Ejercitacion sobre cálculos de moles

 

Cada uno de los recipiente siguientes contiene lo siguiente

Botellón a ) 2,5 gramos de  Hidrógeno

               b) 40 gramos de  Bromo

               d) 9  gramos de Nitrógeno

1)Calcular cuantos moles de moléculas hay en cada recipiente 

2)Ordenar los recipientes de mayor a menor en cuanto al número de moles de moléculas   del gas que se encuentra en ellos.

Datos : Se trata de sustancias que estan formádas por moléculas bi-atómicas

 1 mol de atomos  Hidrogeno pesa .......................................................  1,008 gramos

                 1 mol de átomos de Nitrógeno pesa......................................14,007 gramos    

                              

                 1 mol de átomos de Bromo pesa ..........................................79,004 gramos

La escritura de las Formulas Quimicas .Las Ecuaciones Quimicas

En el capitulo anterior se vieron fórmulas de sustancias  donde hay un solo átomo de cada elemento 

HCl   ; NaCl ,  CaO , MgO,

¿Como se escriben las fórmulas de sustancias donde hay mas de un átomo de cada elemento ?

Sabemos que la fórmula química molecular del agua es H₂O , esto significa que en cada molécula de agua existen 2 atomos de Hidrógeno ( eso es lo que simboliza ese numero 2 que esta como subíndice  y un solo átomo de Oxígeno ( no se pone el 1 como subíndice cuando se trata de un solo átomo, se sobrentiende que es uno).

Otro ejemplo , la molécula del ácido sulfhidrico  H₂S   , tiene la misma explicacion que el caso anterior, dos átomos de Hidrógeno y un átomo de Oxígeno.

Veamos una molécula que posee dos átomos de Oxígeno y un átomo de Carbono   es el gas que liberamos al respirar , el que se produce en muchas  combustiones, el que está en las burbujas de las bebidas gasificadas ( soda, CocaCola, Fanta, Champagne, Sidra, Cerveza, etc).Su fórmula molecular es  CO₂

Escribamos  una un poquito mas compleja , la del Metano .Es el gas que esta en el GNC ( Gas Natural Comprimido) , es el gas que viene por las cañerias a los domicilios,posee un átomo de Carbono y cuatro átomos de Hidrógeno.  

CH
4 

El  acetileno es el gas que se emplea en la Soldadura Oxi-Acetilenica   su molécula posee dos atomos de Carbono y dos átomos de Hidrógeno.Escribirla

Los elementos Hidrógeno, Oxígeno, Nitrógeno ,Fluor ,Cloro,Bromo , Iodo  existen como moléculas de dos átomos , escribir las respectivas fórmulas.

El elemento Oxígeno existe tambien en una forma inestable llamada Ozono que es una molécula con tres átomos de Oxígeno, escribir la fórmula molecular.

La molécula del  ácido Sulfúrico ( uno de los insumos quimicos para importantes para la Industria ) posee dos atomos de Hidrógeno, un átomo de Azufre y cuatro átomos de Oxígeno, escribir su Fórmula molecular.

A veces , cuando se repiten grupos de átomos en una molécula , para simplificar la escritura se los agrupa entre parentesis . Un ejemplo es el Hidróxido de Calcio ( "Cal apagada") utilizada en la construccion y el Hidróxido de Aluminio utilizado como Antiacido ( medicamento).

Ca(OH)₂    Hidróxido de Calcio 

El Hidroxido de Aluminio tiene por fórmula molecular    Al(OH)3

Vemos que el subindice 2 en el primer caso y el subindice 3 en el segundo nos indican que en la molécula del primero hay 2 grupos OH  y tres en el segundo .

Las "Ecuaciones Químicas" son escrituras que simbolizan lo que ocurre en una reaccion química donde una o´mas sustancias se transforman ó combinan para dar otras.

Veamos un caso simple  : Representemos como se podria "sintetizar" agua a partir de sus elementos , Hidrógeno y Oxígeno.

                             Hidrógeno + Oxigeno ---------> Agua 

                                       Reactivos --------------------------> Productos 

A la izquierda se escriben la / las sustancias que van a transformarse y a la derecha lo que resulta ( producto /os ).

Por convención, cuando se escriben estas ecuaciones , se deben escribir los elementos que intervienen en la forma que se hallan en la naturaleza. Esto significa que el Hidrógeno lo escribiremos como la Molecula de Hidrógeno ( tiene 2 altomos ) y lo mismo el Oxígeno ( tiene 2 átomos).

                                                       

Esos numeros  " 2 " que estan adelante de la molecula de Hidrógeno significan que hay dos moléculas del mismo, lo mismo con el "2" delante de la molécula del agua.Esos números se llaman "Coeficientes" , hay que ponerlos para "balancear" la Ecuacion de forma que haya del lado de la Izquierda la misma cantidad de átomos y clase de los elementos que intervienen que del lado de los Productos.

Aquí tenemos otro ejemplo , la sintesis del Amoníaco en una ecuacion química balanceada.

Los "coeficientes" que vemos ( 2 y el 3) se ponen para balancear la ecuación, obserbar que los "subindices" no pueden cambiarse, si se los cambiara estariamos modificando la fórmula de las sustancias.

