Unidad 3 Fase 3_Cambios Químicos

TRABAJO

Unidad 3: Fase 3: Trabajo Cambios Químicos.

Estudiantes Diego Alejandro Abello Álvarez Catherine Lorena Valencia Correa Yiseth Lorena Castrillón Jose Jhoan Valencia

Grupo del curso 260

Presentado a Juan Sebastián Flórez

FECHA 13-05-2017

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ETAPA I. A. Cada estudiante elegirá un problema dándole solución y mostrando los resultados. Tabla 1: Etapa I. Ejercicio (1) de cálculo de masa. Nombre del estudiante Diego Alejandro Abello Alvarez Enunciado del problema La sacarosa es un carbohidrato compuesto por una unidad de fructosa y glucosa, es una biomolecula que es utilizada por los seres vivos para producir energía, necesaria para los procesos biológicos. Si su fórmula molecular es C12H22O11, cuantas moles contiene 128 gramos. Solución. PM C12H22O11= 342.29 g/mol 1 mol C12H22O11-------- 342.29g X ----- 128 g =

0.373 moles

Tabla 2: Etapa I. Ejercicio (2) de cálculo de masa. Nombre del estudiante Enunciado del problema El propano es un hidrocarburo con formula química C 3H8 utilizado como combustible en estufas, que cantidad en gramos es equivalente a 25 moles. Solución. La masa molar se calcula a partir de la fórmula molecular, sumando la masa atómica de todos los átomos que aparecen en la fórmula. La fórmula es: C3H8 C: 3 * 12 g/mol = 36 g/mol H: 8 * 1 g/mol = 8 g/mol 2

36 g/mol + 8 g/mol = 44 g/mol

Masa = número de moles * masa molar 1mole C3H8 ------------ 44g 25 moles C3H8 --------?? La masa de 25 moles es

R/ 1100 g

Tabla 3: Etapa I. Ejercicio (3) de cálculo de masa. Nombre del estudiante Yiseth Lorena Castrillón Enunciado del problema La vitamina C, es un compuesto que su deficiencia puede producir problemas de visión, la formula molecular es C 6H8O6, que cantidad en moles podríamos encontrar en un sobre en polvo de 500 mg. Solución. G = mg / 1000 g = 500 / 1000 = 0.500 g Mm C6H8O6 = 176 g/mol mol = masa / Mm mol = 0.500 g / 176 g/mol mol = 0.00284

Tabla 4: Etapa I. Ejercicio (4) de cálculo de masa. Nombre del estudiante 3

Enunciado del problema Los superfosfatos como Ca(H2PO4)2 se utiliza como fuente de fosforo para las plantas, si tenemos 87 gramos, que cantidad de moles tenemos. Solución.

Tabla 5: Etapa I. Ejercicio (5) de cálculo de masa. Nombre del estudiante Enunciado del problema ¿Qué cantidad de moles contienen 15,83 gramos de una muestra de NaOH? Solución.

ETAPA II. A. Cada estudiante escogerá una de las siguientes reacciones y las clasificara según su clase:

Tabla 6: Etapa II. Ejercicio (1) Clasificación de la reacción. Nombre del estudiante 1

Yiseth Lorena Castrillón Reacción N2 + 3 H2 → 2 NH3

4

Clase de reacción Reacción de Síntesis

Tabla 7: Etapa II. Ejercicio (2) Clasificación de la reacción. Nombre del estudiante 2

Catherine Valencia Reacción FeCl3 + 3 NH4OH → Fe(OH)3 + 3 NH4Cl

Clase de reacción Desplazamiento doble

Tabla 8: Etapa II. Ejercicio (3) Clasificación de la reacción. Nombre del estudiante 3 Reacción 2KClO3 (s) ----> 2KCl (s) + 3O2 (g)

Clase de reacción

Tabla 9: Etapa II. Ejercicio (4) Clasificación de la reacción. Nombre del estudiante 4

Diego Alejandro Abello Alvarez Reacción NaCl + AgNO3 —– > NaNO3 + AgCl

Clase de reacción Desplazamiento doble 5

Tabla 10: Etapa II. Ejercicio (5) Clasificación de la reacción. Nombre del estudiante 5 Reacción Cu + 2 AgNO3 —– > Cu(NO3)2 + 2 Ag

Clase de reacción

ETAPA III A. Los integrantes del Grupo entraran en el siguiente simulador y Balanceara por tanteo una delas siguientes reacciones. Tener en cuenta que al entrar al link podrá encontrar dos entradas (Introducción y Modo Juego) en los dos se encuentran las reacciones.

Consultado el 20 de noviembre del 2016 y disponible en línea: https://phet.colorado.edu/sims/html/balancing-chemical-equations/latest/balancingchemical-equations_es.html

Tabla 11: Etapa III. Simulador de Balanceo de reacciones por Tanteo. Nombre del Estudiante 1. Diego Alejandro Abello 2. Catherine

Reacción Producción de Amoniaco Disociación de 6

Reacción Inicial N2 + H2

Reacción Balanceada N2 + 3H2 ---2NH3

2H20

2H2+1O2

Valencia 3. Yizeth Lorena Castrillón 4. 5.

