Nociones de Reactividad - Colombia Aprende · CHANG, Raymond Química, Introducción a la Termodinámica. Sexta Edición, México , McGraw

Nociones de Reactividad Química General.

Objetivos OBJETIVOS FUNDAMENTALES

1) Comprender conceptos básicos de reactividad y equilibrio químico y relacionarlos con reacciones químicas espontáneas del entorno.

OBJETIVOS FUNDAMENTALES TRANSVERSALES

1) Honestidad en la presentación y discusión de resultados en actividades experimentales o de indagación.

2) Utilizar el conocimiento y la información para el planteamiento y resolución de problemas.

Desarrollo El docente motiva a los estudiantes a trabajar en el primer contenido, facilitando que los estudiantes pongan en común los conocimientos previos

que manejan, acerca de los siguientes contenidos: Factores energéticos asociados a la reactividad y al equilibrio químico: espontaneidad,

energía libre y entropía; reacciones exotérmicas y endotérmicas.

Primera actividad:

Indagan sobre la termodinámica como disciplina y los conceptos sistema, entorno, proceso, universo, límite, entre otros (ver sitios web sugeridos).

Realizan el Laboratorio N° 1. El docente explicita el objetivo y los contenidos a trabajar (ver documento adjunto "Laboratorio 1").

Objetivo de la actividad:

EXPERIMENTAR en relación a los conceptos de sistema termodinámico.

Contenidos de la actividad:

1° Distinción entre un sistema aislado y otro sin aislar.

2° Efecto de una pared aislante sobre la transmisión del calor.

3° Definición del estado termodinámico de un sistema en términos de sus propiedades.

Una vez que los estudiantes han realizado el Laboratorio N° 1, comunican los resultados a través de un informe.

Posteriormente realizan el Laboratorio N° 2. El docente explicita el objetivo y los contenidos a trabajar en este laboratorio,

facilitando que los estudiantes comenten los conocimientos previos (ver documento adjunto "Laboratorio 2").


RECONOCEN conceptos elementales acerca de las interacciones de un sistema con su entorno en situaciones experimentales.


1° Principio de conservación de la energía aplicado a un sistema termodinámico.

2° Relacionan, en un sistema, su variación de energía con los intercambios de calor y trabajo.

3° Indagan acerca del concepto de espontaneidad de un proceso. Al igual que en el Laboratorio N° 1, los estudiantes

comunican los resultados a través de un informe.

Laboratorio N° 3: el docente motiva el trabajo explicitando el objetivo y los contenidos a abordar (ver documento adjunto "Laboratorio 3").


IDENTIFICAN procesos exotérmicos y endotérmicos.


1° Experimentan con un proceso exotérmico.

2° Realizan un proceso que involucre una transformación endotérmica.

Al finalizar, los alumnos y alumnas comunican sus resultados a través de un informe.

Para sistematizar todo lo revisado en esta primera parte, los estudiantes realizan una guía en que aplican lo aprendido

(ver documento adjunto "Guía Aplicación Conceptos de Laboratorios 1, 2 y 3").

Evento acumulativo: realizan evaluación (ver documento adjunto).

Segunda actividad:

El docente entusiasma a los estudiantes a trabajar en el segundo contenido, facilitando la puesta en común de los conocimientos que manejan,

acerca de los siguientes contenidos: Observación y clasificación de al menos dos clases de reacciones químicas que ocurran espontáneamente

en el entorno inmediato. Asociación del efecto calórico de las reacciones de ruptura y la formación de nuevos enlaces.

Laboratorio N° 4: el docente guía el trabajo explicitando el objetivo y los contenidos a tratar (ver documento adjunto "Laboratorio 4").

Objetivos de la actividad:

ANALIZAN procesos que ocurren en la naturaleza, los clasifican como espontáneos o no espontáneos y relacionan la espontaneidad con

los cambios de entropía y energía libre.


1° Demostración de la espontaneidad de un proceso.

