quimica inorganica libro pdf jeje, Tesis de Química Inorgánica

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Química Inorgánica

Facultad de Ciencias Ambientales y Agrícolas

Ing. Gustavo Adolfo González Dardón

Guía de estudio semipresencial

PRESENTACIÓN

Estimado Estudiante:

La presente guía de estudio ha sido elaborada por un profesional especialista en la materia, dirigida a usted y fundamentalmente para apoyar su proceso de formación en la carrera universitaria que ha elegido.

El éxito en sus estudios requiere dedicación, esfuerzo y constancia, los cuales se fundamentan del trabajo en el aula y el desarrollo de otras actividades fuera de ella. En este sentido, tiene en sus manos una herramienta de apoyo didáctico para la organización y retroalimentación de los contenidos del curso.

La guía de Química Inorgánica, elaborada por el Ing. Gustavo Adolfo González Dardón está diseñada a partir de los contenidos que se desarrollarán en el curso y plantea actividades de reflexión, análisis y ejercitación, con el fin de afianzar y ampliar los conocimientos obtenidos.

Al final de la guía encontrará una hoja que deberá entregar a su Coordinador(a) Académico (a) para comentar con autoridades y los productores sobre su experiencia en el uso de la misma.

Es por ello que le motivamos a realizar con mucho entusiasmo cada una de las actividades diseñadas, lo que redundará en un mejor desempeño académico.

Ing. Luis Felipe Calderón Bran Coordinador de Campus y Sedes Regionales Facultad de Ciencias Ambientales y Agrícolas Universidad Rafael Landívar

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ESTIMADO ESTUDIANTE

Lea las siguientes orientaciones que le ayudarán a obtener un mejor

aprovechamiento del curso.

Al final de esta guía usted encontrará 1 hoja de evaluación sobre este material, al finalizar el curso respóndala y entréguela a su docente.

La Autoevaluación es una fase indispensable en todo proceso de aprendizaje y con mayor razón en este curso. Las preguntas que usted conteste le permitirán analizar qué tanto ha asimilado de los principales temas y en cuáles necesita reforzar.

Dentro de la corriente constructivista se hace énfasis en que para lograr el aprendizaje significativo, se debe partir de los aprendizajes previos –presaberes- del estudiante. Inicie usted su nueva unidad verificando qué sabe de ella, qué actitudes manejará respecto del contenido y qué habilidades y destrezas ya posee. Esto contribuirá indudablemente a lograr un mejor nivel de aprendizaje.

Para la realización de estas actividades es necesario combinar el trabajo en grupo e individual. De acuerdo al constructivismo social de Vygotsky es preferible iniciar el trabajo en grupo –aprendizaje cooperativo-, y luego pasar a la actividades individuales. Su docente organizará grupos (de 3-5 estudiantes) para que realicen los casos-problemas y luego de la puesta en común de las respuestas trabajarán individualmente las actividades, bajo la guía del docente.

Antes de iniciar cada

Unidad…

Antes de realizar cada

Actividad…

Antes de realizar cada

Autoevaluación…

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PRESENTACIÓN GENERAL DEL CURSO

El curso de Química Inorgánica se divide en cinco unidades que son:

Unidad No. 1: Nomenclatura Química

En esta unidad se presenta un refuerzo de los diferentes sistemas de nomenclatura química que se utilizan para asignar nombres a los compuestos inorgánicos incluyendo ácidos y bases.

Unidad No. 2: Determinación de Fórmulas y Cálculos Estequiométricos.

Aquí se abarcan los conceptos básicos para la determinación de fórmulas empíricas y moleculares. También se estudiará cómo interactúan las sustancias para dar origen a nuevas sustancias y los cálculos matemáticos resultantes de esta interacción para poder predecir productos y rendimientos.

Unidad No. 3: Soluciones y Unidades de Concentración

El contenido de la unidad se centra sobre los conceptos fundamentales de solución química y las diferentes unidades que se utilizan para expresar la concentración de la misma.

Unidad No. 4: Energía Química.

En esta unidad se revisará la energía relacionada con las reacciones químicas.

Unidad No. 5: Equilibrio Químico.

Aquí se revisarán los conceptos relacionados con el equilibrio químico.