Agua Combustión de Metano Reacción Nivel 1 Reacción Nivel 1

CH4+2O2

CO2+2H2O

B. Cada estudiante elegirá una tabla (de la 12 a la 16) compuesta por dos reacciones. Cada estudiante balanceara la primera reacción por el método de óxido-reducción y la segunda reacción por el método ion electrón. Tabla 12: Etapa III. Ejercicio (1) Balanceo de reacciones por Métodos: Redox - Ion electrón. Nombre del estudiante 1 Yiseth Lorena Castrillón Reacción oxidación-reducción KI + KMnO4 + H2O ──> I2 + MnO2 + KOH Procedimiento de Balanceo K+1I-1 + K+1Mn+7O-24 + H+12O-2 → I02 + Mn+4O-22 + K+1O-2H+1 O: 2K+1I-1

→ I0

2

+ 2e- + 2KOH

R: K+1Mn+7O-24 + 3e-

→ Mn+4O-2

2

+ KOH

O: 6K+1I-1 + 6OH → 3I0 + 6e + 6KOH -

-

2

R: 2K+1Mn+7O-2 + 6e + 4H O → 2Mn+4O-2 + 2KOH + 6OH 4

-

2

2

-

6K+1I-1 + 2K+1Mn+7O-2 + 6OH + 6e + 4H O → 3I0 + 2Mn+4O-2 + 6e + 8KOH + -

4

-

2

2

2

-

6OH

-

6K+1I-1 + 2K+1Mn+7O-2 + 4H O → 3I0 + 2Mn+4O-2 + 8KOH 4

2

2

2

6KI + 2KMnO4 + 4H2O → 3I2 + 2MnO2 + 8KOH Reacción método del ion electrón CrI3 + Cl2 ──> CrO42- + IO4- + ClProcedimiento de Balanceo Reductor: CrI3. Los dos elementos son reductores, pues el Cr pasa de +3 en el CrI3 a +6 en el CrO4(2-), y el I pasa de -1 en el CrI3 a +7 en el IO4(-) 7

CrI3 + 32 OH(-) ---> CrO4(2-) + 3 IO4(-) + 16 H2O + 27 e(-) Oxidante: Cl2, pues pasa de 0 en el Cl2 a Cl(-) Cl2 + 2 (e-)

---> 2 Cl(-)

27 Cl2 + 2 CrI3 + 64 OH(-) ---> 54 Cl(-) + 2 CrO4(2-) + 6 IO4(-) + 32 H2O

Tabla 13: Etapa III. Ejercicio (2) Balanceo de reacciones por Métodos: Redox - Ion electrón. Nombre del estudiante 2 Diego Alejandro Abello Reacción oxidación-reducción KMnO4 + Na2SO3 + H2O ──> MnO2 + Na2SO4+ KOH Procedimiento de Balanceo 2KMnO4 + 3Na2SO3 + H2O ──> 2MnO2 + 3Na2SO4+ 2KOH

Reacción método del ion electrón ClO3- + N2H4 ──> NO + ClProcedimiento de Balanceo + (6e- + 6 OH + 6H + ClO3- ──> Cl- + 3 H2O + 6 OH- ) * 4 ( 8 OH- +2 H2O +N2H4 ──> 2NO + 8H+ +8 OH- +8 e-) * 3 24 H2O + 4 ClO3- + 24 OH- + 6 H2O + 3 N2H4 4 Cl- + 12 H2O + 24 OH- + 6 NO + 24 H2O = 4 ClO3- + 3 N2H4

──>

── > 4 Cl- +6 H2O + 6 NO

Tabla 14: Etapa III. Ejercicio (3) Balanceo de reacciones por Métodos: Redox - Ion electrón. Nombre del estudiante 3 Reacción oxidación-reducción Na2SO3 + KMnO4 + KOH ──> Na2SO4 + K2MnO4 + H2O Procedimiento de Balanceo 8

Reacción método del ion electrón Sb2S3 + HClO3 ──> HSbO42- + S + Cl1Procedimiento de Balanceo

Tabla 15: Etapa III. Ejercicio (4) Balanceo de reacciones por Métodos: Redox - Ion electrón. Nombre del estudiante 4 Reacción oxidación-reducción MnSO4 + (NH4)2S2O8 + H2O ──> MnO2 + (NH4)2SO4 + H2SO4 Procedimiento de Balanceo

Reacción método del ion electrón Zn + NO3- ──> Zn(OH)42- + NH3 Procedimiento de Balanceo

Tabla 16: Etapa III. Ejercicio (5) Balanceo de reacciones por Métodos: Redox - Ion electrón. Nombre del estudiante 5 Reacción oxidación-reducción KMnO4 + H2SO4 + H2C2O4 ──>K2SO4 + MnSO4 + CO2 + H2O Procedimiento de Balanceo 9

Reacción método del ion electrón Br1- + Cr2O72- ──> Br2 + Cr3+ Procedimiento de Balanceo

ETAPA IV A. Cada estudiante escoge un problema. Tabla 17: Etapa IV. Ejercicio (1) Estequiometria de reacciones. Nombre del estudiante 1 Problema Para producir la Magnetita con formula molecular Fe 3O4 es necesario que el hierro en estado sólido reacción con agua en altas temperaturas. Fe(s) + H2O(g)

──>

Fe3O4

(s)

+ H2

(g)

Cuál es el reactivo límite y cual el exceso si tenemos 5 gramos de cada reactivo? Procedimiento.

