jueves, 23 de mayo de 2013

SOLUCIONES EXAMEN ENLACE QUÍMICO Y ESTEQUIOMETRÍA 4ESO A/B 12-13


       LOS ALUMNOS DISPONEN DE UNA TABLA PERIÓDICA FOTOCOPIADA CON LOS NÚMEROS ATÓMICOS Y LAS MASAS ATÓMICAS.


1.       ¿Qué es una sustancia pura compuesta? ¿Y una elemental? [0,5 cada]
Una sustancia pura compuesta es aquella que teniendo una composición definida, (una única molécula o fórmula química), esta está formada por varios elementos químicos.
Una sustancia elemental, es aquella en la que además en su composición sólo entre un tipo de elemento. Dicho de otra manera, en su fórmula química sólo hay un tipo de átomo.

2.       Describe brevemente como es un átomo según el modelo de Böhr. [0,5 sabe lo que es, 0.5 expresión]
El modelo de Böhr retoma el modelo Rutherford por lo que el átomo estará dividido en dos partes, un núcleo minúsculo donde se encuentran los protones y los neutrones, y por tanto toda la carga positiva y el 99% de la masa. A su alrededor girando a gran velocidad en órbitas circulares centradas en el núcleo están los electrones. Esto es así porque los electrones son atraídos eléctricamente por  el núcleo.
Este escenario se ve alterado por Böhr al afirmar que de las infinitas órbitas circulares centradas en el núcleo para los electrones, sólo unas pocas están permitidas. Y las restantes prohibidas, claro. Estas órbitas se organizan en capas.


3.       Con ayuda de la Tabla periódica, indica la capa de valencia de los siguientes átomos: Ba, Li, B. [1 ok, 0,5 un fallo]
El Bario está en el bloque “s”, segunda columna del 6º período: 6s2
El litio está en el bloque “s”, primera columna del 2º período: 2s1
El Boro está en el bloque “p”, primera columna del 2º período: 2s22p1


4.       Aplica la Teoría de Lewis para describir el enlace químico presente en KCl. [0,25 diagramas Lewis; 0,50 reparte/comparte electrones valencia; 0,25 solución]
De la tabla periódica, al igual que se hizo en el ejercicio anterior deducimos que la capa de valencia del potasio es 4s1, mientras que la del cloro es 3s23p5. Dibujamos los diagramas de Lewis que no dejan de ser más que un símbolo atómico rodeado de tantos puntos, cruces, o circulitos, como electrones tenga en la capa de valencia:
                    Kx       ·:Cl::      Al ser uno un metal y otro un no metal, el enlace será iónico
         
En un enlace iónico el metal pierde los electrones y se los lleva el no metal, así hasta que el metal se quede sin electrones de valencia, y el no metal complete con 8 su capa de valencia
                 
  [K]+    [x·:Cl: :]-1 

El cloro es el anión, con carga negativa, y atrae a la carga opuesta que es el catión sodio, dando origen al enlace químico.
5.       Explica razonadamente cuál(es) de los siguientes compuestos. [0,5 causa; 0,25 cada correcta]: NaCl, SeO, H2
a.       es el de mayor punto de fusión.
b.      Quién conduce la electricidad.
Debemos considerar primero el tipo de enlace presente en estos compuestos.
                NaCl à Iónico     SeO à Covalente polar      H2 à Covalente apolar.
Los compuestos iónicos, aquí el NaCl son los de mayor punto de fusión porque los iones está firmemente fijados a la red cristalina por los iones de signo opuesto. Y tendrán que tener una elevada agitación térmica para que debido a su movimiento de vibración, se derrumbe la estructura cristalina.
Para que un compuesto conduzca la electricidad debe tener cargas eléctricas que se puedan mover. Ninguno de los tres las tienen. El SeO y el H2 tienen como partícula básica en el compuesta a una molécula, y aunque dentro de ellas hay electrones y protones, estos están confinados en los núcleos, átomos y enlaces y no se pueden mover.  El caso del compuesto iónico, NaCl, es algo especial, las partículas básicas en este compuesto son los cationes y aniones, pero  mientras esté en estado sólido, estos están firmemente fijados a los nudos de la red y no se pueden mover, por tanto hay cargas, pero están inmovilizadas. Otra cosa es cuando el compuesto iónico se encuentre en estado líquido, o disuelto en agua, entonces los iones serán libres de moverse y sí que conducirá la electricidad.