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III. OBJETIVOS:

III.1 General:

Adquirir los conocimientos básicos necesarios para comprender el comportamiento de las sustancias basado en su estructura, composición, propiedades y transformaciones, relacionados con las ciencias ambientales y agrícolas.

III.2 Específicos:

III.2.1 Apropiarse de los diferentes sistemas para nombrar sustancias químicas. III.2.2 Trabajar las soluciones y las unidades de concentración III.2.3 Estudiar las relaciones de masa y reacciones químicas. III.2.4 Dominar los principios de termodinámica y equilibrio químico. III.2.5 Adquirir los conocimientos para cálculos estequiométricos y fórmulas. IV. CONTENIDO DEL CURSO (UNIDADES) IV.1. Contenido Analítico Calendarizado Unidad Nombre de la Unidad Fecha Bibliografía

I

Nomenclatura Química Inorgánica

Capítulo 2 Ref. 1

Refuerzo nomenclatura compuestos ternarios y cuaternarios

1 semana

Nomenclatura Ácidos y Bases 2 semana Nomenclatura de Aniones y Cationes

II

Determinación de Formulas y Cálculos Estequiométricos

Capítulo 2 y 3 Ref. 1

Determinación de Formulas Empíricas 3 semana Determinación de Formulas Moleculares. Balanceo de Ecuaciones Químicas 4 semana Cálculos Estequiométricos de Reactivos y Productos

5 semana

Reactivo Limitante 6 semana Rendimiento de Reacción PRIMER EXAMEN PARCIAL

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Unidad Nombre de la Unidad Fecha Bibliografía

III

Soluciones y Unidades de Concentración

Capítulo 4 y 15 ref.

Tipos de solución, Soluto y Solvente 7 semana % en Masa, % en Volumen y Partes por millón Mol y Molaridad 8 semana Peso Equivalente y Normalidad Cálculos de dilución, concentración y mezclas de soluciones

9 semana

Molalidad , fracción molar y Propiedades Coligativas

10 semana

Cálculo de pesos moleculares usando las propiedades coligativas Valoración de Soluciones acido-base 11semana pH y pOH 12 semana Cálculos relacionados con pH

IV

Energía Química Capítulo 6 ref. Cambios de energía en las Reacciones Químicas y entalpia, Reacciones Exotérmicas y Endotérmicas

13 semana

Capacidad Calorífica y calor especifico

Capítulo 18 ref.

Calores de Formación 14 semana Ley de Hess La Entropía 15 semana Energía Libre de Gibss 16 semana SEGUNDO EXAMEN PARCIAL Equilibrio Químico

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V. METODOLOGÍA DE ENSEÑANZA APRENDIZAJE: No. Metodología Porcentaje (%) 1 Clases Integrales 40% 2 Investigaciones dirigidas 10% 3 Laboratorios prácticos 20% 8 Tareas y Comprobaciones de lectura (resolución de problemas)

30%

VI. EVALUACIÓN: La nota mínima de aprobación es de 65 puntos.

VI.1. Valor de la Zona 70 puntos VI.1.1 Dos exámenes parciales (20 puntos c/u). 40 puntos VI.1.2 Laboratorio 15 puntos VI.1.3 Tareas, hojas de trabajo, evaluaciones cortas 15 puntos VI.2 Evaluación final 30 puntos TOTAL 100 puntos

VII REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

LIBRO DE TEXTO: Chang, R. (1998). Química. (6ª. ed.). México: McGraw-Hill.

VIII. BIBLIOGRAFÍA COMPLEMENTARIA:

Choppin, G. y Bernard. J. (1970). Química. (7ª. ed.). México: Publicaciones Cultural S.A.

• QUÍMICA INORGÁNICA 4(2-2) Prerrequisitos: Introducción a la Química.