Peso Atomico y Peso Molecular .El "Mol"

 

Cuando se estudio la Estructura Atómica se definieron los terminos   "Numero Atómico" , " Numero de Neutrones" y "Numero Masico"    , Z   N  y  A respectivamente. Son Numeros Enteros.

Consiste en expresar numericamente la cantidad de Protones ,de Neutrones y la suma de ellos.

Si obserbamos una "Tabla Periódica" veremos que para cada elemento de la misma , debajo del Simbolo Químico, se puede ver un numero con decimales  ( No un numero Entero) que se denomina "Peso Atomico ". Seria mas correcto hablar de Masa Atómica pero ya se popularizo este nombre.

 

 

En estos cinco ejemplos ( Cloro , Hidrógeno, Azufre, Sodio Oxigeno ) vemos que el "Peso Atomico" no es un número entero.¿Cual es la razon? Tenemos que recordar que existen los "ISOTOPOS" , que son atomos de un mismo elemento que poseen distinto numero de Neutrones.En la Naturaleza los elementos Quimicos existen como mezclas de los diferentes Isotopos por lo cual la  Peso Atomico resultante resulta ser un PROMEDIO de todos los Pesos atomicos de  los Isotopos de ese elemento que estan presentes.

Otro concepto a comprender es el de "Mol".Como sabemos los átomos son pequeñisimas partículas, por lo cual aun en la  mas pequeña porcion de materia hay muchisimos de ellos.Se introdujo por ello un nombre para ese número tan grande que se llama "Mol"ó "Numero de Avogadro" ( Amadeo Avogrado fue un Abogado Italiano aficionado a la Quimica que hizo un gran aporte a este tema aunque no fue el que calculo el valor de este número).

Expresado en cifras es      1 Mol =  602.000.000.000.000.000.000.000  aproximadamente 

Como este numero es complicado de escribir se lo llama directamente "Mol" si se lo desea escribir se emplea la llamada "Notacion Cientifica" que es una escritura que permite manejar numeros muy grandes o muy pequeños sin tener que emplear tantos ceros.

Ese numero se lee  asi   "Seis coma cero veintidos por diez elevado a la veintitres"

Ese 23 indica que al numero 6 le siguen 23 cifras incluyendo las que se muestra.

Si por ejemplo fuera "diez elevado a la sexta" ese numero seria 1.000.000 ( ó sea un millon)

Resulta que en UN gramo de átomos de Hidrógeno existe ese numero de atomos ( el Numero de Avogadro) del mismo.

El Peso atomico que vimos antes para el Hidrógeno, para el Cloro y para el Azufre representa la cantidad en gramos que pesa un mol de atomos de ese elemento.

Entonces 1 mol de atomos de Hidrogeno pesa aproximadamente.......  1,008 gramos

                 1 mol de átomos de Nitrógeno pesa......................................14,007 gramos

                 1 mol de atomos de Oxígeno pesa ..................................... 15,9994 gramos 

                 1 mol de atomos de  Sodio pesa ..........................................22,990 gramos 

                 1 mol de átomos de Azufre pesa ..........................................32,065 gramos

                1 mol de atomos de Cloro  pesa ....................................       35,453 gramos                             

                 1 mol de átomos de Bromo pesa ..........................................79,004 gramos

En la Tabla periodica de los Elementos figura el dato del Peso Atomico para cada elemento 

Podriamos preguntarnos "¿Como es que se eligio el Elemento Hidrógeno como Unidad ?"

La razon es que cuando comenzaron a Identificarse los Elementos Quimicos rapidamente los Investigadores de esa epoca se dieron cuenta de que el átomo dde  Hidrógeno era el mas pequeño de todos los conocidos y el más liviano.Por eso se pensó que los  átomos de los otros Elementos eran multiplos del átomo de Hidrógeno.Se tomo como referencia 1 gramo de Hidrógeno y calculaban asi que  el  Oxigeno era  16 veces mas pesado, el Sodio era 23 veces mas pesado, el Azufre 32 veces mas pesado, el Cloro 35 veces mas pesado que el  Hidrógeno.Con el avance de la Ciencia se fueron afinando los Cálculos y se obtuvieron esos numeros con mayor precision.

Peso Molecular 

El Peso Molecular es lo que pesa un Mol de moléculas de una sustancia.Se calcula sumando los Pesos atómicos de cada átomo que la forma teniendo en cuenta cuantos de ellos hay en cada molécula, lo sabemos por la Fórmula Molecular de dicha sustancia.

Veamos una sustancia con una fórmula sencilla  ,la  Sal de mesa cuyo nombre quimico es Cloruro de Sodio    

NaCl     esa escritura nos dice que cada molecula ( la mas pequeña entidad que forma a la misma) esta formada por un átomo de Sodio y un átomo de Cloro.El peso molecular es ( haciendo numeros redondos)  23 + 35,4 = 58,4  gramos por cada Mol de esa sustancia 

MgO es la Formula química del Oxido de Magnesio   para calcular el Peso Molecular sumamos el P.A. del Magnesio y el del Oxígeno.

CaO es la Fórmula Quimica del Oxido de Calcio ( la "Cal viva" ) el P.M sera la suma del P.A del Calcio y la del Oxígeno.

