GUÍA DE QUÍMICA II UNIDAD I REACCIONES QUÍMICAS INORGÁNICAS 1.1. Define los conceptos de: reacción y ecuación química. La reacción química es cuando una o más sustancias (reactantes), se transforman, cambiando sus enlaces y estructura molecular, en otras sustancias llamadas productos. La ecuación química es una descripción simbólica de una reacción química, mostrando las sustancias que reaccionan (reactantes o reactivos) y las sustancias que se obtienen (productos). 1.2. Elabora un cuadro comparativo de los tipos de reacciones químicas inorgánicas: síntesis o adición, análisis o descomposición, simple sustitución y doble sustitución, asociándolas con sus respectivos modelos matemáticos.

Tipo de reacción Descripción Modelo matemático

Síntesis o adición Básicamente este tipo de reacción se refiere a los elementos compuestos

sencillos que se unen para formar un compuesto más

complejo.

A+B AB

Análisis o descomposición

Es cuando un compuesto se fragmenta en elementos

o compuestos más sencillos. Se define como la reacción contraria de la

Síntesis.

AB A+B

Simple sustitución Cuando un elemento reemplaza a otro en un

compuesto.

A+BC AC+B

Doble sustitución Los elementos reemplazan a otros en los compuestos,

aquí los iones en el compuesto cambian

lugares con los iones de otro compuesto para

formar dos sustancias diferentes.

AB+CD AD+BC

1.3. Realizar una investigación sobre los distintos modelos de reacciones químicas inorgánicas. Básicamente existen dos grandes modelos de reacciones químicas inorgánicas, las reacciones ácido-base o de neutralización que no aplica cambios en los estados de oxidación y las reacciones Redox donde cambian los estados de oxidación. Sin embargo, estas se pueden clasificar de acuerdo al mecanismo de reacción y los tipos de productos resultantes de la reacción.

- Reacción de síntesis: Son elementos compuestos sencillos que se unen para formar un compuesto más complejo. (A+B -> AB)

- Reacción de descomposición: Se puede entender como cuando un compuesto se fragmenta en elementos o compuestos más sencillos. (AB -> A+B)

- Reacción de simple sustitución: Cuando un elemento reemplaza a otro en un compuesto. (A+BC -> AC+B)

- Reacción de doble sustitución: Al igual que el tipo de reacción anterior, los elementos reemplazan a otros en los compuestos, aquí los iones en el compuesto cambian lugares con los iones de otro compuesto para formar dos sustancias diferentes.(AB+CD -> AD+BC)

1.4. Elaborar con el apoyo del docente un mapa conceptual que integre los modelos de reacciones químicas inorgánicas.

Modelos de Reacciones

Químicas Inorgánicas.

Reacciones Ácido-Base o

Neutralización

Reacciones REDOX

Se clasifican en

Se define como Se define como

Reacción química entre

un ácido y una base.

Reacción donde uno o

más electrones se

transfieren, provocando

cambios en los edos. De

oxidación. Para esto es necesario

Para esto es necesario Ácido Base

.

Agente

oxidante Agente

reductor

Tienen sabor

caustico y tacto

jabonoso.

Tienen sabor

ácido, corroen

metal y otros

materiales,

reducen su

acidez al

mezclarse con

una base,

dando lugar a

una sal.

Elemento

que gana

electrones,

reduciéndos

e.

Elemento

que pierde

electrones, y

en

consecuencia

se reduce.

Cristalización, purificación,

solubilización de nutrientes

mediante PH.

Reducción de minerales para la

obtención de aluminio o hierro. Algunos usos en industria.

1.5. Resuelve ejercicios en los que se complete mediante fórmulas químicas, los reactivos o productos correspondientes en ecuaciones químicas inorgánicas.

Zn + HCl ZnCl2 + H2 (Zinc reacciona con Ácido clorhídrico para formar cloruro

de Zinc más Hidrógeno molecular)

H + Cl HCl (Hidrógeno más cloro produce, Ácido clorhídrico)

Reacción química donde se muestra la doble sustitución y así mismo se aprecia como

NO3 y Cl cambian de lugar.

