quimica general

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  • 1. UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNADESCUELA DE CIENCIAS BSICAS, TECNOLOGIAS E INGENIERIASCONTENIDO DIDCTICO DEL CURSO: 201102 QUIMICA GENERAL UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIAESCUELA DE CIENCIAS BSICAS, TECNOLOGA E INGENIERAPROGRAMA CIENCIAS BSICAS 201102 QUMICA GENERAL DANILO LUSBIN ARIZA RUAAutorSTELLA DIAZ NEIRA Directora NacionalMILENA RAQUEL ALCOCER Acreditadora BOGOTA Julio de 2011 1

2. UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BSICAS, TECNOLOGIAS E INGENIERIAS CONTENIDO DIDCTICO DEL CURSO: 201102 QUIMICA GENERALASPECTOS DE PROPIEDAD INTELECTUAL Y VERSIONAMIENTO El presente mdulo fue diseado en el ao 2006 por el Msc. Danilo LusbnAriza, docente de la UNAD, y ubicado en el CEAD de Barranquilla, actualmentese desempea como tutor de la UNAD.Esta es la primera actualizacin del mdulo realizada por la Qumica StellaDaz Neira quien ha sido tutora en el CEAD JAG, de la ciudad de Bogot desde elao 2001 y se desempea actualmente como directora del curso a nivel nacional.Para la presente actualizacin se recibieron observaciones, sugerencias yaportes del Qumico Manuel Lozano Regueiros, el Licenciado en Qumica JohnyRoberto Rodrguez y la Ingeniera Qumica Alba Janeth Pinzn. Este mismo ao La Licenciada en Qumica y Biologa Milena RaquelAlcocer, tutora del CEAD Ibagu, apoy el proceso de revisin de estilo delmdulo y dio aportes disciplinares, didcticos y pedaggicos en el proceso deacreditacin de material didctico desarrollado en el mes de Julio de 2009.2 3. UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BSICAS, TECNOLOGIAS E INGENIERIAS CONTENIDO DIDCTICO DEL CURSO: 201102 QUIMICA GENERAL INTRODUCCINEste mdulo de qumica general pretende presentar de una manera concreta losconceptos que se consideran necesarios para el desarrollo del respectivo cursoacadmico en los programas de la Escuela de Ciencias Bsicas, Tecnologas eIngenieras y de la Escuela de Ciencias Agrarias.El curso acadmico de Qumica General tiene 3 (tres) crditos acadmicos y seinscribe en el campo de formacin disciplinar. Es bsico para la formacin endiversos campos profesionales ya que debe proporcionar los fundamentosconceptuales y prcticos de la disciplina, para la comprensin de sus leyes y susmtodos, a partir de su aplicacin en diferentes procesos tecnolgicos y en ladescripcin de fenmenos naturales.Asimismo el curso pretende propiciar en los estudiantes el desarrollo dehabilidades de pensamiento comunicativas y destrezas instrumentales a travs delanlisis y solucin de problemas prcticos en diferentes campos de aplicacin dela qumica para resolver problemas relacionados con el ejercicio de la profesin,su campo de inters y de la vida diaria.Aunque el objetivo de la qumica es extremadamente amplio, con el mdulobuscamos aprender y comprender los principios generales que rigen elcomportamiento de la materia; entender la relacin que existe entre su estructuray propiedades y comprender los cambios energticos que acompaan lastransformaciones de los compuestos qumicos. El entendimiento de las anteriores relaciones y transformaciones son importantespara poder contestar preguntas del da a da como por ejemplo: Por qu si sedeja una manzana cortada se oscurece con el tiempo? Pero si