Esta es la solución al examen planteado a los alumnos de 2ESOC. Hay dos ejercicios distintos, "A" y "B", que al ser muy equivalentes los corrijo simultáneamente. Por eso no hay un examen, y luego el otro. Están seguidas las preguntas de cada uno, así podemos comprobar que efectivamente se trata de dos exámenes similares.
1. 1. En la siguiente tabla, para
cada sustancia te proporcionamos su temperatura de fusión y de ebullición. Con
esas referencias, indica en qué estado se encuentran cada una de ellas para las
temperaturas que se indican en la tabla, escribiendo “Sólido”, “Líquido”,
“Gas”.
|
SUSTANCIA |
T.
FUSIÓN (ºC) |
T.EBULLICIÓN(ºC) |
A
-100ºC |
A
0ºC |
A
250 ºC |
|
Nitrógeno |
-210 |
-196 |
Gas |
Gas |
Gas |
|
Alcohol |
-97 |
+65 |
Sólido |
Líquido |
Gas |
|
Estaño |
232 |
+1700 |
Sólido |
Sólido |
Líquido |
|
Amoniaco |
-77 |
+33 |
Sólido |
Líquido |
Gas |
Para
responder adecuadamente debemos tener en cuenta que las sustancias a bajas
temperaturas suelen estar en estado sólido, y que según vayamos subiendo
podremos tener cambios de estado. Estos cambios de estado ocurren a unas
temperaturas fijas y bien establecidas para las sustancias puras, y son las que
tenéis en la tabla. La primera de ella implica al cambio de Sólido ßàLíquido, y
la segundo al Líquido ßà Gas.
Estas temperaturas hacen de frontera, de forma que para la
temperatura de fusión, por debajo de ella el estado de la materia sea sólido, y
por encima líquido. Lo mismo diríamos de la temperatura de ebullición, por
debajo de ella tendríamos el estado líquido, y por encima el gaseoso.
Para la tabla del examen “A”, la superior, el alcohol
permanecerá en estado sólido hasta que no se alcance los -97ºC correspondientes
a su temperatura de fusión, por eso a -100ºC está en estado sólido, y por encima
de ella es posible que esté en estado líquido. Posible porque puede que estemos
por encima de la temperatura de ebullición y lo que esté sea como gas. Eso no
ocurre a 0ºC, porque es inferior a los +65ºC del punto de ebullición, y por
tanto permanece en estado líquido, pero no pasa lo mismo a 250ºC, que es
superior al punto de ebullición, y por tanto es un gas a 250ºC.
Solución
examen “B”:
|
SUSTANCIA |
T. FUSIÓN (ºC) |
T.EBULLICIÓN(ºC) |
A
-90ºC |
A
20ºC |
A
1250 ºC |
|
Sal común |
+800 |
+1465 |
Sólido |
Sólido |
Líquido |
|
Acetona |
-97 |
+65 |
Líquido |
Líquido |
Gas |
|
Dicloro |
-101 |
-35 |
Líquido |
Líquido |
Gas |
|
Azufre |
+112 |
+444 |
Sólido |
Sólido |
Gas |
EXAMEN “A”
1. 2. Ahora te voy a hacer una
serie de preguntas sobre la Teoría Cinética de la Materia y los estados de
agregación, responde a cada una de ellas:
a.
¿Por qué las moléculas en
el estado sólido no se pueden separar unas de otras, y deben permanecer
cercanas entre sí?
b.
¿Por qué el gas es el
estado de la materia más desordenado?
c.
¿Por qué el sólido cuando
se calienta se dilata y ocupa más espacio? Responde con la Teoría Cinética.
a. En estado
sólido las partículas se atraen fuertemente, y no dejan que las más próximas se
alejen, por eso están cercanas una a otras.
b. En el
estado gaseoso las partículas no se atraen entre sí, por lo que son libres de
moverse unas respecto a otras, lo que desemboca en un movimiento al azar para
cada partícula que hace que las moléculas estén totalmente desordenadas.
c. Las
moléculas se mueven oscilando en su posición de equilibrio en el estado sólido.
Este movimiento es de mayor amplitud cuanto mayor sea la temperatura,
provocando que cada molécula necesite más espacio, y como consecuencia el
conjunto de todas ellas también y el sólido habrá aumentado de tamaño.
d. Las
moléculas más oscuras se atraen con más fuerza entre sí, de ahí las líneas más
marcadas. Será esta sustancia la que corresponda a la temperatura de fusión mayor
porque hará falta un mayor movimiento de vibración para que se venzan esas
atracciones, recordemos que a mayor temperatura, mayor movimiento de las
moléculas.
EXAMEN “B”
2.Ahora te voy a hacer una
serie de preguntas sobre la Teoría Cinética de la Materia y los estados de
agregación, responde a cada una de ellas:
a.
¿Por qué las moléculas en
el estado gas no se atraen entre sí?
b.
¿Qué tipo de movimiento se
puede producir en las partículas en estado sólido? ¿Por qué?
c.
¿Cuál es la causa de la
presión en los gases? Responde con la Teoría Cinética.
d.
Se puede representar las
moléculas por circunferencias. Por medio de esa forma de dibujarlas, explica lo
que ocurre en las moléculas cuando calentamos un sólido, y lo que va a ocurrir
cuando alcancemos la temperatura de fusión.
a. La materia
en estado gaseoso mantiene a las moléculas muy alejadas unas de otras, y
moviéndose a gran velocidad unas respecto a otras. Como consecuencia no se
pueden establecer fuerzas de unión entre ellas, ya que necesitan que la
distancia entre las moléculas sea estrecha.
b. En el
estado sólido, debido a la cercanía de las moléculas vecinas a una, esta sólo
puede oscilar o vibrar en torno a su posición de equilibrio, porque las fuerzas
que ejercen sus compañeras la impiden salir de su posición.
c. