Quimica UNAD FASE 5

FASE 5 – TRABAJO CAMBIOS QUÍMICOS

QUÍMICA GENERAL

WILLIAM MARTINEZ

GRUPO No: 201102A_361

TUTOR NAHURY YAMILE CASTELLANOS

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA PROGRAMA DE INGENIERÍA AMBIENTAL 21-06-2017

ETAPA I. Cuantificación de la Materia. El isopropanol es utilizado en la industria como disolventes con una formula molecular C3H8O, que cantidad de moles hay en 15 mL si a densidad es 0.786 g/mL. Hallamos la masa molecular del isopropanol: 𝑃𝑀𝐶3 𝐻8 0 = (12 ∗ 3) + (1 ∗ 8) + (16) = 60 𝑔/𝑚𝑜𝑙 Hallar la masa presente de isopropanol: 15 𝑚𝐿 ∗ (

0,786 𝑔 ) = 11,79 𝑔 𝑚𝐿

Mol de isopropanol: 𝑚𝑜𝑙 𝐶3 𝐻8 0 =

11,79 𝑔 = 0,19 𝑚𝑜𝑙 60 𝑔/𝑚𝑜𝑙

En 15 mL hay 0,19 moles de isopropanol.

Etapa II. Clasificación de las reacciones Químicas. Cada estudiante escogerá una de las siguientes reacciones y las clasificara según su clase:

- 2H2(g) + O2(g)

H2O(l)

Esta es una reacción de síntesis o adición, donde el H y el O se unen para formar el agua.

Etapa III. Estequiometria de Reacciones Químicas.

Nombre del estudiante William Martínez

Reacción Producción de Amoniaco

Reacción inicial

Reacción balanceada

𝑁2 + 𝐻2 → 𝑁𝐻3

𝑁2 + 3𝐻2 → 2𝑁𝐻3

Cada estudiante balanceara una ecuación por el método de óxido-reducción y método ion electrón de la siguiente lista (escogerá una del numeral 1 y una del numeral 2). 1. Reacciones de oxidación-reducción: 𝐴𝑔 + 𝐻𝑁𝑂3 → 𝑁𝑂2 + 𝐻2 𝑂 + 𝐴𝑔𝑁𝑂3 a. Se determinan los número de oxidación de cada átomo presente en la reacción: 𝐴𝑔0 + 𝐻 +1 𝑁 +5 𝑂−2 3 → 𝑁 +4 𝑂−2 2 + 𝐻2 +1 𝑂−2 + 𝐴𝑔+1 𝑁 +5 𝑂−2 3 b. Se identifican los pares redox, transferencia de electrones, se equilibran las cargas y se equilibran los átomos de oxigeno:

O: 𝐴𝑔0 + 𝐻𝑁𝑂3 → 𝐴𝑔+1 𝑁+5 𝑂−2 3 + 𝑒 − + 𝐻 + R: 𝐻+1 𝑁+5 𝑂−2 3 + 𝑒 − + 𝐻 + → 𝑁+4 𝑂−2 2 + 𝐻2 𝑂

c. Se suman las ecuaciones parciales: 𝐴𝑔0 + 2𝐻+1 𝑁+5 𝑂−2 3 + 𝑒 − + 𝐻 + ↔ 𝐴𝑔+1 𝑁+5 𝑂−2 3 + 𝑒 − + 𝐻 + + 𝑁+4 𝑂−2 2 + 𝐻2 𝑂

d. Se acortan las ecuaciones: 𝐴𝑔0 + 2𝐻+1 𝑁+5 𝑂−2 3 ↔ 𝐴𝑔+1 𝑁+5 𝑂−2 3 +𝑁+4 𝑂−2 2 + 𝐻2 𝑂

e. Verificar la suma de las cargas eléctricas: 1∗0+2∗0=1∗0+1∗0+1∗0 0=0 f. Se escribe la ecuación balanceada: 𝐴𝑔 + 2𝐻𝑁𝑂3 → 𝑁𝑂2 + 𝐻2 𝑂 + 𝐴𝑔𝑁𝑂3

2. Reacciones por el método del ion electrón, teniendo en cuenta el carácter del medio (ácido, básico o neutro). 𝑃4 + 𝐶𝑙𝑂− → 𝑃𝑂4 −3 + 𝐶𝑙 − 1. Se separa en dos semireacciones: 𝑃4 → 𝑃𝑂4 −3 𝐶𝑙𝑂− → 𝐶𝑙−

2. Se balancean los no metales con metales, los oxígenos con moléculas de agua y los hidrógenos con H+ :

𝑃4 + 16𝐻2 𝑂 → 4𝑃𝑂4 −3 + 32𝐻 + + 20𝑒 −

2𝑒 − + 𝐶𝑙𝑂− + 2𝐻 + → 𝐶𝑙− + 𝐻2 𝑂

3. La reacción de oxidación se multiplica por el número de electrones de la reacción de reducción y viceversa. 2(𝑃4 + 16𝐻2 𝑂 → 4𝑃𝑂4 −3 + 32𝐻 + + 20𝑒 − ) 20(2𝑒 − + 𝐶𝑙𝑂− + 2𝐻 + → 𝐶𝑙− + 𝐻2 𝑂)

4. Por último se suman las dos semi-reacciones, se reducen los términos y se simplifica si es necesario: 𝑃4 + 6𝐻2 𝑂 + 10𝐶𝑙𝑂− → 4𝑃𝑂4 −3 + 12𝐻 + + 10𝐶𝑙−

Etapa IV. Cálculos Estequiometricos.