UNIDAD 2 ESTEQUIOMETRÍA 2.1. Define que es estequiometria y masa. La estequiometria es el cálculo de las relaciones cuantitativas entre reactivos y productos en el transcurso de una reacción química. La masa, en la química y física es la magnitud que cuantifica la cantidad de materia de un cuerpo. 2.2. Describe en que consiste balancear una ecuación química. El balanceo de ecuaciones químicas, busca igualar el número de átomos en ambos lados de la ecuación, es decir en el lado de la reacción y en el lado del producto, donde existen distintas maneras para realizarla. 2.3. ¿Qué dice la ley de conservación de la masa? Plantea problemas que te permitan comprobar la ley de conservación de la masa. La ley de conservación de la masa plantea que la masa de un sistema permanece invariable cualquiera que sea la transformación, o bien, la masa de los cuerpos reaccionantes es igual a la masa de los productos de la reacción. Ejercicio: A partir de la información que se muestra a continuación, calcule los gramos de Cloruro de Hidrógeno que se producirán si reaccionan completamente 25gr. de Cloro con suficiente Hidrógeno. Cloro + Hidrógeno Cloruro de Hidrógeno 71gr. 2gr. 73gr.

Si 71 gr. de Cloro produce 73gr. de Cloruro de Hidrógeno. ¿Cuántos gr. De Cloruro de Hidrógeno se producen con 25gr. de Cloro? 25.70 gr. de Cloruro de Hidrógeno. 71gr. Cloro 73gr. Cloruro de Hidrógeno 73 X 25 / 71 = 25.70 25gr. Cloro ? Cloruro de Hidrógeno (Aplicando regla de 3)

2.4. Escribe algunas ecuaciones químicas sencillas y balancéalas por el método de tanteo.

SbS3 + O2 Sb3 O4 + SO2 = 3SbS3 + 11O2 Sb3 O4 + 9SO2 (Resultado)

Reactivos Elemento Productos

3 S 1

1 Sb 3

2 O 6

C8H18 + O2 CO2 + H2O = 2C8H18 + 25O2 16CO2 + 18H2O (Resultado)

Reactivos Elemento Productos

16 C 16

36 H 36

50 O 50

2.5. Explica el método Redox en el balanceo de ecuaciones químicas.

En este método, el número de oxidación de algunos átomos cambia al pasar de reactivos a productos, REDOX proviene de las palabras REDucción-OXidación. Esta reacción se identifica porque siempre hay una especie que se oxida y otra que se reduce. 2.6. Define que es oxidación, reducción, agente oxidante y agente reductor. La oxidación es la interacción entre las moléculas de oxígeno y todas las sustancias diferentes que pueden ponerse en contacto. También se define como la pérdida de al menos un electrón cuando dos o más sustancias interactúan entre sí. La reducción es el proceso químico por el cuál un átomo o un ion ganan electrones e implica la disminución de su estado de oxidación, es decir es el proceso contrario a la oxidación. El agente oxidante es aquel elemento que propicia a la oxidación, es decir, la acción del oxígeno en otro elemento. Por otro lado, el agente reductor es aquel que cede electrones a un agente oxidante. 2.7. Balancea ecuaciones químicas por el método de óxido-reducción, reconociendo que elemento se oxida, que elemento se reduce y cuáles son los agentes oxidante y reductor, así como el balance electrónico. De acuerdo a la siguiente ecuación. 1 7 -2 1 -2 1 1 -1 1 6 -2 1 5 -2 1 -2 1 -2 1

6K MnO4 +12NaOH + KI 6Na2 MnO4 + KIO3 + 3H2O + 6KOH (1e-) Mn +7 Mn+6 (se reduce) 1x6=6 Transferencia de (6e-) 6 electrones I -1 I+5 (se oxida) 6x1=6

Reactivos Elemento Productos

9 S 9

3 Sb 3

22 O 22

Reducción

-1 0 1 2 3 4 5 6 7

Oxidación

Agente oxidante: KMnO4 porque contiene el elemento que se redujo. Agente reductor: KI ya que I se oxida. Balance electrónico: 6e- 2.8. Investiga las unidades químicas fundamentales que considera el Sistema Internacional. A continuación se muestra una tabla de las unidades fundamentales utilizadas en química.

MAGNITUD SÍMBOLO UNIDAD ABREVIATURA

Mol Mol. - Mol.