2° Análisis de los cambios de entalpía y de entropía en un proceso.

3° Verificación de que un proceso imaginario no ocurre, pero si ocurre el proceso inverso.

Comunican los resultados a través de un informe.

Por último, los alumnos y alumnas "auto" y "co" evalúan su trabajo durante la unidad (ver documento adjunto "Autoevaluación,

Coevaluación e Interevaluación").

Evaluación Evaluación La unidad se evalúa a través de diferentes procedimientos e instrumentos. Se sugiere ponderar de la siguiente manera:

Calificación 1: Trabajos de laboratorio. Trabajo práctico (40%) + Informe escrito (50%) + Autoevaluación (5%) + Coevaluación(5%).

Calificación 2: Tareas de indagación. Manuscrito (40%) + Evento parcial (60%).

Calificación 3: Evento acumulativo actividades experimentales + contenidos (100%).

Materiales Materiales de Laboratorio:

Matraces Erlenmeyer, vasos de precipitado, probetas, varilla de agitación, termómetros, cajas de cartón, materiales aislate o plumavit,

mechero, trípode, rejilla, fósforos, cápsulas de porcelanas, pilas o baterias, ampolleta de 2 volt, interruptor, etc.

Sustancias Químicas y Reactivos:

Ácido clorhídrico, ácido sulfúrico, agua destilada y potable, zúcar, azul de metileno, permanganato de potasio, láminas de zinc,

Algodón, alcohol etílico, cloruro de amonio, cloruro de sodio, otras.

Materiales de Apoyo Conceptual:

CHANG, Raymond Química, Introducción a la Termodinámica. Sexta Edición, México , McGraw Hill, 1999. Capítulo 6.7.

Enciclopedia Encarta. Varios autores, España, Multimedia, 1999, Windows.

Brown, LeMay,Bursten, Química, La Ciencia Central, Termodinánica química, Séptima Edición, Pearson, Prentice Hall, México, 1998, Capítulo 19.

Links de Interés Introducción a la termodinámica http://dtahosting.utalca.cl/sitios/quimica/profesor/jvilla/termod.DOC

Guía de Ejercicio http://personal.telefonica.terra.es/web/iespuntadelverde/Departamentos/FyQ/2Bachillerato/Tema4Probselec.htm

http://personal.telefonica.terra.es/web/iespuntadelverde/Departamentos/FyQ/2Bachillerato/Tema4Prob2selec.htm


http://dtahosting.utalca.cl/sitios/quimica/profesor/jvilla/termod.DOC

http://personal.telefonica.terra.es/web/iespuntadelverde/Departamentos/FyQ/2Bachillerato/Tema4Probselec.htm

http://personal.telefonica.terra.es/web/iespuntadelverde/Departamentos/FyQ/2Bachillerato/Tema4Probselec.htm





INSTRUMENTO

REFERENTES Y CRITERIOS

ESCALA DE APRECIACIÓN

Cumplimiento de la tarea asignada: Desarrollo guía de laboratorio (práctico), investigación (teórico), exposición de trabajos terminados, materiales solicitados, entre otros. Responsabilidad en la ejecución de la tarea. Logros de aprendizajes personales percibidos. Proyecciones y aplicaciones en trabajos futuros.

ESCALA DE APRECIACION

Instrucciones: 1.- Esta pauta tiene como propósito evaluar lo que aprendiste.

2.- Frente a cada una de las afirmaciones, subraya la que represente mejor tu apreciación.

ASPECTOS A EVALUAR

RESPUESTAS

1) Cumplí con las tareas que me comprometí

Siempre A veces Nunca

2) Durante el desarrollo del trabajo experimental,

respete las opiniones de mis compañeros y compañeras.


3) Los integrantes del grupo aportaron ideas y

materiales para enriquecer el trabajo final.


4) Colaboré en todas las etapas de los trabajos

realizados.


5) Las relaciones humanas que se manifestaron

fueron.