1. El Óxido de estaño se pude producir a partir del estaño con ácido nítrico. Qué cantidad se produce si reacciona 3 gramos de estaño con 2 gramos de Ácido Nítrico, según la siguiente reacción. 𝑆𝑛 + 𝐻𝑁𝑂3 → 𝑆𝑛𝑂2 + 𝑁𝑂 + 𝐻2𝑂

Balanceando la ecuación: 3𝑆𝑛 + 4𝐻𝑁𝑂3 → 3𝑆𝑛𝑂2 + 4𝑁𝑂 + 2𝐻2𝑂

3 𝑔 𝑆𝑛 ∗ (

1 𝑚𝑜𝑙 𝑑𝑒 𝑆𝑛 ) = 0,025 𝑚𝑜𝑙 𝑑𝑒 𝑆𝑛 118,71 𝑔𝑟

1 𝑚𝑜𝑙 𝑑𝑒 𝐻𝑁𝑂3 2 𝑔 𝐻𝑁𝑂3 ∗ ( ) = 0,031 𝑚𝑜𝑙 𝑑𝑒 𝐻𝑁𝑂3 63 𝑔𝑟

El reactivo límite es el Estaño, por lo tanto: 3 𝑚𝑜𝑙 𝑑𝑒 𝑆𝑛𝑂2

0,025 𝑚𝑜𝑙 𝑑𝑒 𝑆𝑛 ∗ (

3 𝑚𝑜𝑙 𝑑𝑒 𝑆𝑛

) = 0,025 𝑚𝑜𝑙 𝑑𝑒 𝑆𝑛

Se producen 0,025 moles de 𝑆𝑛𝑂2

ETAPA V. Actividades de Elaboración del proyecto. La proliferación de sustancias químicas en nuestro planeta hacen que en el momento de manipular y almacenarlas debamos conocer sobre sus riesgos con el organismo y el medio ambiente, por lo cual mediante la estrategia basada en proyectos y el desarrollo de los conceptos en las etapas anteriores podremos llevarlos a un caso real. Para lo cual en esta etapa V, y continuando con el trabajo de la fase 1, cada integrante deberá responder los siguientes interrogantes sobre el compuesto escogido en la Etapa I y presentar una planificación de tareas para la identificación de una sustancia(cronograma). 1. Realizar la búsqueda de una reacción Química donde intervenga la molécula escogida en la Etapa I de la fase 1. La molécula escogida es el óxido de Silicio (𝑆𝑖𝑂2): 𝑆𝑖𝑂2 + 2𝐶 → 𝑆𝑖 + 2𝐶𝑂

2. ¿Establecer qué cantidad de la molécula es necesaria para la formación de 50 gramos de uno de los productos con un rendimiento del 78% y una pureza del reactivo del 80%? 1 𝑚𝑜𝑙 𝑑𝑒 𝐶𝑂 𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 𝐶𝑂 𝑝𝑟𝑜𝑑𝑢𝑐𝑖𝑑𝑎𝑠 = 50 𝑔 ∗ ( ) = 1,78 𝑚𝑜𝑙 𝐶𝑂 28 𝑔 1 𝑚𝑜𝑙 𝑑𝑒 𝑆𝑖𝑂2 1,78 𝑚𝑜𝑙 𝐶𝑂 ∗ ( ) = 0,89 𝑚𝑜𝑙 𝑑𝑒 𝑆𝑖𝑂2 2 𝑚𝑜𝑙 𝐶𝑂 0,89 𝑚𝑜𝑙 𝑑𝑒 𝑆𝑖𝑂2 ∗ (

60,08 𝑔 ) = 53,47 𝑔 𝑑𝑒 𝑆𝑖𝑂2 1 𝑚𝑜𝑙 𝑑𝑒 𝑆𝑖𝑂2

53,47 𝑔 𝑑𝑒 𝑆𝑖𝑂2 ∗ (

80 ) = 42,77 𝑔 𝑑𝑒 𝑆𝑖𝑂2 100

Son necesarios 42,77 𝑔 𝑑𝑒 𝑆𝑖𝑂2 para producir 50 g de CO. 3. ¿Qué problemas se presentan con el vertimiento en el ambiente de la molécula escogida? Desde el punto de vista de la salud, no representa ningún riesgo en el agua, cuando de emplea en la industria, la sílica si es un contaminante debido a la formación de de incrustaciones, especialmente en lo álabes de las turbinas de vapor a alta presión. 4. ¿Cómo elaboro un cronograma de tareas necesarias para realizar una búsqueda de los problemas ambientales de la molécula escogida?

1. Recopilar la información clave para elaborar el cronograma. Lo primero que se necesitas conocer es el compuesto y la información que se va a buscar. 2. Identificar y definir las actividades. Tras analizar toda la información, llega el momento de determinar qué actividades se llevarán a cabo para elaborar la búsqueda y el grado de prioridad de cada una. 3. Secuenciar las actividades, ya que algunas actividades dependen de otras, mientras que otras tareas pueden desarrollarse simultáneamente y otras que no. 4. Establecer los recursos necesarios para cada actividad, tanto personales, materiales como económicos. 5. Estimar el tiempo para cada actividad. Una vez definida cada búsqueda, es el momento de calcular el tiempo de duración que requerirá cada una. 6. Distribuir las actividades. Responsabilizarse de una serie de actividades, según su naturaleza. 7. Realización de la búsqueda. Una vez elaborado el cronograma, se puede proceder a buscar la información deseada.

BIBLIOGRAFÍA

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