le agregamos unasgotas de limn ese fenmeno no ocurre? Por qu el cloro blanquea? Por qulas hojas cambian de color en el otoo? Por qu debemos comer alimentos paramantenernos vivos? Cules son los mecanismos que los medicamentos lleguena una clula enferma? Porqu pueden aparecer reacciones indeseables cuando elconsumo de un producto (en alimentos, agrarias, farmacia) se hace con otras3 4. UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BSICAS, TECNOLOGIAS E INGENIERIAS CONTENIDO DIDCTICO DEL CURSO: 201102 QUIMICA GENERALsustancias? Hay muchos fenmenos sorprendentes, pero la explicacin de losmismos, es una fascinacin todava mayor. Por eso se hace necesario entenderla relacin que existe entre la estructura de la materia y sus propiedades.El mdulo esta distribuido en tres unidades:La primera hace referencia a la estructura de la materia a partir de los tomos ycompuestos y a las propiedades de la misma, haciendo nfasis en el estadogaseoso.En la segunda unidad se estudian las diferentes dispersiones, especialmente lassoluciones verdaderas. Se muestran adems las propiedades de los coloides y delas suspensiones, tambin se estudia el equilibrio qumico y el pH.La tercera unidad abarca los cambios qumicos y los clculos estequiomtricos delas cantidades de reactantes y productos involucrados en una reaccin qumica.Se espera que con el estudio del curso acadmico de qumica general seproporcionen las bases para el desarrollo de futuros aprendizajes.4 5. UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BSICAS, TECNOLOGIAS E INGENIERIAS CONTENIDO DIDCTICO DEL CURSO: 201102 QUIMICA GENERALINDICE DE CONTENIDOPg.INTRODUCCION3UNIDAD UNO. ESTRUCTURA DE LA MATERIA 11Captulo Uno. ELEMENTOS Y COMPUESTOS QUMICOS 13Leccin 1. Estructura de los tomos 131.1 Partculas subatmicasLeccin 2. Configuracin Electrnica16 2.1 Modelo actual del tomo 2.2 Distribucin de los electrones en los estados de EnergaLeccin 3. Tabla Peridica26 3.1 Elementos representativos 3.2. Elementos de transicin 3.3 Elementos de Tierras RarasLeccin 4. Propiedades peridicas de los elementos32 4.1 Tamao atmico 4.2 Potencial de Ionizacin 4.3 Afinidad Electrnica 4.4 ElectronegatividadLeccin 5. Compuestos Qumicos. Estructura35 5.1 Estructuras de Lewis 35Leccin 6. Enlaces Qumicos.38 6.1 Enlaces Intramoleculares 38 6.2 Fuerzas intermoleculares 42 6.3 Propiedades de los enlaces 43Ejercicios capitulo Uno 44Captulo Dos. ESTADOS DE LA MATERIA 47Leccin 7. Teora Cintico Molecular47Leccin 8. .Estado Slido 48 8.1 Caractersticas de los slidos 8.2. Slidos amorfos y cristalinosLeccin 9. Estado Liquido 51 9.1 Propiedades de los lquidos 9.2. Evaporacin y Presin de vapor. 9.3. Aplicaciones en la IndustriaLeccin10. Estado Gaseoso 605 6. UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BSICAS, TECNOLOGIAS E INGENIERIAS CONTENIDO DIDCTICO DEL CURSO: 201102 QUIMICA GENERAL 10.1 Caractersticas de los gases 62Leccin 11. Gases ideales 11.1 Teora Cintica Molecular de los gases 11.2 Leyes de los gases ideales 11.3 Gases Reales 72Leccin 12. Cambios de estado 12.1 Calor de transicin en los cambios de estado 12.2 Curva de calentamiento 78Ejercicios capitulo DosCapitulo Tres. CANTIDAD DE SUSTANCIA 80Leccin 13. Masa atmica y masa molecular80 13.1 Repaso conceptos 13.2 Unidades de masa atmica 13.3 Masa atmica 13.4 Masa molecularLeccin 14. Mol