Siempre Buenas

A veces Buenas Regulares

6) Aporté ideas novedosas


RESPUESTAS: (Aspectos a evaluar) 1 selección “siempre” = 1punto 6 selecciones “siempre” = nota 7 1 selección “a veces” = 0,5 punto 6 selecciones “a veces” = nota 4 1 selección “nunca” = 0 punto 6 selecciones “nunca” = nota 1

PAUTA DE AUTOEVALUACION LICEO: ________________________________________________ CURSO: ________________________________________________ NOMBRE: ________________________________________________

¿CÓMO ARGUMENTO MIS OPINIONES? NUNCA A VECES

CASI SIEMPRE SIEMPRE

1. Respeté el turno de los demás.

2. Participé en la elaboración de la argumentación.

3. Mantuve una actitud respetuosa con mis pares.

4. Me negué en algún momento a participar.

5. Aporté ideas significativas en el debate.

6. Me sentí seguro al hacer uso de la palabra.

NOTA DEL INTEGRANTE:

PAUTA DE COEVALUACION

PROPOSICIONES ALUMNO1

ALUMNO 2

ALUMNO 3

ALUMNO4

ALUMNO5

1. Cumplió con las tarea o materiales asignados por el grupo.

2. Participó activamente en el trabajo grupal.

3. Contribuyó para tener un buen ambiente de trabajo.

4. Respetó y valoró las ideas de sus compañeros de grupo.

5. Contribuyó para que el trabajo del grupo fuera exitoso.

6. Se mostró responsable y ordenado.

NOTA POR INTEGRANTE:

PAUTA DE INTEREVALUACION

EXPOSICION MUY BUENO BUENO MALO MUY

MALO 1. El estudiante reconoce y utiliza el vocabulario científico al

presentar la información. Aplica conceptos químicos.

2. Es atractiva la manera en que presenta el tema al grupo curso.

3. Comunica en forma escrita los resultados de una investigación o los obtenidos en una actividad de laboratorio.

4. Sabe extraer los rasgos fundamentales del contenido.

5. Respeta las opiniones divergentes de sus pares.

6. Comunica lo aprendido de manera objetiva y clara.

NOTA POR GRUPO:

Liceo Lib. Gral. Bernardo O'Higgins Riquelme Dpto. Química Profesora : Drinne Araya Véliz Química Formación General 3° Año Medio Año : 2003

LABORATORIO Nº4 A.E. Reconocen en su significado y aplicación a casos muy simples los conceptos de entalpía, entropía y energía libre. Actividad 5- Analizan procesos que ocurren en la naturaleza, los clasifican como espontáneos y no espontáneos y relacionan la espontaneidad con los intercambios de entropía y energía libre. Experimento N° 1 “Demostración de la espontaneidad de un proceso”

Viertan una gota de tinta o colorante en la superficie de un vaso con agua Describan lo que observan. ¿Es un proceso espontáneo? ¿Cuál es la causa de la espontaneidad del fenómeno observado?

Experimento N° 2 “Análisis de los cambios de entalpía y entropía en un proceso” Averiguan sobre los cambios de entalpía y entropía en procesos simples como el de la sublimación del yodo: I2 (sólido) I2 (gas) Colocan una pequeña cantidad de yodo sólido en un tubo de ensayo largo y lo calientan suavemente a la llama del mechero Bunsen. 1. Observan lo que sucede e indagan:

¿Cómo se llama el proceso que han observado y qué utilidad tiene en la práctica? ¿Qué tipo de proceso es el anterior, desde el punto de vista de los cambios de entalpía? ¿Para qué se calentó el tubo de ensayo?