Masa molecular - - uma.

Masa molar - - Kg/mol o gr./mol

Volumen molar Vm m^3(Mol.) L (litros)

2.9. Elabora una tabla que relacione las unidades químicas que intervienen en las reacciones químicas.

Unidad química Obtención o descripción

Mol Es la unidad con que se mide la cantidad de sustancia.

Masa molecular La masa molecular se obtiene de la suma de las diferentes masas de los elementos definidos en la tabla periódica, su valor numérico coincide con el de la masa molar, pero expresado en unidades de

masa atómica (uma).

Masa molar Se define como la masa de una sustancia por unidad de cantidad de sustancia. Su unidad de medida es Kg por Mol, pero casi siempre es expresada como gr. por Mol.

Volumen molar Es el volumen de un mol de una sustancia, el volumen ocupado por un Mol en condiciones normales (Presión= 1 atmósfera,

Temperatura= 0°C ó 273K.) es de 22.4 Litros.

2.10. Aplica las relaciones estequiometrias en la determinación de las cantidades de sustancias que intervienen en las reacciones químicas. ¿Cuántos gr. De NaHCO3 hay en 6.24 mol de Bicarbonato de sodio?

Na= 23x1=23 NaHCO3 = 6.24 gr.

H= 1x1= 1 84 uma. 1 mol de NaHCO3 = 84 gr.

C= 12x1=12 6.24 mol NaHCO3= ?

O= 16x3=48 R= 524.16 gr.

2.11. Resuelve problemas en los que apliques las relaciones estequiometricas en una reacción química. ¿Qué volumen de CO2 se forman si se hace reaccionar .3 gr. de Carbonato de sodio de acuerdo a la siguiente reacción? 106 gr. 22.4 L. Masa molar

Na2 CO3 + 2HCl 2NaCl + CO2 + H2O Na= 23x2=46 .3 gr. ? C= 12x1=12 106 gr. O= 16x3=48 106 gr. 22.4 L. .3 gr. X R=.063 L.

UNIDAD 3 INTRODUCCIÓN A LOS COMPUESTOS DEL CARBONO. 3.1. Elabora un cuadro comparativo sobre propiedades de sustancias orgánicas e inorgánicas.

Propiedad Comp. orgánico Comp. Inorgánico

Solubilidad Se disuelven en solventes no polares como el

“benceno”.

Se disuelven en solventes polares como el “agua”.

Punto de fusión Bajo Temperaturas altas.

Punto de ebullición Bajo Alto

Tamaño molecular Grande Pequeño

Isomería Si presenta No existe la isomería.

Concatenación Si presenta No existe la concatenación.

Estabilidad química No existe demasiada estabilidad como la

“manzana”.

Si existe la estabilidad como la “sal”.

Velocidad de reacción Lenta Rápida

3.2. Explica que es hibridación. La hibridación se define cuando en un átomo se mezcla varios orbitales atómicos para formar nuevos orbitales híbridos 3.3. Elabora un organizador sobre los tipos de hibridación del carbono.

Tipo de hibridación

Orbitales Geometría Ángulos Enlace

sp3 4 sp3 Tetraédrica 109º 28’ Sencillo

sp2 3 sp2

1 p Trigonal plana 120º Doble

sp 2 sp2 p Lineal 180º Triple

3.4. Clasifica las cadenas de los compuestos orgánicos de acuerdo a la unión carbono–carbono. Saturada Lineal (cadena continua) Alifática (Enlace sencillo, alcanos) Arborescente (ramas) (Cadena abierta) Insaturada (Enlace doble o triple Lineal alquenos, alquinos) Arborescente Tipo de S* cadena Homocíclica Saturada A* Alicíclica (Cadena cerrada de S* (Cadena cerrada) átomos de Carbono) Insaturada A* Heterocíclica Saturada S* (Un elemento diferente A* al Carbono, O, S, H, P) Insaturada S* A* Aromáticos * S= Simple y A= Arborescente.