HCl es la fórmula quimica del Acido Clorhidrico ( el "acido muriatico") el P.M. es 1 mas 35,4 o sea 36,4 gramos 

Hagamos algunos cálculos : Supongamos que queremos calcular cuantos moles atomos de Sodio   hay en 100  gramos de ese Elemento . Dividimos 100 gramos por lo que pesa un Mol de atomos de Sodio y asi sabemos cuantos moles de Sodio hay.

Nota : Tomamos cifras aproximadas para facilitar los cálculos

  entonces             100 grs//23 gramos/ mol = 4,34 moles   

Si quisieramos calcular cuantos moles de atomos de Oxigeno  hay en 100 gramos de Oxigeno 

hacemos                100 gramos / 16 gramos = 6,25 moles 

Otro ejemplo 

Si quisieramos saber cuantos átomos de Hidrogeno hay en 100 gramos de Hidrógeno 

hacemos                 100 gramos / 1 gramo/mol = 100 moles de atomos de Hidrógeno 

Como comprobamos , en una misma masa de átomos ( 100 gramos) de  Elementos distintos hay diferente cantidad de átomos.Esto se debe al distinto Peso Atomico de cada uno de esos Elementos.

Para que sirve conocer  el Peso Atómico de los Elementos y el Peso molecular ? 

Los Elementos se combinan en forma definida para formar compuestos químicos.Hay una cantidad definida de atomos de uno y de otro  / otros.Cuando vemos escrita la fórmula Quimica del agua ó la de la sal comun ( Cloruro de Sodio) sabemos que en el caso del agua hay 2 atomos de Hidrogeno y un atomo de Oxígeno en cada molecula de agua. Cuando vemos la fórmula quimica del Cloruro de Sodio ( NaCl) vemos que hay igual cantidad de atomos de Sodio que de Cloro.

Supongamos que quisieramos fabricar 100 gramos de Cloruro de Sodio .No podemos decir " Pongo 50 gramos de Sodio y 50 gramos de Cloro " Porque como vimos el Peso Atomico es diferente y habria diferente cantidad de atomos en 50 gramos de cada uno y lo que buscamos es tener la misma cantidad de atomos de Sodio y de Cloro.

Resolver estos problemas es ámbito de los "Cálculos Estequiométricos"  

Evaluacion del Tema "Soluciones"

 1) Para curar enfermedades micóticas ( hongos) de las plantas se emplea una solucion de Sulfato de Cobre a una concentración de 3% P/V y se pulveriza con un rociador.

Como prepararia 10 litros de una solución asi ?

2) Para controlar el crecimiento de algas en las piscinasse emplea Sulfato de Cobre a una concentracion final ( en la piscina ) de 0,001   %  P/V .  Calcular cuantos kilos de Sulfato de Cobre se necesitan para tratar el agua de una piscina cuyas medidas son de 10 metros por 4 metros y esta llena hasta una profundidad de 2 metros.Como pueden observar la Concentracion del Sulfato de cobre es "baja " debido a que es una sustancia ligeramente toxica.

Nota : en el siguiente enlace les dejo una pista para resolver el problema de la pileta

Nota : Para prevenir el ataque de Hongos e Insectos a los arboles se emplea desde hace mas de un siglo  una Solucion de Sulfato de Cobre y Cal hidratada llamada "Caldo Bordeles", con esta solucion se pinta el tronco de los arboles.

Respuestas a los Problemas de Soluciones

 1) Para preparar 100 mL de "Suero Fisiológico" que es una solucion de Cloruro de Sodio al 0,9% p/v, hay que pesar 0,9 gramos de Cloruro de Sodio , transferirlo a un recipiente graduado y luego (revolviendo) agregar agua hasta completar el volumen de 100 mL.

2)Para preparar 25 litros tenemos en cuenta que 1 litro equivale a 1000 mL , entonces 

      Se deben pesar

                                                                          100 mL ---------- 0,9 gramos

                                                                       25.000 mL -------  25.000 x 0,9 / 100 = 225 gramos de cloruro de sodio , a los que agregaremos agua hasta completar 25 litros

3) La Solucion 3,6% p/V es 4 veces mas concentrada que la que se desea preparar entonces tomamos 250 mL de esa solucion y se le agrega agua hasta completar un volumen de 1000 mL , es decir se diluyó una  parte en 4 partes.

4) Como vimos antes, esa solución esta 4 veces mas concentrada que la "Solucion Fisiológica" por lo tanto a esos 5 litros le debemos agregar agua hasta llegar a 20 litros. 

5) Para conocer la concentracion de la mezcla de 200 ml de la Solucion " A"con 300 mL de la Solucion "B"  primero calculemos el volumen resultante de esa mezcla .Es de 500 mL, por otra parte  el Cloruro de Sodio proveniente de "A" es de 10 gramos y el de "B" es de 45 gramos , es decir 55 gramos en total de Cloruro de Sodio que estan estan esos  500 mL.Por consiguiente la Concentracion es de 55 grs /500 mL lo qur representa una concentracion de 10,1 gramos/ 100 mL .

Soluciones .Calculo aplicado a soluciones de uso corriente

 Para resolver este problema se debe saber convertir Gramos a Kilogramo y como en los problemas anteriores  saber convertir miliLitros a Litros.