2. A partir de la observación de las condiciones bajo las que ocurre el experimento, ¿cómo será el signo

del cambio de entalpía en la sublimación del yodo? 3. Explicar que ocurre en los procesos espontáneos en relación a:

Los intercambios de calor entre el sistema y el entorno. El grado de desorden del sistema y del entorno

Apuntes:

“Todo proceso espontáneo ocurre a P y T constantes, con una disminución de energía libre, G, y

que ésta se compone de dos términos: entalpía y entropía, y que está multiplicado por la temperatura. En los procesos exotérmicos el cambio de entalpía es negativo y que la entalpía del sistema en el

estado final es menor que su estado inicial. Un aumento de temperatura significa un mayor aporte del término entropía. Si en un proceso el término entalpía del sistema es positivo y si, el cambio de entropía del sistema

es negativo, dicho proceso no ocurre en forma espontánea. RECUERDE: Deben entregar un informe de laboratorio por grupo con sus observaciones y resultados. No olviden autoevaluarse para verificar sus logros.

Liceo A-7 ACTIVIDADES EXPERIMENTALES Prof. Drinne Araya Véliz Nombre:.................................................................................................................... Curso :.................................. Fecha : ..................................

TERMODINÁMICA: “ PROCESOS ENDOTÉRMICOS Y EXOTÉRMICOS” 1) Vacie en un vaso de precipitado de 100 mL, unos 50 mL de agua mineral, a la

temperatura ambiente (con cuidado, para no liberar demasiado gas). • Introduzca un termómetro y agite con él la bebida. • Registre la temperatura durante el proceso. • Anote sus observaciones. Identifique el proceso ocurrido. 2) En un vaso de precipitado de 100 mL, coloque 50 mL de agua y un par de

gramos de cloruro de amonio (NH4Cl). • Agite suavemente con el termómetro. • Registre la temperatura durante la disolución. • Anote sus observaciones. Identifique el proceso ocurrido. 3) En un vaso de precipitado, que contiene 50 mL de ácido clorhídrico (HCl) 1M,

agregue una lenteja de hidróxido de sodio (NaOH) y agite con el termómetro lentamente.

• Registre la temperatura a medida que se disuelve la lenteja de hidróxido de sodio.

• Anote sus observaciones. Identifique el proceso ocurrido. 4) En una cápsula de porcelana coloque una cucharada de azúcar y agregue

cuidadosamente 0,5 mL de ácido sulfúrico concentrado, (H2SO4). ¿Qué ocurre?

• Anote sus observaciones. Identifique el proceso ocurrido. 5) En una cápsula mezcle cuidadosamente una punta de espátula de (KmnO4)

permanganato de potasio con gotas de ácido sulfúrico (H2SO4) concentrado. • Unte una varilla de vidrio con la pasta húmeda. • Con precaución: toque con la punta de la varilla (que contiene la pasta: de

KmnO4 + H2SO4) una mota de algodón ligeramente humedecida con alcohol. • Describa lo ocurrido. Identifique el proceso ocurrido. Al término de las actividades experimentales deben entregar un informe por grupo, el cual debe incluir las observaciones y el tipo de proceso producido en cada reacción. Además de la autoevaluación, según pauta entregada.

Liceo A-7 ACTIVIDADES EXPERIMENTALES Prof. Drinne Araya Véliz Nombre:.................................................................................................................... Curso :.................................. Fecha : ..................................

TERMODINÁMICA: “ PROCESOS ENDOTÉRMICOS Y EXOTÉRMICOS” 1) Vacie en un vaso de precipitado de 100 mL, unos 50 mL de agua mineral, a la

temperatura ambiente (con cuidado, para no liberar demasiado gas). • Introduzca un termómetro y agite con él la bebida. • Registre la temperatura durante el proceso. • Anote sus observaciones. Identifique el proceso ocurrido. 2) En un vaso de precipitado de 100 mL, coloque 50 mL de agua y un par de

gramos de cloruro de amonio (NH4Cl). • Agite suavemente con el termómetro. • Registre la temperatura durante la disolución. • Anote sus observaciones. Identifique el proceso ocurrido. 3) En un vaso de precipitado, que contiene 50 mL de ácido clorhídrico (HCl) 1M,

agregue una lenteja de hidróxido de sodio (NaOH) y agite con el termómetro lentamente.