3.5. Expresa las estructuras de compuestos orgánicos mediante los tipos de fórmula: condensada, semidesarrollada, desarrollada y taquigráfica. C4 H10 (Condensada) CH3 – CH2 – CH2 – CH3 (Semidesarrollada) H H H H | | | | H – C – C – C – C – H (Desarrollada) | | | | H H H H (Taquigráfica) 3.6. Identifica los tipos de carbono. CH3- Es el carbono primario (p), se sitúa en el extremo de una cadena que presenta 3 átomos de hidrógeno, también cuando sus 4 enlaces están ocupados con átomos de hidrógeno. -CH2- Es el carbono secundario (s), está unido a dos átomos de hidrógeno y dos diferentes a hidrógeno. | -CH- Es el carbono terciario (t), es un carbono del cual se desprende una cadena lateral. Está unido a un átomo de hidrógeno y 3 diferente a hidrógeno. | -C- Es el carbono cuaternario (c), está unido a cuatro átomos diferentes de | hidrógeno.

UNIDAD 4. NOMENCLATURA DE HIDROCARBUROS ALIFÁTICOS (ALCANOS, ALQUENOS, ALQUINOS) 4.1. Investiga que son los hidrocarburos y elabora un cuadro sinóptico de su clasificación.

Los hidrocarburos se definen como los compuestos químicos orgánicos que se

forman por la unión de Carbono e Hidrógeno.

Saturados

(Enlace sencillo C-C, Alcanos)

Clasificación Insaturados

(Enlace doble, triple, C=C, Alquenos, Alquinos)

4.2. Elabora un resumen, a partir de una investigación previa, e identifica las reglas

IUPAC para nombrar los diferentes compuestos alifáticos.

Estructura del nombre: El nombre se formará de acuerdo a la identificación previa del número de enlaces entre los carbonos, los hidrocarburos correspondientes a los alcanos, contienen una terminación “ano”, y son los que solamente llevan enlaces simples en toda su cadena, los alquenos contienen una terminación ”eno”, debido que al menos contengan un enlace doble, y los alquinos contienen la terminación “ino”, debido a que contienen al menos un enlace triple. En caso de que en una cadena existan uno o más tipos de enlace, estos se deben nombrar con sus terminaciones correspondientes.

Prefijos: El nombre contendrá un prefijo de acuerdo al número de carbonos, met-, et-, prop-, but-, pent-, etc., que corresponden a los números 1, 2, 3, 4 y 5.

En la práctica: Cuando hay varias cadenas, debemos buscar la cadena principal, es decir, la que más carbonos tenga. Si hay varios tipos de enlace, se elige cual más enlaces dobles o triples tenga (aunque no sea la más larga). Para efectos de facilitación, se enumeran los carbonos de la cadena más larga seleccionada y las cadenas que no hayan quedado como principales se seleccionan y se nombran al final con la terminación –ilo, pero con el nombre completo solo se escribe –il. Por último, el nombre del hidrocarburo se menciona también al final basándose en la numeración de los carbonos, es decir, si numeramos 7 carbonos, el nombre del hidrocarburo tendrá el prefijo hept-.

4.3. Explica que son los alcanos, sus propiedades y usos. Los alcanos son hidrocarburos que contienen enlaces simples y que tienen solo átomos de Carbono e Hidrógeno. También reciben el nombre de hidrocarburos saturados.

Las propiedades de los alcanos pueden variar, el estado físico de los primeros 4 alcanos (metano, etano, propano, butano) es gaseoso, del pentano al hexadecano son líquidos, y a partir del heptadecano son sólidos.

El punto de fusión, ebullición y densidad aumentan conforme aumenta el número de átomos de Carbono.

Son insolubles al agua. Se usan como disolventes para sustancias poco polares como grasas, aceites y ceras, para el gas de encendedores (butano), como combustibles.