Tabla 18: Etapa IV. Ejercicio (2) Estequiometria de reacciones. Nombre del estudiante 2

Yiseth Lorena Castrillón Problema Qué cantidad de Magnetita con formula molecular Fe 3O4 se produce al reaccionar 200 gramos de Hierro (Fe) de pureza 87% con 200 gramos de 10

H2O, si el rendimiento de reacción es del 76%. Fe(s) + H2O(g)

──>

Fe3O4

(s)

+ H2

(g)

Procedimiento. 3Fe(s) + 4H2O -----> Fe3 O4 (s) + 4H2 (g) 3 Fe : 4 H2O : 1 Fe3 O4 : 4 H2 Cantidad de hierro en 200 g de hierro con pureza 87% 87% = (x/200) * 100 => x = 200 * 87/100 = 174 g masa atómica del hierro: 55,85 uma = 55,85 g/mol => moles d hierro = 174 g / 55,85 g / mol = 3,12 mol Masa molar del agua = 18 g/mol Moles de agua = 200 g / 18 g/mol = 11,11 mol 3 moles de Fe : 4 moles de agua = 3/4 = 0,75 3,112 moles de Fe /11,11 moles de agua = 0,28 => hay menos Fe disponible del que se necesita para reacccionar con 11,11 moles de agua, por tanto, el reactivo limitante es el hierro. [1 mol Fe3O4 / 3 mol Fe] * 3,11 mol Fe = 1,04 mol Fe3O4 1,04 mol * 76% = 0,79 mol masa molar de Fe3O4 = 3 * 55,85 g/mol + 4 * 16 g/mol = 231,55 g/mol gramos de Fe3O4 = 0,79 mol * 231,55 g/mol = 182,92 g Rta/ 183 g. 11

Tabla 19: Etapa IV. Ejercicio (3) Estequiometria de reacciones. Nombre del estudiante 3

Diego Alejandro Abello Problema Una forma de obtener Hierro (Fe) en estado sólido y purificarlo de impurezas es hacerlo reaccionar con Carbono, mediante la siguiente reacción. Fe2O3 + C ──> Fe + CO2 Cuál es el reactivo límite y cual el exceso si tenemos 5 gramos de cada uno de los reactivos? Procedimiento.

2 Fe2O3 + 3 C ──> 4 Fe + 3 CO2 Fe= 159.69 g/mol 5 gr Fe2O3 * 1 mol Fe2O3 * 3 mol C * 12.0107g C 159.69 g Fe2O3 2 mol Fe2O3 1 mol = 0.5641 g C Reactivo En Exceso

5 g C * 1 mol C * 12.0107 g C

C= 12.0107 g/mol 2 mol Fe2O3 * 3 mol C

159.69 g Fe2O3 1 mol Fe2O3

= 44.319g Fe2O3 Reactivo Límite

Tabla 20: Etapa IV. Ejercicio (4) Estequiometria de reacciones. Nombre del estudiante 4 12

Problema Qué cantidad de Hierro se produce al reaccionar 75 gramos de óxido de Hierro (III) de pureza 87% con 27 gramos de Carbono de pureza 97%, si el rendimiento de reacción es del 68%. Fe2O3 + C ──> Fe + CO2 Procedimiento.

Tabla 21: Etapa IV. Ejercicio (5) Estequiometria de reacciones. Nombre del estudiante 5 Problema Para la siguiente reacción realizar los siguientes cálculos: NaCl + AgNO3 —– > NaNO3 + AgCl -¿Cuántos gramos de AgCl se obtienen a partir de 10 gramos de cloruro de sodio? ¿Con 15 gramos de Nitrato de plata cuantos gramos se obtienen de cada producto? Procedimiento.

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REFERENTES BIBLIOGRÁFICOS Brady, J. E. (2004) Propiedades Físicas y estados de la Materia. (págs. 365489). Química básica: principios y estructura. México, D.F., MX: Instituto Politécnico Nacional. Recuperado de: http://bibliotecavirtual.unad.edu.co:2077/lib/unadsp/reader.action? ppg=14&docID=10418160&tm=1469848678393 entorno conocimiento https://sites.google.com/unad.edu.co/201102quimicageneral/unidad-3cambios-qu%C3%ADmicos/reacciones-quimicas Clases de reaciones http://www.iered.org/archivos/Proyecto_coKREA/REAfinales2014/Reaccione sQuimicas_MagalyHenao/clases_de_reacciones_qumicas.html

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