• Registre la temperatura a medida que se disuelve la lenteja de hidróxido de sodio.

• Anote sus observaciones. Identifique el proceso ocurrido. 4) En una cápsula de porcelana coloque una cucharada de azúcar y agregue

cuidadosamente 0,5 mL de ácido sulfúrico concentrado, (H2SO4). ¿Qué ocurre?

• Anote sus observaciones. Identifique el proceso ocurrido. 5) En una cápsula mezcle cuidadosamente una punta de espátula de (KmnO4)

permanganato de potasio con gotas de ácido sulfúrico (H2SO4) concentrado. • Unte una varilla de vidrio con la pasta húmeda. • Con precaución: toque con la punta de la varilla (que contiene la pasta: de

KmnO4 + H2SO4) una mota de algodón ligeramente humedecida con alcohol. • Describa lo ocurrido. Identifique el proceso ocurrido. Al término de las actividades experimentales deben entregar un informe por grupo, el cual debe incluir las observaciones y el tipo de proceso producido en cada reacción. Además de la autoevaluación, según pauta entregada.


LABORATORIO 2

A.E. Distinguen entre procesos espontáneos y no espontáneos. Conocen ejemplos de reacciones químicas espontáneas que ocurren en su entorno. Actividad 2- Identifican conceptos elementales acerca de las interacciones de un sistema con su entorno en situaciones experimentales. Tarea : Indague acerca del principio de conservación de la energía. ¡ESTÚDIELO! Experimento N°1 “Principio de conservación de la energía aplicada a un sistema

termodinámico”

Preparen un sistema como indica la figura *, consiste en una pila y una ampolleta 3 volts contenidos dentro de una caja relativamente pequeña, de paredes aislante.

Cierren el circuito y predigan lo que ocurrirá en el sistema. Debatan acerca de lo que ocurre a través de sus observaciones en las que miden la temperatura del sistema a intervalos de 5-6 minutos. Elaboren una tabla en la que anotan las temperaturas del aire a diferentes tiempos.

TERMÓMETRO INTERRUPTOR AMPOLLETA PILA MIRILLA PARED AISLANTE Respondan: 1. ¿Qué clase de sistema es el utilizado? 2. ¿Qué clases de energía se han transferido o transformado? 3. ¿En que se transformó la energía luminosa de la ampolleta? 4. ¿Cómo se puede demostrar que la pila también produce calor mientras funciona? 5. ¿Qué se puede decir respecto de la energía química de la pila al final del proceso, si se

compara con la energía química inicial? ¿Es la misma? ¿Por qué? 6. ¿Es la energía total del sistema igual al comienzo y al final del proceso? 7. Citen ejemplos de procesos en los que ocurre transferencia de calor la vida cotidiana (por

ejemplo: accionar el freno de un vehículo)

Experimento N°2 “Relacione, en un sistema, su variación de energía con los intercambios de calor y trabajo”.

Cada grupo dispone de una jeringa desechable de 50 mL, que contiene 25 mL de aire. Sellen el extremo donde se inserta la aguja. Predigan lo que sucederá cuando sumerjan en agua caliente (80-90ºC)

¿Qué observan? ¿Se podría levantar un pequeño peso aprovechando el desplazamiento del émbolo? ¿Se puede decir que aún en ausencia de ese pequeño peso el aire en la jeringa realizó un

trabajo? ¿Por qué? ¿Qué factores determinarán la magnitud de ese trabajo de expansión? ¿Influirá la magnitud del

aumento de volumen o la presión exterior ejercida sobre el gas? ¿Cuál es el significado de la siguiente expresión: w = - Pexterior ΔV

“La energía del universo es constante, no se puede crear ni destruir. Un sistema puede variar su energía sólo por el intercambio con el entorno, de modo que cuando la energía del sistema aumente la del entorno disminuye en igual magnitud (y viceversa)”. Experimento N°3 “Indague acerca del concepto espontaneidad de un proceso” Masar un pequeño trozo de cinc. Agregar 5 mL de ácido clorhídrico a un tubo de ensayo que contiene un pequeño trozo de cinc. Escriban la ecuación química que describe la reacción. Tomen nota ordenadamente de sus observaciones e intenten interpretarlas.