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CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES

UNIDAD SEMANA TEMA

No. 1

1 •^ Refuerzo nomenclatura compuestos ternarios y cuaternarios

2 •^ Nomenclatura Ácidos y Bases

• Nomenclatura de Aniones y Cationes

No. 2

• Determinación de Fórmulas Empíricas
• Determinación de Fórmulas Moleculares 4 • Balanceo de Ecuaciones Químicas 5 • Cálculos Estequiométricos de Reactivos y Productos

6

• Reactivo Limitante
• Rendimiento de Reacción

No. 3

• Tipos de solución, Soluto y Solvente
• % en Masa, % en Volumen y Partes por millón

8

• Mol y Molaridad
• Peso Equivalente y Normalidad

• Cálculos de dilución, concentración y mezclas de soluciones

• Molalidad , fracción molar y Propiedades Coligativas
• Cálculo de pesos moleculares usando las propiedades coligativas 11 • Valoración de Soluciones ácido-base

12

• pH y POH
• Cálculos relacionados con pH

No. 4

• Cambios de energía en las Reacciones Químicas y entalpia, Reacciones Exotérmicas y Endotérmicas
• Capacidad Calorífica y calor especifico 14 •^ Calores de Formación

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Unidad No. 1

NOMENCLATURA QUÍMICA INORGÁNICA

Descripción:

La química tiene su propio lenguaje, a lo largo de su desarrollo se han descubierto miles y miles de compuestos y con ellos un gran número de nombres que los identifican. En la actualidad el número de compuestos sobrepasa los 13 millones, en respuesta a esto, a lo largo de los años los químicos han diseñado un sistema aceptado mundialmente para nombrar las sustancias químicas lo que ha facilitado el trabajo con la variedad de sustancias que existen y se descubren constantemente. Actualmente la IUPAC (Unión Internacional de Química Pura y Aplicada, en inglés International Union of Pure and Applied Chemistry) es la máxima autoridad en nomenclatura, la cual se encarga de establecer las reglas correspondientes para cada grupo de compuestos.

Una primera división de las sustancias es clasificarlas en orgánicas e inorgánicas. Las primeras tienen como base principal el átomo de carbono. Los inorgánicos son aquellos diferentes a los orgánicos. Para cada uno de estos grupos se han desarrollado sistemas de nomenclatura. Actualmente para los compuestos inorgánicos se aceptan tres sistemas o sub-sistemas de nomenclatura, estos son: el sistema de nomenclatura estequiométrico o sistemático, el sistema de nomenclatura funcional o clásico o tradicional y el sistema de nomenclatura stock. Estos tres sistemas nombran a casi todos los compuestos inorgánicos, siendo la nomenclatura tradicional la más extensa.

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SEMANA No. 1

OBJETIVOS

Al finalizar esta sección, el estudiante podrá:

• Asignar un nombre a partir de una formula química de un compuesto ternario o cuaternario.
• Asignar una fórmula química a partir de un nombre para un compuesto terciario o cuaternario.

CONTENIDO:

• Nomenclatura de compuestos ternarios.
• Nomenclatura de compuestos cuaternarios.

LECTURA No. 1

Por favor, proceda a leer el capítulo No. 2 del libro “Química” de Raymond Chang en su sección 2.7 y la página web Nomenclatura inorgánica: http://usuarios.lycos.es/armandotareas/quimica/nomenclainorganica.pdf (Recuperada el 10-09-09)

ACTIVIDADES BASADAS EN LA LECTURA:

1. Por favor proceda a asignar nombre químico en los tres sistemas de nomenclatura a las siguientes fórmulas. En caso que considere que alguna fórmula no existe, debe indicar por qué. Cu(OH) 2 Mn(OH) 4 Fe 3 (PO 4 ) 2 U(BrO 4 ) 4 Mo(NO 3 ) 6 Al 3 (SeO 3 ) 2 Fe 2 S 3 HBrO 4 Ra(OH) 3 Sn(IO) 4 Cu 2 SO 2 Mg(OH) 2

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SEMANA No. 2

OBJETIVOS:

Al finalizar esta sección, el estudiante podrá:

• Diferenciar entre una base y un ácido.
• Asignar nombres a los compuestos clasificados como ácidos o bases.
• Identificar los principales cationes y aniones utilizados en la química.

CONTENIDO:

• Nomenclatura de ácidos y bases.
• Nomenclatura de cationes y aniones.

LECTURA No. 2

Por favor, proceda a leer el capítulo No. 2 del libro “Química” de Raymond Chang en su sección 2.7 y la página web Nomenclatura Inorgánica (Recuperada el 10-09-09) disponible en: http://usuarios.lycos.es/armandotareas/quimica/nomenclainorganica.pdf

ACTIVIDADES BASADAS EN LA LECTURA:

1. Basándose en la tabla periódica, escriba la fórmula y nombre de los ácidos posibles que pueden ser formados por los elementos de la columna VIA y VIIA.
2. Elabore un informe no mayor de 2 hojas donde mencione 3 pruebas cualitativas sencillas para diferenciar un ácido de una base.
3. Elabore una tabla con los principales cationes y aniones monovalentes y divalentes.

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CASO No. 1

Ácido Sulfúrico: las Dos Caras de la Química

De entre los centenares de compuestos químicos inorgánicos es, sin duda, uno de los más conocidos y de los más popularmente temidos. Aparece en más de una película policíaca como disolvente demoníaco para destruir el cuerpo del delito. Se producen muchos miles de toneladas en el mundo anualmente y, de hecho, el nivel de producción de ácido sulfúrico de un país es indicativo de su desarrollo industrial. Esta aparente contradicción está sobradamente justificada por la multitud de aplicaciones de este compuesto, cuya reactividad nos va a ayudar a acercarnos al extenso mundo de la química a lo largo de este artículo.

El Ácido Sulfúrico (H 2 SO 4 ) y Sus Propiedades Ácido-Base

El concepto de un ácido o una base se ha establecido a partir de diversos puntos de vista. De la forma más sencilla, se define a un ácido como un compuesto capaz de ceder protones (H+) al agua y a una base como una sustancia que cede iones OH- al agua. El ácido sulfúrico es capaz de ceder los dos protones que tiene al agua. Sin embargo, el concepto de ácido o base es mucho más amplio. Según la definición de Lewis, que es la más general, un ácido es una sustancia que forma enlaces covalentes aportando orbitales electrónicos vacíos y la base es la sustancia que forma enlaces covalentes aportando pares electrónicos sin compartir. Esta definición es también aplicable al ácido sulfúrico, ya que los protones H+, son iones que necesariamente se enlazan sin poder aportar ningún electrón, puesto que no tienen. Para que un ácido actúe como tal, tiene que hacerlo con un compuesto que actúe como base. Éste es el caso del agua, que, teniendo doble carácter (ácido o base según con qué reaccione, por eso se dice que es anfótera), capta los protones que le cede el ácido sulfúrico, a partir de las reacciones (simplificadas):

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• Agente desecante, principalmente de sustancias gaseosas, en los laboratorios de síntesis.
• Agente desatascador de tuberías de plástico de uso doméstico e industrial, por su capacidad para disolver impurezas de todo tipo.

Actividades relacionadas con el caso:

1. Investigue y elabore un informe no mayor de 3 hojas referente a la participación del acido sulfúrico en la elaboración de fertilizantes.
2. Elabore un informe no mayor de 3 hojas indicando la utilización del ácido sulfúrico en otros procesos agrícolas.

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS:

Chang, R. (2002). Química General. (7ª. Edición). Colombia: McGraw-Hill. El acido sulfúrico, las dos caras de la moneda, disponible en http://www.todo- ciencia.com/quimica/0i85002800d1007216074.php (recuperado el 14-03-2010)

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Unidad No. 2

DETERMINACIÓN DE FÓRMULAS Y CÁLCULOS ESTEQUIOMÉTRICOS

Descripción:

Una de las mayores inquietudes que ha tenido el hombre es determinar la composición del entorno que lo rodea y los cambios que sufre cuando hay alguna interacción entre sus componentes. Con el paso del tiempo descubrió que las cosas que lo rodean están integradas por sustancias que tienen sus propias características y comportamiento individualmente, pero al combinarse adquieren nuevas características y comportamiento. Para representar estos cambios el hombre se vio en la necesidad de utilizar símbolos que representaran a cada uno de los componentes de una determinada sustancia y números que indicaran la cantidad presente de cada uno en dicha sustancia. Esto dio origen a las fórmulas y ecuaciones químicas que utilizamos para representar a diferentes tipos de materia y la manera de cómo se combinan para dar origen a nuevas sustancias.

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