4.4. Construye una tabla de alcanos lineales y nómbralos de acuerdo con el sistema IUPAC.

Núm. carbonos

Nombre Núm. carbonos

Nombre

1 Metano 16 Hexadecano

2 Etano 17 Heptadecano

3 Propano 18 Octadecano

4 Butano 19 Nonadecano

5 Pentano 20 Eicosano o Icosano

6 Hexano 30 Triacontano

7 Heptano 40 Tetracontano

8 Octano 50 Pentacontano

9 Nonano 60 Hexacontano

10 Decano 70 Heptacontano

11 Undecano 80 Octacontano

12 Dodecano 90 Nonacontano

13 Tridecano 100 Centuriano o Hectano

14 Tetradecano

15 Pentadecano

4.5. Menciona que son los radicales alquilo, dibuja en tarjetas su estructura y nombre. Los radicales alquilo son alcanos que han perdido un hidrógeno, cambiando su terminación “ano”, por “il” o “ilo”, pudiendo unirse a un grupo funcional o a otra cadena carbonada. 4.6. Nombra de acuerdo con el sistema IUPAC diferentes estructuras de alcanos, alquenos y alquinos. CH3 | CH3 – 5CH – 4CH2 – 3C – CH3 (2, 3, 3, 5 – tetrametil - heptano) | | 6CH2 2CH | CH3 1CH3 7CH3 1CH3–2CH =3CH–4CH – CH3 | CH3 – CH2 –5C – CH3 | 6CH (4, 5, 7 – trimetil – 5 – etil – 2, 6 – nonadieno) || 7C – CH3 | 8CH2 –9CH3 – 4C =5C –6CH3 – | 1CH =2C –3C – CH2 – CH – CH3 (3 – Isopropil – 3 – Isobutil – 1, 4 – Hexadiino)

| | *

| CH3 CH CH3 CH3

R – R – R R | R R R

“iso”

4.7. Realiza ejercicios de escritura y nomenclatura para los hidrocarburos alifáticos. CH3 CH3 CH CH3 Ciclobutano (1-metil-2-isopropil-ciclobutano) (1-Ciclopropeno) CH3

(3-metil-1, 4-ciclo hexadieno) UNIDAD 5. NOMENCLATURA DE LAS PRINCIPALES FUNCIONES QUÍMICAS ORGÁNICAS. 5.1. Elaborar un organizador, con el que identifiques las reglas IUPAC para nombrar las principales funciones químicas acíclicas con un solo grupo funcional: halogenuros de alquilo, alcoholes, aldehídos, éteres, cetonas, ácidos carboxílicos, ésteres, sales carboxílicas, aminas y amidas.

Grupo funcional Función química

H3C – CH3 Alcano

H2C = CH2 Alqueno

- HC - CH -

Alquino

R* – X *R= F, Cl, B ,I

Derivado halogenado

R – OH Alcohol

R-C=O H R – CH = O

Aldehído

R – C – R’ || O R – CO – R’

Cetona

R – C=O OH R - COOH

Ácido

R – CONH2 Amida

R – NH2 R – N - R’ | R”

Amina

R – O – R - Éter

R – C=O - R’ O

Ester

1 2

3 4

1 1

2 3

4

5 6

5.2. Nombrar de acuerdo con el sistema IUPAC diferentes estructuras de las funciones químicas acíclicas. CH3 – CH2 – OH (Etanol – Alcohol) CH3 – C – CH3 (Propanona – Cetona) || O CH3 – (CH2)7 – CH = O (Nonanal – Aldehído) 5.3. Resuelve ejercicios los cuales buscaras en la bibliografía sugerida o pide ayuda a los profesores de la academia. A continuación explica brevemente lo que se te pide:

1. ¿En qué consiste el proceso de oxidación y reducción?

2. Menciona algunas características de un ion o átomo al reducirse:

3. Balancea la siguiente ecuación por el método del tanteo:

Na HCO3 + HCl NaCl + CO2 + H2O

4. Nombra conforme la nomenclatura, el siguiente cicloalqueno:

CH2-CH3

5. Por medio de la fórmula taquigráfica, nombrar:

____________________

______________________ Pentanol

BIBLIOGRAFIA Química. Conceptos y Aplicaciones. Phillips. Et.al. Mc. Graw Hill, 2005. Química. Seese / Daub Prentice Hall, 2004 Química experimental et. al. Mc. Graw - Hill Química I, II, III Bravo T. M. Rodríguez H. J. Grupo Editorial Éxodo http://www.monografias.com/trabajos10/guqui/guqui.shtml#top

GUÍA RESUELTA POR:

Castañeda Mendoza Sabaoth Emmanuel.

Estudiante en Lic. En Ciencias de la Informática, UPIICSA – IPN.

Egresado de CECyT 13 – IPN.

Guía para Examen Extraordinario de Química II en Nivel Medio Superior IPN.

Si utilizas este documento, no olvides dar crédito.