Indaguen qué le ocurre al cinc cuando se pone en contacto con el ácido clorhídrico. 1. a) ¿Es el proceso espontáneo? b) ¿De dónde provienen las burbujas? 2. ¿Se enfría o calienta la mezcla durante la reacción? 3. ¿Qué se puede decir con relación a la acidez de la solución final? Medir el pH 4. ¿Por qué “desaparece” el cinc? 5. ¿Es combustible el gas desprendido en la reacción? b) ¿Es ácido o básico el gas producido? 6. ¿Qué se observa cuando se evapora cuidadosamente la solución resultante? 7. ¿Qué se entiende por un proceso espontáneo? 8. Buscar ejemplos de procesos espontáneos que ocurren en la vida cotidiana. 9. ¿Qué se entiende por proceso irreversible? 10. Proponga ejemplos de procesos y clasifíquelos en reversibles e irreversibles. 11. Completa los términos faltantes:

Un proceso que ocurre por sí solo se denomina...........................................................................

Un sistema al que se transfiere energía en forma de calor aumenta su......................................... y si puede variar su volumen es capaz de realizar un....................................................................

12. ¿Quién fue James P. Joule y cuál fue su mayor contribución a la ciencia?

Liceo Lib. Gral. Bernardo O'Higgins Riquelme Dpto. Química Profesora : Drinne E. Araya Véliz Química Formación General 3° Año Medio Año : 2003

LABORATORIO Nº1 INSTRUCCIONES: Siga las indicaciones dada por la profesora antes, durante y después de realizar cada actividad experimental.

Es obligación el uso del delantal durante el desarrollo de las actividades experimentales en el laboratorio, al igual que los materiales mínimos necesarios para realizar la actividad correspondiente, guía de trabajo, un paño para secar los materiales utilizados y limpiar el lugar de trabajo, después de realizadas las actividades. Además debe tener pegado en su cuaderno la guía "Seguridad en el Laboratorio", ¡Estúdiela!

Al término de cada laboratorio deben entregar un informe por grupo con las observaciones y resultados

obtenidos durante y después de realizada las respectivas actividades experimentales, para ser evaluados (as). NOTA Experimento 1+ NOTA Experimento 2 + NOTA Experimento 3 = Una NOTA al libro de clases. Cada alumno o alumna deberá autoevaluarse, según la pauta dada a conocer a continuación (pie de página).

Experimento Nº1 “Distinción entre un sistema aislado y otro sin aislar” Vierten en dos matraces Erlenmeyer la misma cantidad de agua a 60-70 ºC Uno de los matraces está aislado con una lámina de poliestireno, espuma corcho u otro material aislante, y el otro sin aislar. Insertan un termómetro en el líquido contenido en cada uno de los recipientes, (figura Nº1). 1. Predigan lo que esperan observar cuando se mide la temperatura a distintos tiempos. 2. Midan la temperatura del agua luego que ha transcurrido un par de minutos (tiempo “cero”) y luego cada 5

minutos, agitando brevemente el líquido. Tabulen sus mediciones y debatan a cerca de sus observaciones e intenten dar explicaciones.

Tiempo Sistema A Sistema A Sistema B Sistema B

minutos Temperatura/º C Temperatura/º C Temperatura/º C Temperatura/º C

Predicción Observada Predicción Observada

0

5

10

15

3. Después de 15 minutos interrumpan las mediciones y analícenlas. Contrasten los resultados obtenidos con sus

predicciones. Expliquen. 4. Fundamenten por qué se espero un par de minutos luego de verter el agua en los matraces, antes de comenzar a

realizar las mediciones. • ¿Qué hubiese sucedido si se midiera la temperatura en forma inmediata? • ¿Sería acertado proceder así? ¿Por qué?