6.       Disponemos de 3 moles de moléculas de NH3. ¿Cuántas moléculas hay? ¿Cuántos átomos en total? [0,5 cada una de ellas]
Cada mol contiene un Número de Avogadro de objetos. Es decir 6,023·1023 objetos.
Como tenemos 3 moles de moléculas de amoníaco, tendremos 3·NAVOGADRO de moléculas. Un total de 3·6,023·1023= 18,069·1023 moléculas.
Como cada molécula tiene cuatro átomos en su interior, el número total de átomos será 4 veces el de moléculas: 4·18,069·1023=72,276·1023 átomos.



7.       Ajusta la siguiente reacción: Al  + H2O à Al2O3 + H2 [0,5 puntos]
Primero ajustamos los átomos de oxígeno, para ello necesitamos tres moléculas de agua: Al  + 3 H2O à Al2O3 + H2
Ahora ajustamos el número de átomos de hidrógeno, hacen falta seis a cada lado. Ponemos tres moléculas de H2 :   Al  + 3H2O à Al2O3 +3 H2
Finalmente ajustamos los aluminios, debe de haber dos a ambos lados de la ecuación:
2Al  + 3H2O à Al2O3 + 3H2

8.       Sabiendo que  PbO2 + HCl à PbCl4 + H2O, [0,5 ajuste reacción; 0,5 uso de unidades;0,5 escribe ec antes de sustituir; 1 cálculo de moles; ] Calcula la cantidad del resto de sustancia que se formarán al reaccionar 80 g de PbO2 [0,5 cada solución]
El primer paso es ajustar la ecuación química, ajustamos el número de oxígenos teniendo en cuenta que debe de haber dos a cada lado, escribimos dos moléculas de agua: PbO2 + HCl (g)à PbCl4 + 2H2O.
Seguidamente pasamos a ajustar los átomos de cloro, que han de ser cuatro a cada lado, para ello cuatro moléculas de HCl, y de rebote ajustamos los H. Además los Pb está bien.
PbO2 + 4HCl (g)à PbCl4 + 2H2O

El segundo paso consiste en calcular los moles de sustancia que nos dan como dato. Para ello necesitamos saber la masa molar del PbO2,
  Pb à 207
   O à 16x2
Total=249 g/mol          n=m/M=80g/249(g/mol)=0,321 moles de PbO2

Si nos fijamos en la estequiometría de la reacción, por cada mol de PbO2 que desaparece, aparece otro de PbCl4, por tanto si , por tanto si desparecen 0,231 moles de óxido de plomo, es porque aparecen ,0231 moles de cloruro de plomo.

n=0,231 moles de PbCl4
Ahora calculamos cuantos gramos de masa hay en esos moles, debemos saber la masa molar del compuesto:
               Pb à 207
               Cl à35,5x4
               Total=349 g/mol        m=n·M=349g/mol·0,321 moles=112 gramos de PbCl4

Vayamos a por el agua, de la estequiometría de la reacción vemos que por cada mol de PbO2 que desaparece, aparecen dos moles de agua. Por tanto si desaparecen 0,231 moles de PbO2, es porque aparecen 0 ,462 moles de H2O. (El doble).

Veamos cuanta masa hay en ,0462 moles de agua, para ello es necesario conocer la masa molar del agua:
               Oà 16
               H à1x2
     Total =    18 g/mol                      m=n·M=0,462moles·18g/mol=8,316 g de H2O


Para calcular los gramos de HCl no necesario hacer todo lo anterior. Simplemente aplicamos el Principio de Lavoisier, que nos dice que la materia ni se crea ni se destruye durante una reacción química. Por tanto:

PbO2 + 4HCl (g)à PbCl4 + 2H2O
                                               80g                          112g      8,3g

La masa de HCl será la que falte en reactivos para que sea la misma cantidad de masa que en productos:
m=112g+8,3g-80g=40,3 g

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