Vamos a aplicar lo que aprendimos sobre  las Soluciones para  calcular el costo aproximado de preparar algunos productos.Es muy  aproximado porque en la estructura de  costos intervienen otros componentes ( laborales, impositivos, de amortizacion de equipos, propaganda, envases, distribucion,energia ,  etc).

Supongamos que se va a fabricar un Gel para desinfectar manos.Fundamentalmente estan formulados con  una sustancia llamada Carbopol ( es un nombre de fantasia , no es el nombre quimico) que se emplea para dar la consistencia de Gel ( algo gelatinoso) a muchas formulaciones.El resto es alcohol etilico ( Etanol) a una concentracion tal que es sanitizante.

Calcular el costo (   en     alcohol y en Carbopol) para fabricar un Litro de gel sanitizante sabiendo que el Carbopol cuesta 6000 Pesos el Kilogramo y el alcohol ( ya listo para su uso ) cuesta 890 Pesos los 5 litros.

Estos precios se tomaron de Mercado Libre ( 18/09/2020)

El Carbopol se usa  de forma que en la Solucion resultante quede a una concentración del 0,5 % P/V.

Nota :  Al calcular el costo del alcohol empleado suponer que la contribucion del volumen del Carbopol es despreciable frente al volumen del alcohol empleado.

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Otro producto podria  ser el caso de un Gel para el cabello.

Una de las sustancias  empleadas  para fabricar estos geles es la "Goma Xantica".Se emplea en una concentracion Final del 1% P/V .

Calcular el Costo aproximado de fabricar 1 Litro de gel para el cabello que contiene Goma Xantica y agua destilada ( agua desmineralizada ).

El precio de la Goma Xantica es de 604 Pesos el Kilogramo y el agua destilada cuesta 312 Pesos el bidon de 5 litros.

Como antes , suponer que el volumen de la Goma Xantica es despreciable frente al volumen del agua destilada.

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La Fabricacion de medicamentos posee normas de caluidad muy estrictas por consiguiente las sustancias empleadas tienen mayor precio, se denominan "De calidad Farmacopea" 

Una solucion empleada comunmente para pacientes de la Terapia Intensiva es la de "Bicarbonato de Sodio al 8 % P/V"

Calcular el Costo debido exclusivamente a los componentes para  preparar 1 Litro de dicha Solucion .

Datos : El Precio del Bicarbonato de Sodio USP ( Significa United States Pharmacopea que es la norma empleada en USA para las sustancias de uso medicinal) cuesta en un vendedor de Mercado Libre 320 Pesos el Kilo .

El "Agua destilada para uso Inyectable" cuesta 420 Pesos el Litro segun el mismo vendedor.

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La "Salmuera" es una solucion de Sal Comun en agua que se emplea desde epocas milenarias para conservar alimentos.Su concentracion mas recomendada para fines Gastronomicos es del 8% P/V

Calcular el Costo de fabricar 100 Litros de dicha Salmuera .Suponer que el agua corriente es gratuita y que como en los casos anteriores el volumen de la Sal es despreciable frente al volumen del agua.

Dato : El Precio de la Sal Comun en Bolsas de 50 Kilos  ( Cloruro de Sodio) de grado alimenticio es de

400 Pesos cada Bolsa. 

Resultados de la 5 ta Tarea publicada el 26 de Junio del 2020

Resolucion 

1) Como dice en el Blog , para saber el tipo de union "se calcula la DIFERENCIA de Electronegatividad entre  los átomos que se uniran,en el resultado , no importa el signo"


En la Tabla del Blog esta el dato de la Electronegatividad que necesitamos, debajo del Simbolo Quimico del cada Elemento esta ese dato






Calculamos para cada molecula :
Agua              Diferencia de electronegatividad : 3,5 - 2,1 =  1,4      se trata de una union Polar
Amoniaco                             "                             :  3 -2,1    =  0,9             "               union Polar
Acido Selenhidrico              "                             :  2,4 - 2,1 =  0,3             "               union No Polar
Acido Sulfhidrico                "                              :  2,5 - 2,1 = 0,4             "                union No Polar
Acido Clorhidrico                "                             :   3,0 - 2,1=  0,9             "               union Polar
Fosfina                                 "                             :   2,1 - 2,1 = 0,0             "                union no Polar
Metano                                 "                             :   2,5 -2,1 =  0,4             "               union  no Polar 

Aclaracion , como dice " no importa el signo de la cuenta" , ejemplo , es lo mismo calcular 3,5 -1,4 = 0,9 que calcular 1,4 -3,5 = -0,9  al no importar el signo.
Una vez que hicimos ese calculo vemos cual es el criterio para decidir si se trata de una Union Polar o No Polar ó Ionica .

El criterio para decidir que tipo de union se forma está en  en esta tabla del Blog       

Lo que puede verse es que las moleculas que poseen enlaces Polares ( agua , Amoniaco)  hierven en general a temperaturas mas elevadas que las moleculas cuyos atomos poseen enlaces no Polares.
Comparemos por ejemplo el Amoniaco con el Metano.El Amoniaco hierve a   41 °C bajo cero y el metano hierve a 162 °C bajo cero.En el Blog se explica cual es el efecto de la presencia de "polos" sobre la atraccion que sufren las moleculas entre si.
Comparemos el punto de ebullicion del agua     H2O ( hierve a 100 °C ) con el de el Acido Sulfhidrico SH2 ( hierve a 60 °C bajo cero) la diferencia entre ellas es que el atomo de Oxigeno posee mayor Electronegatividad y eso hace que el enlace con el atomo de Hidrógeno sea mas Polar.