Alumno (a) 1 Alumno (a) 2 Alumno (a) 3 Alumno (a) 4 Alumno (a) 5

Criterios Sí/No Sí/No Sí/No Sí/No Sí/No

¿Fui cuidadosa (o) al realizar el experimento?

Trabaje con interés

Cumplí con los materiales solicitados

Logre algún aprendizaje

Participé con mis compañeras (os)


LABORATORIO Nº1 (continuación)

Experimento Nº2 “Efecto de una pared aislante sobre la transmisión del calor” 1. Protéjase la yema del dedo índice con un trozo de una lámina delgada de poliestireno expandido o espuma de

poliuretano, luego toque un vaso de precipitados con agua a una temperatura aproximada de 80– 90º C. 2. Cuidadosamente toque el vaso por un instante muy breve con el dedo sin proteger. ¿Qué concluyen? ¿A qué se

debe la diferencia observada? ¿Sería lo mismo proteger el dedo con papel de aluminio? ¿Qué característica diferencia al metal de esos materiales?

3. Nombren diversos sistemas, definan sus características y las del entorno correspondientes a cada uno de ellos,

luego clasifíquenlos en abiertos, cerrados o aislados. 4. Enumeran las propiedades que permiten caracterizar un sistema cualquiera (ejemplo: masa, volumen,

composición química, temperatura, etc.) 5. Indaguen y debatan acerca de sí fuese necesario indicar la masa y el volumen del sistema, si se menciona su

densidad, o si es necesario especificar su composición química, si el sistema consiste en una sustancia pura y no manifiesta una transformación química en el proceso descrito.

6. Averiguar sobre la ecuación de los gases ideales para definir el estado de un sistema. ¿A qué se llama sistema

reactivo? Experimento Nº3 “Definición del estado termodinámico de un sistema en términos de sus propiedades” 1. Cada grupo dispone de un vaso de precipitados de 250 mL con una masa de agua equivalente a 125 g a

temperatura ambiente. 2. Disuelven en el agua 1,5 g de sal común (NaCl). Determinan la temperatura y el volumen de la solución. 3. Luego calienten hasta alcanzar una temperatura aproximada de 60º C y determinan nuevamente su temperatura

y volumen. a) ¿Qué elementos forman el sistema en este caso? a) Determinen las propiedades que especifican los estados inicial y final del sistema y el proceso a que éste fue

sometido.

PROPIEDADES DEL SISTEMA

ESTADO INICIAL (cifra – unidad)

ESTADO FINAL (cifra – unidad) OBSERVACIÓN

Presión

Volumen

Temperatura

Concentración de la solución

4. Masen unos 25 g de hielo y lo agregan a la solución salina. Una vez que el sólido a fundido por completo, agiten

y determinen el valor de las variables que especifican el estado del nuevo sistema (P, V, T, c). Tabulen sus resultados y expliquen las variaciones producidas.

5. Indaguen sobre el proceso que ha tenido lugar luego de la adición del trozo de hielo. ¿Qué propiedades han

cambiado? ¿Ha variado la concentración de la solución? ¿Por qué?. ¡NO deben olvidar! • Entregar los materiales limpios, secos y en buen estado, su lugar de trabajo debe quedar limpio, deposíte los

residuos sólidos en el basurero, los residuos ácidos o alcalinos deben ser previamente neutralizados para luego vaciarlos en el lugar destinado para ello, se le indicará en el momento oportuno.

• Los alumnos o alumnas son responsables del material que se quiebre o se pierda durante el desarrollo

de las actividades de laboratorio. Trabaje tranquilo (a), utilizando sus sentidos. Sea cuidadosa (o). Recuerden: deberán entregar un informe escrito siguiendo las instrucciones dada en clases, una vez terminada cada actividad experimental con las observaciones y resultados obtenidos por grupo para ser evaluadas (os).


