 2 y 4

Volvemos a los pares. Carbono C (primera letra), no metal, valencia 2,4. Silicio Si, Germanio Ge, semimetales, valencias 4. Plomo Pb (del latín plumbum) y Estaño Sn (del latín stannum), Valencias 2 y 4. Un poco más complicado, pero tampoco tanto.


Metales de transición (aquí hay de todo)

Aquí hay de todo y hay que aprendérselo, vamos de menos a más.

Valencias 1,2: cobre Cu (del latín cuprum) y mercurio Hg (del latín hidrargirium)

Valencias 1,3: oro Au (del latín aurum) y Talio Tl (regla 2 primeras letras sin vocal)

Valencias 2,3: niquel Ni, Cobalto Co y hierro Fe (del latín ferrum)

Valencias 2,4: platino Pt. Se puede estudiar junto con el grupo del carbono.

Valencias 2, 3, 6: fácil sólo el cromo Cr (2 primeras letras sin vocal).

Valencias 2, 3, 4, 6, 7: sólo el manganeso Mn (2 primeras letras sin vocal)


La cosa no acaba aquí…

Hay más elementos químicos, pero estos son los más comunes y los más utilizados en sus compuestos. Habiendo dominado esto, tenemos hecho lo más importante del conocimiento de los símbolos y sus valencias de la Tabla Periódica. Pero si quieres ir hasta el final, puedes consultar la segunda parte: El resto de la Tabla Periódica.

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Principios de Química y Estructura de la Materia. Examen


1. Este examen consta de 60 preguntas con 4 respuestas alternativas en las que una y sólo una es verdadera. Se supera el examen con un 80 % de respuestas acertadas.

2. El examen tiene un límite de tiempo de 60 minutos. Se inicia la cuenta atrás al cargar la página y llegado el tiempo final, se corrige automáticamente. Para iniciar el examen e iniciar la cuenta atrás, pulsa el botón Empezar el examen y para finalizarlo Finalizar el examen.

3. Puedes repetir el examen las veces que lo desees.

4. Si superas el examen, se abrirá un mensaje en el que se pedirá tu nombre y apellidos tal y como deseas que aparezca en el diploma. Después del último carácter no añadas espacios. Para que el proceso no se frustre, debes usar el navegador adecuado, con la configuración adecuada, como se muestra en este enlace.

5. Al aceptar las condiciones y empezar el examen, estás declarado bajo tu responsabilidad y honor que no vas a hacer trampas o fraudes en el examen.




1. ¿Cuál de las siguientes propiedades es una propiedad química del hierro?

El hierro se funde a 1538 ºC
El hierro absorbe mucho el frío y el calor
El hierro tiene una densidad de 7874 kg/m3
El hierro se corroe en una atmósfera con humedad


2. Una muestra de 100 g de una sustancia tiene un volumen de 7,32 ml, ¿cuál será su densidad?

13,66 g/ml
1,37 g/ml
0,0732 g/ml
0,732 g/ml


3. Un isótopo del carbono tendrá:

7 neutrones y 6 protones
6 neutrones y 7 protones
12 protones y 10 neutrones
10 neutrones y 12 protones


4. La rama de la Química que estudia los compuestos de carbono se llama:

Química analítica
Química física
Química orgánica
Química inorgánica


5. ¿Cómo se llama el compuesto de fórmula K2SO4?

Sulfuro potásico
Sulfito potásico
Sulfato potásico
Tiosulfato potásico


6. ¿Cuál es la fórmula del tetrafloruro de azufre?

S2F8
S4F
SF
SF4


7. La masa molar del NaHSO4 es:

59,45 g/mol
76,06 g/mol
97,46 g/mol
123,45 g/mol


8. ¿Cuál de lo siguiente es un elemento químico?

El agua
El hierro
La aspirina
La madera


9. El estado de menor energía de un átomo se llama:

Orbital
Función de onda
Estado excitado
Estado fundamental


10. ¿Cuál es la configuración electrónica del potasio?