2)  Cuantos átomos de cada elemento hay en las moléculas de cada una de las sustancias anteriores

 H2O hay dos atomos de Hidrógeno y un átomo de Oxígeno en cada molécula
NH3 hay tres atomos de Hidrógeno  y un átomo de Nitrógeno en cada molécula
SeH2 hay dos atomos de Hidrógeno y un átomo de Selenio en cada molécula
SH2 hay dos átomos de Hidrógeno y un atomo de azufre en cada molécula
ClH hay un atomo de Cloro y un átomo de Hidrógeno en cada molécula
PH3 hay un atomo de Fosforo y 3 átomos de Hidrógeno en cada molécula
CH4 hay una átomo de Carbono y 4 atomos de Hidrógeno en cada molécula

3;4;5y 6 ) Encontrar el tipo de union a partir de los datos de electronegatividad

Cesio y Cloro buscamos la electronegatividad de cada elemento en la Tabla    y hacemos la diferencia en este caso seria 3,5 - 0,7 = 2,8 se trata de una union de tipo iónico porque la diferencia es mayor a 1,7
Hacemos lo mismo para el resto
Fluor y Cloro   lo mismo  4,0 - 3,0 = 1   se trata de una union de tipo covalente polar
Potasio y Fluor                  4,0- 0,8 = 3,2  se trata de una union de tipo iónico
Calcio y Cloro                   3,0 -1,0 = 2,0  se trata de una unión de tipo iónico

 7) Escribir la Fórmula Quimica de una sustancia que posee un total de 5 atomos :Un atomo de Carbono, dos átomos de Cloro , un atomo de Hidrógeno y un atomo de Fluor

La fórmula de ese compuesto seria CCl2HF   Aclaracion : los numeros que indican cuantos atomos de cada elemento hay en cada molécula se ponen como sub- indice. El numero 1 no se pone ( se sobrentiende)  , el 2, 3 , 4 , 5 , etc  se ponen como sub-indice  aqui no se hizo por las caracteristicas de escritura disponibles en  este Blog.


8)Escribir la Fórmula Química de una sustancia que posee un total de 7 átomos: Un atomo de azufre, cuatro átomos de Oxigeno y dos átomos de Hidrógeno.

La Formula Química seria SO4H2 , escribiendo la formula con sub-indices seria H₂SO<sub>4 

Aclaración: Existen reglas para nombrar los compuestos Quimicos , convenciones donde se especifica cual es el orden en que se colocan los elementos, etc pero no vamos a seguir esas reglas que se denominan "Nomenclatura Química".Hay una organizacion Internacional que se ocupa de establcer esas Reglas.



9) Representar por medio de las Estructuras de Lewis la Molecula del gas Nitrógeno ( son dos atomos de Nitrógeno unidos )


Para hacer esta "Estructura de Lewis" , nos fijamos en la Tabla Periodica de los elementos representativos   y vemos que el elemento Nitrógeno está ubicado en el Grupo V , ,lo que significa como vimos que posee 5 electrones en su capa electrónica mas externa.Para llegar a la estructura del Gas Inerte mas cercano, cada atomo debe  compartir  3 electrones con el otro.</sub>






 
Aqui podemos ver tres formas de representacion de esa molécula de Nitrógeno, una es la de Lewis ( la pelotitas que representan a los electrones de la capa mas externa).Otra es la "formula molecular o formula quimica) donde los subindices dicen cuatos atomos hay de cada elemento. La otra es la fórmula desarrollada ó estructural donde cada par de electrones de union se representan con un guionó "rayita".La razon de que haya 3 tipos de representaciones se debe a que se utilizan segun la necesidad.


N<sub>2   esta es la formula quimica ó molecular 




La de arriba seria una representación de la "formula desarrollada " ó "estructural" , vemos que cada par de electrones de union en la representacion de Lewis se transformó ahora en una rayita</sub>






10) Representar por medio de Estructuras de Lewis la Molécula de Fosfina y la Molécula de acido Clorhidrico.



La Fosfina , el atomo de Fosforo ( Grupo V ) necesita 3 electrones para llegar a tener 8 y los obtiene compartiendo con 3 atomos de Hidrógeno.A su vez el Hidrógeno al compartir un electron adquiere la estructura electrónica externa similar al Helio como ya vimos anteriormente.



A la izquierda vemos la estructura de Lewis de la Fosfina y a la derecha la Formula desarrollada .En este caso se puso ademas una rayita simbolizando ese par de electrones que no se comparten.





Arriba vemos la representacion de Lewis de la Molecula de Acido Clorhidrico.El atomo de Cloro ( Grupo Vll) posee 7 electrones en su capa mas externa  y necesita uno mas para llegar a 8 , lo obtiene compartiendo uno con el atomo de Hidrógeno.A su vez el Hidrógeno al compartir un electron adquiere la estructura electrónica externa similar al Helio como ya vimos anteriormente.

La formula Quimica ó molecular es HCl


La Fórmula desarrollada ó estructural es H-Cl

Soluciones y su Concentracion , Ejercicios de aplicacion

Suero fisiológico

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Solución fisiológica para irrigación. Esta solución es usada para irrigar heridas, tejidos, cavidades corporales y la vejiga. La solución fisiológica para irrigación no debería administrarse intravenosamente.

La solución de cloruro de sodio al 0,9%  P/V o solución salina normal, erróneamente conocida como suero fisiológico o solución fisiológica (ya que carece de elementos proteicos), es una disolución acuosa de sal  ( Cloruro de Sodio) en agua, hasta cierto grado compatible con los organismos vivos debido a sus características .











Ejercicios
1) Describa todos los pasos para  preparar 100 mililitros ( 100 mL) de Suero Fisiológico.

2) Lo mismo que lo anterior pero para  preparar 25 litros de Suero Fisiológico.

3) Supongamos que tiene 5 litros de una Solucion ( X) de Cloruro de Sodio en agua cuya concentracion es de 3,6% P/V , ¿Como haria para preparar 1 litro de Solucion Fisiológica a partir de esta Solucion que esta mas concentrada?

4) ¿Cuantos litros de Solucion Fisiológica podrian hacerse agregando el agua necesaria a esos 5  litros de la Solucion ( X) cuya concentracion es de 3,6% P/V?Describa como la haria.


5) Se tienen dos soluciones  ( A y B ) de azucar comun ( Sacarosa) en agua, una de ellas ( A)  posee una concentracion del 5 % P/V  y la otra ( B)  posee una concentracion del 15 % P/V . ¿Cual seria la  concentracion resultante  de mezclar 200 mL de la Solucion  A con 300 mL de la Solucion B?


En el siguiente enlace hay pistas para resolver estos ejercicios .Usarlas solo en ultima instancia

Soluciones .Concentracion de una Solucion.Formas de expresar la Concentracion

Nota previa : Para resolver los problemas debe conocerse que relacion hay entre el Litro y el mililitro.


Una Solucion es consiste en una mezcla homogenea de mas 2 ó mas sustancias.Que sea homogenea se refiere a que sus Propiedades Intensivas son las mismas en cualquier porcion de ella.
Supongamos que ponemos una cucharada (de te)   de sal de mesa ( Cloruro de Sodio) en un vaso de agua y la revolvemos por unos minutos.La sal ( si es  buena calidad en cuanto a su pureza ) se va a DISOLVER totalmente, obtenemos asi una Solucion.
Podriamos obtener otras  Soluciones  de Sal en Agua si agregaramos distintas cantidades de Sal , todas serian Soluciones de Sal en Agua pero la diferencia entre ellas seria su CONCENTRACION.

En la imagen de arriba vemos una representacion de un recipiente que contiene una solucion liquida ( hago esta aclaracion de "liquida" porque tambien existen "Soluciones solidas" como las Aleaciones metalicas..A lo que esta en mayor cantidad  ( color azul) lo llamamos "solvente" y los circulos amarillos representan al "soluto".

Arriba vemos como serian comparativamente tres Soluciones ordenadas de menor a mayor Concentracion.
 Hasta ahora vimos una explicacion intuitiva pero en la realidad la Concentracion de las  Soluciones se expresa numericamente.Hay varias formas , vamos a ver la mas sencilla que consiste expresar la cantidad ( en gramos) de Soluto que hay disueltos en 100 mililitros de Solucion a esa forma de expresion se la llama de "Concentracion de Peso en Volumen).

Supongamos que queremos hacer 100 mililitros de una Solucion de Sal en agua cuya concentracion sea del 1 % Peso en Volumen.Significa que debemos poner 1 gramo de sal en un recipiente y luego agregar agua hasta que el Volumen de solucion sea de 100 mililitros.

En el siguiente enlace puede escucharse una explicacion acerca la preparacion de soluciones expresadas como vimos en el parrafo anterior y algunos ejercicios para practicar.

Como dije antes existen otras formas de expresar la Concentracion :Porcentaje Peso en Peso ( el Acido Sulfurico y el Acido Clorhidrico Comerciales se expresan asi) ; Concentracion Molar ;  Concentracion Normal; partes por millon  ( ppm);Concentracion expresada como Volumen en Volumen ( las bebidas alcoholicas se expresan asi  V/V ) .No vamos a estudiarlas en este curso.

Elementos de Transicion,Lantanidos y Actinidos

Cuando se inició el estudio de la Clasificación Periódica de los Elementos , se dejo de lado a drede una serie de Elementos Quimicos.Estos son los "Metales de Transición, los Lantanidos y los Actinidos.



Los Metales de Transicion son elementos en los que los electrones ocupan capas que no estan completamente llenas de electrones.Cuando se vio el tema de las Capas electronicas, se INSISTIO en que habia un Numero Maximo de electrones en cada una de ellas.No significaba que TENIAN que poseer ese numero.Por ello es que nos detuvimos cuando llegamos al elemento Calcio.A partir de ese elemento comienzan a completarse las Capas que no estaban totalmente ocupadas.