y Nmero de Avogadro 84Leccin 15. Masa Molar 8515.1 Relaciones entre los conceptos del captulo 3Ejercicios capitulo Tres 88AUTOEVALUACION UNIDAD UNO89Anexo 1 Mtodo Cientfico96Anexo 2 Sistema Internacional de Medidas 99Anexo 3 Anlisis dimensional 103UNIDAD DOS. MEZCLAS105Captulo Cuatro. SOLUCIONES VERDADERAS 107Leccin 16. Componentes de una solucin107Leccin 17. Clasificacin de las Soluciones108 17.1 Segn su estado fsico 17.2 Segn su concentracinLeccin 18. Unidades de Concentracin. Unidades Fsicas110 18.1 Porcentaje (%) de soluto en la solucin 18.2. Partes por milln (ppm)Leccin 19. Unidades de Concentracin. Unidades Qumicas 113 19.1 Molaridad 19.2 Normalidad 19.3 Molalidad 19.4 Fraccin MolarLeccin 20. Propiedades Coligativas de las Soluciones119 20.1 Presin de Vapor6 7. UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BSICAS, TECNOLOGIAS E INGENIERIAS CONTENIDO DIDCTICO DEL CURSO: 201102 QUIMICA GENERAL 20.2 Aumento ebulloscpico 20.3 Descenso crioscpico 122 20.4 Presin OsmticaEjercicios capitulo Cuatro 124Capitulo Cinco. SUSPENCIONES Y COLOIDES125Leccin 21. Suspensiones.126 21.1 Caractersticas Generales de las suspensiones 21.3. Suspensiones de Importancia BiolgicaLeccin 22. Coloides 127 22.1 Clasificacin de los coloides 22.2. Propiedades de los coloides.Leccin 23. Comparacin de las propiedades de las soluciones, coloides y 131Suspensiones. 23.1 Tabla comparativaEJERCICIOS CAPITULO CINCO132Capitulo Seis. EQUILIBRIO QUIMICO133Leccin 24. Generalidades del Equilibrio Qumico 133 24.1. Equilibrio homogneo 24.2. Equilibrio HeterogeneoLeccin 25. Constante de Equilibrio134 25.1 Expresin de la constante de Equilibrio. 25.2. Aplicaciones de la constante de equilibrioLeccin 26. Principio de LChatelier 137 26.1. Efectos en el cambio de concentracin 26.1. Efectos del cambio de temperatura 26.2. Efectos del cambio de Presin 26.3. Efectos en el cambio de catalizadorLeccin 27. Equilibrio Inico139 27.1 Electrolitos 27.2 Definicin de Brnsted-lowry de cido y base 27.3 Equilibrio cido baseLeccin 28. Porcentaje de disociacin142Leccin 29. Producto inico del agua 144Leccin 30. Potencial de Hidrgeno (pH)14530.1. Clculos de pH para cidos y bases fuertes30.2. Clculos de pH para cidos y bases dbilesEjercicios capitulo Seis 148AUTOEVALUACION UNIDAD DOS149UNIDAD TRES. CAMBIOS QUIMICOS152Captulo Siete. REACCIONES QUMICAS1547 8. UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BSICAS, TECNOLOGIAS E INGENIERIAS CONTENIDO DIDCTICO DEL CURSO: 201102 QUIMICA GENERALLeccin 31 Ecuacin qumica154Leccin 32 Clasificacin de las reacciones 155 32.1 la frmula molecular de algunos compuestos orgnicos 32.2 Algunas reacciones qumicas de intersLeccin 33 Leyes Ponderales157Leccin 34 Balanceo de ecuaciones16034.1 Mtodo del ensayo y error34.2 Mtodo de oxido reduccinEjercicios capitulo Siete162Captulo ocho. OXIDACION REDUCCION 164Leccin 35 Reacciones de oxido reduccin 164Leccin 36 Nmero de oxidacin 16536.1 Reglas para asignar un nmero de oxidacinLeccin 37 Oxidacin y reduccin 167Leccin 38 Balanceo redox por mtodo del cambio del No. de oxidacin 170Leccin 39 Balanceo redox por mtodo del ion electrn17239.1 En medio cido39.2 en medio bsico39.3 en medio neutroEjercicios capitulo Ocho 177Captulo nueve. ESTEQUIOMTRIA 179Leccin 40. Relacin estequiomtrica molar REM 17940.1 Clculos estequiomtricos utiliza