1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1
1s2 2s2 2p6 3s2 3p5
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s3


11. ¿Cuál es la configuración electrónica de la plata?

1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s1
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d1
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d2


12. ¿Cuál es la hibridación del átomo de carbono en CH4?

sp
sp2
sp3
No hay hibridación


13. ¿Cual de estas afirmaciones sobre la tabla periódica es falsa?

A la izquierda se sitúan los metales alcalinos y alcallinotérreos
Los elementos más pesado se sitúan abajo de la tabla periódica
Los elementos radiactivos se encuentran arriba, a la derecha
En el centro se encuentran los metales de transición


14. ¿Cuál es cierto del grupo de los halógenos de la tabla periódica?

Son metales
Son radiactivos
Soy muy reactivos
Son sólidos


15. La sal de mesa, ClNa, ¿qué tipo de enlace químico posee?

Iónico
Covalente
Metálico
De puentes de hidrógeno


16. La expresión PV = k en un gas haría referencia a/al:

Ley de Boyle o Boyle-Mariotte
Ley de Gay-Lussac
Ley de Charles
Principio de Avogadro


17. ¿Cuál de lo siguiente hace qué muchos gases no se comporten como un gas ideal?

Las moléculas ocupan tamaño
Hay interacciones entre las moléculas
Las mezclas de gases suponen moléculas e interacciones diferentes
Todo lo anterior


18. Volúmenes iguales de gases diferentes, en las mismas condiciones de presión y temperatura, contienen el mismo número de moléculas, es el/la:

Ley de Boyle o Boyle-Mariotte
Ley de Gay-Lussac
Ley de Charles
Principio de Avogadro


19. La resistencia a fluir se denomina:

Inercia
Solidez
Viscosidad
Tensión superficial


20. La ductilidad de un sólido es la propiedad de:

Oponerse a posibles cambios
Resistencia a que se abran fisuras o grietas
Poder obtenerse hilos a partir del mismo
Resistencia a no perder su forma


21. Un compuesto que sólo tenga átomos de aluminio y de selenio su fórmula tendrá que ser forzosamente:

Al2Se3
Al3Se2
AlSe
AlSe3


22. La fórmula del cianuro potásico es:

ClK
CNK
CNK2
ClOK


23. ¿Cuántos moles poseen 100 gr de ClNa?

2,3
1,71
17,1
0,58


24. Si se aumenta al triple la presión de un gas en un recipiente de volumen constante, ¿qué ocurrirá con la temperatura?

Disminuirá en un proporción de 3:1
Disminuirá a la tercera parte
Se triplicará
No se puede determinar con los datos suministrados


25. De acuerdo con Avogadro, a la misma presión y temperatura, volúmenes iguales gases tienen el mismo número de:

Gramos
Masas molares
Moléculas
Nada de lo anterior


26. Un gas ocupa un volumen de 100 cl a una presión de 750 mm Hg. ¿Qué volumen ocupará a una presión de 1,5 atm.si la temperatura no cambia?

65,8 cl
89,2 cl
107,3 cl
156,5 cl


27. ¿Cuántas moléculas de oxígeno contendrá un mol de oxígeno?

22,4
1,2 x 108
6,023 x 1023
7,325 x 1034


28. ¿A cuántas atmósferas de presión se deberían comprimir 4 litros de gas neón, medido a 2 atmósferas y -73 °C, para comprimirlo hasta medio litro, si la temperatura es 27 °C?

3 atm
12 atm
18 atm
24 atm


29. Un recipiente contiene 200 l de O2 a 20ºC. Calcular la presión del O2, sabiendo que su masa es de 3,43 kg

7,8 atm
12,88 atm
18,9 atm
25,75 atm


30. ¿Cuál es el signo de la variación de entalpía en una reacción endotérmica?

Positivo
Negativo
Depende de la temperatura
Depende del tipo de reacción y de los compuestos


31. La energía emitida o absorbida en cantidades fijas establecida por Max Planck y aplicada a la teoría atómica se denomina:

Corpúsculo
Orbital
Línea Espectral
Cuanto


32. ¿Cuál de los siguientes elementos no es un metal?

Sodio
Cromo
Cobalto
Bromo


33. Su cuadrado representa la probabilidad de hallar un electrón en una región delimitada del espacio y se llama:

Orbital atómico
Función de onda
Región atómica
Radio atómico


34. ¿Cuál de las siguientes frases es errónea respecto a la tabla periódica de los elementos?

El radio atómico aumenta hacia abajo y a la izquierda
La afinidad electrónica aumenta hacia arriba y a la derecha
La electronegatividad aumenta hacia arriba y a la derecha
La energía de ionización aumenta hacia abajo y a la izquierda


35. Las propiedades características del agua se deben a su enlace:

Iónico
Covalente
Metálico
Por puente de hidrógeno


36. ¿Cuál es la masa molar de un gas desconocido que tiene una densidad de 0,865 g/l a una presión de 0,62 atm y a una temperatura de 25 ºC?

3,4 g/mol
34,09 g/mol
58,6 g/mol
62,34 g/mol


37. ¿Cuál de estos postulados correspondería con la Ley de Hess?

En un sistema cerrado, sin intercambio de temperatura con su entorno, el trabajo que se realiza no depende del tipo de trabajo, ni del proceso que se siga
No se puede alcanzar el cero absoluto en un número finito de etapas
La cantidad de entropía del universo tiende a incrementarse en el tiempo
En una reacción química, el calor liberado o absorbido no depende de la existencia de una o más etapas, por lo que los cambios de entalpía son aditivos


38. Una transformación isobárica ocurre siempre:

A presión constante
A volumen constante
A temperatura constante
A energía constante


39. La energía de enlace es la energía total que se desprendería:

Por la formación de un enlace químico
Por la formación de un compuesto químico
Por la formación de un mol de enlaces químico
Por la formación de los enlaces de una reacción química


40. El grado de desorden de la materia y la energía de un sistema está relacionado con:

La energía interna
La entalpia
El trabajo del sistema
La entropía


41. Esta etiqueta en un frasco de un compuesto químico significa que el compuesto es:

Tóxico
Nocivo
Irritante
Corrosivo


42. Si la llama de un mechero Bunsen es de color azul con poca luz:

El mechero está muy caliente
El mechero está sucio
No entra aire y se quema sólo gas
Está entrando aire y se quema una mezcla de gas y aire


43. Si las ropas de una persona se incendian que es lo que NO hay que hacer:

Rodar por el suelo para intentar apagarlas
Salir corriendo
Usar una manta antifuegos
Si está muy cerca, usar la ducha de seguridad


44. El experimento de Rutherford concluyó:

Que el núcleo del átomo es enorme
Que el núcleo del átomo es muy pequeño
Que en el núcleo del átomo hay protones y neutrones
Que en el núcleo del átomo hay protones y neutrones


45. ¿Cuál de estas sustancias presenta sublimación?

Sulfato de cobre
Ioduro de plata
Carbono puro
Iodo


46. El nombre que recibe el aparato de vidrio para medir el punto de fusión es el:

Embudo de decatanción
Tubo capilar
Tubo de Andrew
Tubo de Thiele


47. ¿Cómo se llama la mezcla de dos compuestos difícil de separar por destilación?

Emulsiva
Indestilable
Azeotrópica
Multiorgánica


48. El coeficiente de reparto hace referencia a:

La proporción de una mezcla
La proporción de una destilación
La proporción de una emulsión
La proporción de separación en un disolvente


49. ¿En qué unidades se suele expresar el calor de disolución?

cal
J
Kcal/mol
KJ/mol


50. Si el calor de fusión del agua es 79,71 cal/g, ¿cuántos Julios se necesitarán para fundir 1 kg de hielo?

1.345,45
17.435,23
27.896,23
567.234,21


51. Un sistema realiza un trabajo de 250 J sobre el entorno, absorbiendo 125 J de calor. ¿Cuál será la variación de energía interna del sistema?

+ 2 J
- 2 J
+ 125 J
- 125 J


52. Dadas las entalpías estándar de formación: ΔHof [CO(g)] = –110,5 kJ/mol; ΔHof [CO2(g)] = –393,5 kJ/mol. Hallar la entalpía de la siguiente reacción: CO (g) + ½ O2 (g) ? CO2 (g)

- 65 KJ
- 145 KJ
- 283 KJ
- 329 KJ


53. Calcular el calor de formación a presión constante del metano (g) (CH4) a partir de los calores de combustión del C (s), H2 (g) y CH4 (g) cuyos valores son respectivamente -393,5, -285,9 y -890,4 kJ/mol

- 23,4 KJ
- 47,3 KJ
- 74,9 KJ
- 98,7 KJ


54. ¿Cuál de estas afirmaciones sobre variación de energía libre de Gibbs, ΔG, es verdadera?

Es un concepto similar al de entropía
Puede ser positiva o negativa, pero nunca puede ser cero
Es independiente de la temperatura
Cuando es negativa, la reacción es espontánea


55. Si se disuelve una sal cristalina en agua:

Siempre es una reacción endotérmica
Siempre es una reacción exotérmica
La entropía aumentará
La entropía disminuirá


56. ¿Qué masa tendrán 2 moles de potasio?

16,4 g
36,10 g
56,2 g
78,20 g


57. ¿Cuál de lo siguiente es falso respecto a la simbología del Sistema Internacional de Unidades?

Las unidades nunca van en cursiva para diferenciarlas de las variables
Las unidades pueden llevar un punto al ser abreviaturas
Los símbolos se escriben en minúsculas excepto si derivan de un nombre propio, en cuyo caso la primera letra es mayúscula
El valor numérico y el símbolo de las unidades deben ir separados por un espacio


58. Convertir 13,32 ml a galones (1 l = 0,264172 galones)

0,035 galones
0,35 galones
3,5 galones
35 galones


59. El postulado que sostiene que una función de onda está determinada por el tiempo y la posición, por lo que es imposible obtener simultáneamente valores precisos tanto para la posición como para el momento de la partícula para cualquier punto dado en el tiempo, se conoce como:

El principio de exclusión de Pauli
El principio de incertidumbre de Heisenberg
La teoría cuántica
El principio de Avogadro


60. Un gas confinado en un recipiente sufre un aumento del doble de la presión, sin variar el volumen, ¿qué ocurrirá con la temperatura?

Se reducirá a la mitad
Se reducirá a la cuarta parte
Se duplicará
Se cuatriplicará



Puntuación =



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Destilación. Práctica virtual

Destilación simple

La destilación se utiliza para purificar líquidos, separándolos de una mezcla de acuerdo con sus distintos puntos de ebullición. Se conoce desde muy antiguo, pues ya en la Edad Media se utilizaba por los alquimistas. Hoy en día es fundamental en la industria química, petroquímica, o farmaceútica, entre otras. Sustancias tan habituales en nuestra vida cotidiana como los perfumes o los licores no serían posibles sin la destilación.

La temperatura a la que la presión de vapor de un líquido puro se iguala a la presión externa se conoce como temperatura o punto de ebullición. Si esta presión externa es la normal, una atmósfera, se habla de temperatura o punto de ebullición normal.

El punto de ebullición varía por tanto con la presión, esta regla, aparte de otras técnicas de destilación, es el fundamento de las ollas a presión.

La técnica que emplearemos en esta práctica es la destilación sencilla o simple. En este tipo de destilación no es posible separar por completo dos líquidos a menos que la diferencia entre sus puntos de ebullición sea superior a 100 ºC o que uno de los componentes esté presente en una proporción muy pequeña (inferior al 10 % ) y no se precise una gran pureza. Cada una de las fracciones podría ser destilada de nuevo y así sucesivamente, pero el proceso sería largo y tedioso, siendo más práctico realizar una destilación fraccionada.

En muchas disoluciones, como el caso del agua y el etanol o alcohol, debido a la existencia de fuerzas de atracción o de repulsión entre las moléculas de sus componentes, se alejan del comportamiento ideal y no siguen la ley de Raoult, forman mezclas azeotrópicas y no pueden separarse por completo mediante destilación, ya sea sencilla o fraccionada, a no ser que se añada un tercer componente que altere la relación de la tensión de vapor del azeótropo.


Introducción

- Lectura: Wikipedia. Destilación



Guión de la práctica

- Lectura: UPO. Práctica 8: Destilación (pdf)

Dentro de los distintos tipos de destilación, en este caso emplearemos la destilación simple.

Destilación simple

El material que se necesita es el siguiente:

- Fuente de calor: preferiblemente una manta o placa eléctrica. Se puede usar un mechero de laboratorio siempre que no se usen materiales inflamables.

- Balón o matraz redondo, que contendrá pequeños trozo de plato poroso, cerámica o material similar, para lograr que la ebullición se realice de forma suave.

- Cabeza de destilación. No es necesario si el matraz o balón tiene una tubuladura lateral.

- Termómetro, sujeto con tapón de goma. El bulbo se coloca a la altura que la salida del vapor.

- Tubo refrigerante. Tubo para condensar los vapores. Posee dos tubuladuras laterales, en la que se acoplan dos mangueras de latex, una va unida a un grifo en la que hace pasar agua fría lentamente, saliendo por la otra que va a un desagüe.

- Tubo final, donde sale el destilado. Puede ser un tubo doblado, o un tubo con una tubuladura para alivio de presión, unido a un matraz.

- El destilado se puede recoger en un matraz redondo, o un vaso de precipitados.

Sobre el material a destilar puede ser desde mezclas de alcohol (etanol) o acetona con agua, o mezclas similares, o otras sustancias, como vino, cerveza o vodka, teniendo la precaución de que si se destilan sustancias inflamables no calentar el matraz de destilación con llama y tener las debidas precauciones.


Formas de realizar la práctica

1. En laboratorio

Para realizar la práctica se necesita el material indicado anteriormente. Se pueden comprar equipos de destilación destinados a la enseñanza o a pequeños laboratorios. Para realizar esta práctica, que no está exenta de riesgos, hay que seguir medidas de precaución y buenas prácticas de laboratorio, como verificar el sistema de destilación, no calentar líquidos inflamables con llama, ventilación adecuada, gafas de laboratorio, etc.

2. En laboratorio casero

En principio, no hay problema para realizar esta práctica en plan casero, siempre que se extremen las medidas de seguridad. En todo caso es mejor realizarla en un local ventilado. En muchas comunidades rurales se usa la destilación a pequeña escala para la producción de licores y orujos y la extracción de esencias.

3. De manera virtual

Viendo el siguiente vídeo, en el que hace una destilación sencilla de una mezcla de agua y acetona, explicando con claridad los pasos que se dan; o realizando la práctica virtual que se explica a continuación del mismo.


Para realizar la simulación de una destilación simple descargaremos la aplicación VLabQ, que es un completo laboratorio virtual. Es un programa comercial de pago, pero la práctica de destilación sencilla es gratuita:

El programa viene comprimido en zip, por lo que hay que descomprimirlo. Una vez hecho, hay que instalarlo. Sus instrucciones se pueden consultar en esta dirección.

Vamos a Archivo, elegimos Iniciar práctica y seleccionamos Destilación simple, abriéndosenos la práctica.

A la izquierda nos aparece la introducción, hacemos clic en Procedimiento (botonera encima de la introducción) y vamos siguiendo las instrucciones que aparecen.

VLabQ destilación sencilla

La simulación es muy realista, ya que refleja el proceso de una manera muy similar a como es.


Preguntas y actividades

1. Crear una tabla en la que aparezcan los distintos tipos de destilación, técnicas y utilidades.

2. ¿Qué es un azeótropo? ¿cómo se puede romper?

3. ¿Se podría separar por destilación simple dos compuestos con puntos de ebullición próximos? Razonar la respuesta.

4. Nombrar productos que utilizamos a diario en los que en su fabricación interviene la destilación.

5. Visitar alguna instalación en la que se usen alambiques, como licorería, perfumería, etc. ¿Qué tipo de destilación es la que utilizan?

6. ¿Cómo se podría obtener agua en el desierto usando como fundamento la destilación?


Para saber más y ampliar conocimientos

- Lectura: Alambiques. Destilación. Teoría y tipos de destilación
- Vídeo: LlegaVideos. Destiladora casera con una botella
- Vídeo: Manillas en Mostacilla. Proceso de destilación para hacer esencias y alcohol


Principios de Química y Estructura de la Materia
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Calor de disolución. Práctica virtual

Calorímetro comercial RC1

El calor de disolución entalpía de disolución es el cambio de calor o entalpía que se produce al disolver una sustancia en un disolvente manteniendo la presión constante.

Se suele expresar en kJ/mol a temperatura constante. Es la diferencia de valores entre la energía absorbida o energía endotérmica, cuyo valor en kJ/mol es positivo, y la energía liberada o energía exotérmica, expresada en un valor positivo en kJ/mol. En Termodinámica, el valor que entra al sistema se considera positivo y el que sale negativo.

Cuando un gas se disuelve en un líquido, la emperatura disminuye y la solución libera energía. El calentamiento de un disolvente disminuye la solubilidad de un gas, por lo que la disolución de los gases es exotérmica.

El proceso termodinámico de disolución consta de tres etapas: ruptura de las atracciones soluto-soluto, ruptura de las atracciones solvente-solvente, y formación de atracciones solvente soluto, siendo el cambio de calor o entalpía la suma de los cambios de calor o entalpía de cada paso.

Por ejemplo, hay sustancias que al disolverse hacen descender la temperatura del agua, como el nitrato amónico, y otras que la aumentan, como el hidróxido sódico.


Introducción

- Lectura: Wikipedia. Entalpía de disolución



Guión de la práctica

- Lectura: UVA. Termoquímica

Este guión se puede simplificar notablemente. El calorímetro se puede sustituir por un vaso de precipitados en el que se coloque un termómetro.

Básicamente, la práctica consiste en lo siguiente:

1.- En un vaso de precipitados se coloca un termómetro (preferiblemente con un soporte, una nuez y unas pinzas).

2.- Se echa agua y se anota la temperatura. El bulbo del termómetro debe estar inmerso en el agua.

3.- Se disuelven sólidos conocidos y solubles y se anotan las variaciones de temperatura. Con algunos subirá (como el cloruro cálcico o la sosa caústica) y con otros bajará (como el cloruro amónico).


Formas de realizar la práctica

1. En laboratorio

La práctica usa elementos y sustancias comunes de un laboratorio de química y su implementación en la docencia es sencilla. No obstante, hay que guardar medidas de precaución si se usan sustancias peligrosas.

2. En laboratorio casero

La práctica se puede realizar en casa, con materiales comunes, y sin peligro si no se usan reactivos peligrosos.

Si se usan reactivos peligrosos, extremar las precauciones usando gafas de seguridad y guantes. ¡La sosa caustica puede causar lesiones irreversibles en los ojos!

3. De manera virtual

Viendo los siguientes vídeos, en el que se comprueban cambios en la temperatura al disolver distintas sustancias; o realizando la práctica virtual que se explica a continuación de los mismos.

En este experimento se halla el calor de disolución mediante el método de solubilidad, usando hidróxido sódico (sosa cáustica) y ácido benzoico.



La disolución de ácido sulfúrico en agua es muy exotérmica, elevándose mucho la temperatura (¡no hacerlo sin medidas de precaución! ¡el ácido sulfúrico es una sustancia muy peligrosa que provoca quemaduras graves!). Si, por el contrario, se echa agua sobre ácido sulfúrico pueden producirse proyecciones violentas y peligrosas. 



Los cambios en la temperatura y la explicación de los mismos se recrean en la siguiente práctica virtual:

La práctica virtual está en inglés. La traducción de los textos que aparecen es la siguiente:


En esta práctica de laboratorio, investigarás los cambios termodinámicos que se producen cuando se disuelven compuestos iónicos.

Después de disolver cada compuesto, serás capaz de ver lo que sucedió a nivel molecular en la reacción y por qué esto provocó un cambio de temperatura en la solución.


Cuando se carga el laboratorio, a continuación aparece un botón. Utiliza el botón para comenzar el laboratorio.

Empezar el laboratorio

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Antes de ver los ejemplos reales del laboratorio, utiliza la animación de abajo para comprobar como el bajo consumo de energía está relacionado con la ruptura y la formación de atracciones en una solución.

Mueve el control deslizante a un lado y a otro para observar los cambios que ocurren como se forman y rompen la entre dos partículas.

Mensaje del desplazamiento del control a la izquierda: La ruptura de atracciones es siempre un proceso endotérmico. La energía se toma de la solución y por tanto la temperatura disminuye.

Mensaje del desplazamiento del control a la derecha: La ruptura de atracciones es siempre un proceso exotérmico. La energía se libera de la solución y por tanto la temperatura aumenta.

Continuar

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En la recreación del laboratorio y lo hecho en clase al ver las animaciones de esta simulación, tienes que prestar mucha atención a como se crean y destruyen las atracciones. Estos cambios a nivel molecular son los responsables de los cambios de energía que se producen cuando se disuelve un compuesto.

Las atracciones a las que hay que estar atentos tienen las dos formas siguientes: ion-ion, agua-ion

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Haz clic en la cuchara para disolver el NH4Cl. A continuación, mira el cambio de temperatura que se produce.

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El NH4Cl se disuelve en el agua provocando un gran descenso de la temperatura. Haz clic en el botón de abajo para ver lo que sucede durante este proceso y por qué la temperatura disminuye.

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Usa el control deslizante para ver cómo cambia al NH4Cl al disolverse.

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Los iones NH4 + y Cl- se separan al disolverse. Se necesita energía para romper los iones del sólido. La energía se libera al formarse nuevas atracciones entre los iones y las moléculas de agua.

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Se necesita más energía para romper las atracciones ion-ion que la liberada al formarse las atracciones ion-agua. La energía circula desde el medio a los iones, por lo que la temperatura desciende.

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La mayoría de los sólidos iónicos absorben la energía ya que se disuelven debido a que la energía se emplea para romper la red cristalina. La razón de que estas sales se disuelven es el aumento de entropía.

Volver al laboratorio

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Haz clic en la cuchara para disolver el CaCl2. Mira entonces los cambios de temperatura cuando el sólido se disuelve.

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El CaCl2 se disuelve en el agua provocando un aumento de la temperatura. Haz clic en el botón de abajo para ver que ocurre durante este proceso y porque la temperatura aumenta.

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Usa el control deslizante para ver cómo cambia al CaCl2 al disolverse.

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Los iones Ca+2 y los iones Cl-. Al igual que antes, se requiere energía para separar los iones unos de otros.

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Hay también nuevas atracciones que se forman entre los iones y las moléculas de agua. Este proceso libera energía para el medio.

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En el caso del CaCl2, se libera mucha más energía en la formación de estas nuevas atracciones que la absorbida para separar los iones. El resultado general es un incremento de la temperatura.

Volver al laboratorio


Preguntas y actividades

1. Relacionar las atracciones soluto-soluto, solvente-solvente y soluto-solvente con el calor o entalpía de disolución.

2. Analizar el calor de disolución de distintos compuestos (se puede consultar la siguiente tabla), relacionándolo con su estructura química.

3. Relacionar la entropía con el calor de disolución (para aclarar ideas, se puede consultar este documento).

4. Buscar en Internet, modelos, diseños y funcionamiento del calorímetro.

5. ¿Tienen qué ver con el calor de disolución las comidas y bebidas autocalentables y autoenfriables?


Para saber más y ampliar conocimientos

- Lectura: Blanco Rodríguez, Sandra. Determinación del calor de una disolución (pdf)


Principios de Química y Estructura de la Materia
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