“Termodinámica”

Ejercicios: I. Determine la entalpía para las siguientes reacciones e indique el tipo de reacción

(endotérmica o exotérmica).

• C2H2 C6H6 226,7 82,9

• N2O + CO N2 + CO2 81,5 -110,5 -393,5

• C(s) + H2O(g) CO(g) + H2(g) -241,8 -110,5

• NO(g) + ½ O2(g) NO2(g) 90,4 33,9

• HBr(g) + ½ Cl2(g) HCl(g) + ½Br2 (g) -8,66 -22,063

• CO(g) + ½ O2(g) CO2(g) -26,42 -94,052

• Fe2O3 + H2(g) Fe(s) + H 2 O(l)

-196,5 -68,32

II. Evalué el cambio de entalpía en la combustión de un mol de:

a) CH4, metano b) C2H2, acetileno c) C4H10, butano d) H2, hidrógeno

e) gas domiciliario (CO + H2).

En las siguientes reacciones químicas: • CH4 + 2 O2 CO2 + 2 H2O

-74,8 -393,5 -241,8

C2H2 + 5/2 O2 2 CO2 + H2O 226,7 -393,5 -241,8

C4H10 + 13/2 O2 4 CO2 + 5 H2 O -124,7 -393,5 -241,8

H2 + O2 H2O

-241,8

CO + H2 + O2 CO2 + H2O -110,5 -393,5 -241,8 III. Determine el calor de vaporización del agua, a partir de los calores de formación (/ H)

del vapor de agua: H2 (g) + 1/2 O2(g) H2O (v) / H = -57,8 kcal y del agua líquida: H2 (g) + 1/2 O2(g) H2O (l) / H = -68,3 kcal


Guía de aplicación de conceptos Laboratorios 1- 2 y 3 1. ¿Qué tipo de sistema es una ampolleta de vidrio sellada con alcohol en su interior? 2. ¿Qué tipo de sistema es un vaso con agua? 3. ¿Cuál es el entorno del sistema solar? 4. Si se perfora un recipiente metálico cerrado que contiene un líquido, ¿en qué tipo de sistema

se convierte? 5. ¿Es el cuerpo humano un sistema aislado, cerrado o abierto? ¿Cuál es su entorno? 6. ¿Cuál será el proceso que ocurre a un trozo de hierro a temperatura ambiente, cuando se

introduce en la hielera que se encuentra a –10 ºC? 7. ¿Qué proceso ocurre cuando se coloca un cristal de sulfato de cobre en agua? 8. Indique cuáles fueron los estados inicial y final, y cuál es el proceso que ha tenido lugar (7). 9. ¿Qué le sucede, respecto del volumen, a un líquido cuando se calienta? 10. ¿Cómo demostrarían lo que ocurre en (9)? 11. ¿En los tres experimentos realizados qué variable se mantuvo constante? ¿Cuál es su valor? 12. En los siguientes casos indique variable (s) varía (n) notablemente. Fundamente

- El aire en el interior de un neumático. - El butano en un cilindro de gas licuado. - El agua a ebullición contenida en una olla a presión. - Agua contenida en un recipiente abierto ubicado sobre la cima del monte Aconcagua.

EVALUACIÓN Responda brevemente (puede trabajar sola (o), en grupos de 3 ó 5 alumnas (os) si lo desean). Deben entregar un informe personal o por grupo, para ser evaluadas (os). NOTA directa al libro de clases.

¿Qué entiende por: sistema, entorno, límite, procesos, clases de sistemas termodinámicos? De ejemplos para cada caso.

Indague sobre la diferencia entre calor y temperatura. Señale con ejemplos.

Averigüe la importancia de la termodinámica para el ser humano; por ejemplo:

- ¿En qué ámbito se aplica? - ¿Para qué sirve? - ¿En qué profesiones u oficios es importante saber termodinámica? - ¿A qué problemas ambientales se puede aplicar preferentemente la termodinámica?

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