Los metales de transición son aquellos elementos químicos que están situados en la parte central del sistema periódico, en el bloque D, cuya principal característica es la inclusión en su configuración electrónica del orbital D, parcialmente lleno de electrones. Esta definición se puede ampliar considerando como elementos de transición a aquellos que poseen electrones alojados en el orbital d, esto incluiría a zinc, cadmio, y mercurio. La IUPAC define un metal de transición como "un elemento cuyo átomo tiene una subcapa d ( subnivel de energía) incompleta o que puede dar lugar a cationes"

Los lantánidos son un conjunto de elementos que forman parte del periodo 6 de la tabla periódica de los elementos. Estos elementos son llamados «tierras raras» debido a que se encuentran en forma de óxidos, y también, junto con los actínidos, forman los «elementos de transición interna».

La denominacion " tierras raras" es antigua , no es que sea raro su hallazgo, la razon para el nombre es que era muy dificil su aislamiento ( separacion).

Los lantanidos tienen una enorme importancia en la Industria Electronica moderna.

El nombre procede del elemento químico lantano, que suele incluirse dentro de este grupo, dando un total de 15 elementos, desde el de número atómico 57 (el lantano) al 71 (el lutecio).¹​²​³​

Los actínidos  son un grupo de elementos que forman parte del periodo 7 de la tabla periódica. Estos elementos, junto con los lantánidos, son llamados elementos de transición interna. El nombre procede del elemento químico actinio, que suele incluirse dentro de este grupo, que da un total de 15 elementos, desde el de número atómico 89 (el actinio) al 103 (lawrencio).¹​²​³​⁴​

Estos elementos presentan características parecidas entre sí. Tienen un alto número atómico, y algunos como el Uranio se encuentran en ínfimas cantidades en la naturaleza y tienen tiempos de vida media cortos; todos sus isótopos son radiactivos.

Contenidos opcionales B ( No seran evaluados)

El "Efecto Invernadero" y el "Calentamiento Global"

Se llama "Calentamiento Global" al actual aumento de la temperatura promedio del Sistema Climatico de la Tierra.Es una parte mayor del Cambio Climático que tambien incluye los cambios en las lluvias, la elevacion del nivel del mar, el retroceso de los Glaciares, los cambios en las migraciones de animales, etc.
Un resumen puede verse en este video

El registro de temperaturas muestra las fluctuaciones de la temperatura de la atmósfera y de los océanos a través de varios tramos de tiempo. La información más detallada existente comienza en 1850, cuando empiezan los registros metódicos de termometría. Existen numerosas estimaciones de temperaturas desde finales de la glaciación del Pleistoceno, particularmente durante la época del Holoceno, y periodos más antiguos son estudiados por la paleoclimatología.

Los cambios de temperatura varían a lo largo del mundo, pero desde 1880, la temperatura promedio de la superficie de la Tierra ha aumentado alrededor de 0,8 °C.³³​ La velocidad de calentamiento casi se duplicó en la segunda mitad de dicho periodo (0,13 ± 0,03 °C por década, versus 0,07 ± 0,02 °C por década).

En este gráfico ( NASA -Goddard)  se representa como se fue alejando la temperatura promedio del Planeta desde 1880 a la actualidad ( 2020).

El efecto invernadero es el proceso mediante el cual la absorción y emisión de radiación infrarroja por los gases en la atmósfera de un planeta calientan su atmósfera interna y la superficie.

En la Tierra, las cantidades naturales de gases de efecto invernadero tienen un efecto de calentamiento medio de aproximadamente 33 °C.⁸⁴​⁸⁵​ Sin la atmósfera, la temperatura promedio de la Tierra estaría muy por debajo del punto de congelación del agua.⁸⁶​ Los principales gases de efecto invernadero son el vapor de agua (causante de alrededor de 36-70 % del efecto invernadero); el dióxido de carbono (CO₂, 9-26 %), el metano (CH₄, 4-9 %) y el ozono (O₃, 7,3 %).⁸⁷​⁸⁸​⁸⁹​ Las nubes también afectan el balance radiativo a través de los forzamientos de nube similares a los gases de efecto invernadero.

El "agujero de Ozono" 

Se trata de otra alteración que se verifica en  la Alta Atmósfera por la cual el contenido de Ozono a esa altitud ha disminuido ,por lo cual el Efecto Protector ante la Radiacion Ultravioleta del Sol del mismo se ve atenuado.Se considera que la destruccion del Ozono de esa capa se debe a la presencia de ciertos  gases en particular algunos que se utilizan en REFRIGERACION ( Freones) y en la Industria de los Plasticos.Existen tratados Internacionales por los cuales se ha prohibido la Fabricacion de algunos Gases Refrigerantes y se promueve su reemplazo por gases "Ecológicos" que no afectan tanto la Capa de Ozono.

Alotropía de los Elementos

Alotropía (cambio, giro) es la propiedad de algunas sustancias simples de poseer estructuras atómicas o moleculares diferentes.¹​ Las moléculas formadas por un solo elemento y que poseen distinta estructura molecular se llaman alótropos.

• Oxígeno. Puede existir como oxígeno atmosférico (O₂) y como ozono (O₃), que genera el olor penetrante distintivo en las proximidades de las caídas de agua.²​
• Fósforo. Se manifiesta como fósforo rojo (P₄) y como fósforo blanco (P₄), de características físicas distintas.³​ Ambos tienen la misma fórmula química, ya que lo que le da propiedades diferentes es su estructura interna.
• Carbono. Variedades alotrópicas: grafito, diamante, grafeno, nano tubos de carbono, fullereno y carbono.⁴​
• Estaño .Es otro de los elementos que presentan Alotropia.Hay dos formas solidas del Estaño. 

La alotropía ocurre debido a la capacidad de algunos elementos químicos de presentarse como varios compuestos naturales simples, las cuales son sustancias con diferentes estructuras moleculares y diferente o igual cantidad de átomos. En general los cambios de estado de agregación de la materia o de sus fenómenos concomitantes, como la temperatura o la presión, son uno de los factores más importantes que influyen sobre cuales alótropos de un elemento se presentan.

La variación de las propiedades de los alótropos de un elemento, son causados por las diferencias en las estructuras moleculares de estos compuestos alótropos. Por ejemplo, en los cristales de diamante cada átomo de carbono está unido a cuatro átomos vecinos de este mismo elemento

En el siguiente video podemos escuchar una explicacioón sobre la alotropia

En este otro video vemos como preparar "azufre plástico"calentando el Azufre comunmente encontrado ( el alótropo mas comun) y enfriandolo rápidamente.El Elemento azufre en su forma alotropica mas comun , es un solido amarillo quebradizo.Por calentamiento hasta su fusion puede hacerse que se formen cadenas de atomos de azufre que al enfriarse adquieren un aspecto flexible.Posteriormente expontaneamente se vuelve a la forma alotropica comun.

Como se vio en un parrafo anterior, una de las formas alotrópicas del Elemento Carbono es el Diamante.El grafito de la mina de un simple lapiz negro esta formado del mismo elemento que el valioso diamante, la diferencia esta en la forma en que estan unidos entre sí los atomos de carbono que los componen.Como curiosidad, en el siguiente video se puede como a partir del cabello de un difunto puede hacerse un Diamante recordatorio a pedido de sus deudos.Se trata de un proceso donde se emplean altísimas presiones y temperaturas para obtener esa transformacion.

El Ozono es otra  variedad alotópica del Oxigeno.Esta formado por TRES atomos de Oxígeno unidos entre simientras que la variedad comun del Oxigeno en la atmósfera es la MOLECULA Bi-atomica.

Se dice que la Molecula de Ozono es un "hibrido resonante" entre dos estructuras por eso se la representa en el grafico anterior con una doble flecha indicando que se interconvierten ambas especies.Si tratásemos de construir una Estructura de Lewis del Ozono no podriamos hacer que se satisfaga la regla de los 8 electrones alrededor de cada átomo de Oxígeno.
Aplicaciones del Ozono, por ser una molécula muy reactiva ( reacciona con otras moleculas muy avidamente) es un poderoso oxidante ( oxidantes son aquellas sustancias que toman electrones) y se emplea como Desinfectante, Bactericida y Viricida.Tambien se emplea para eliminar olores.
Una forma de obtenerlo es por medio de Descargas Eléctricas por eso su olor  se percibe cerca de equipos de alta tensión.
Otra propiedad del Ozono es que absorbe la Luz Ultravioleta , de ahi su importancia en la Alta Atmósfera como barrera contra la Radiacion Ultravioleta del Sol.

Como dijimos, el Estaño es un metal que puede existir en el estado solido en dos formas, en este video se muestra una consecuencia de las diferentes propiedades que poseen estos ALOTROPOS.Los tubos de los ORGANOS Musicales de las Iglesias ( hechos de Estaño) sufrian una "enfermedad" por la cual se destruian.

Quinta Tarea a entregar

1)Completar en la siguiente tabla el dato de la Diferencia de Electronegatividad y decidir si se trata de una union Polar ó No Polar. Que concluye a partir de los datos de polaridad de enlace y Punto de Ebullición?

Sustancia	formula	Diferencia de electronegatividad	Punto Ebullicion °C	Polar ó No Polar
agua	H2O		100
amoniaco	NH3		-33
acido selenhidrico	SeH2		-41
acido sulfhidrico	SH2		-60
acido clorhidrico	ClH		-85
fosfina	PH3		-88
metano	CH4		-162

2) Cuantos átomos de cada elemento hay en las moléculas de cada una de las sustancias anteriores


3) Que tipo de Union se formará entre el Cesio y el Oxígeno
4) Que tipo de Union se formará entre el Fluor y el Cloro
5) Que tipo de Union se formara entre el Potasio y el Fluor
6) Que tipo de Union se formara  entre el Calcio y el Cloro


7) Escribir la Fórmula Quimica de una sustancia que posee un total de 5 atomos :Un atomo de Carbono, dos átomos de Cloro , un atomo de Hidrógeno y un atomo de Fluor



8)Escribir la Fórmula Química de una sustancia que posee un total de 7 átomos: Un atomo de azufre, cuatro átomos de Oxigeno y dos átomos de Hidrógeno.

9) Representar por medio de las Estructuras de Lewis la Molecula del gas Nitrógeno ( son dos atomos de Nitrógeno unidos ).
10) Representar por medio de Estructuras de Lewis la Molécula de Fosfina y la Molécula de acido Clorhidrico.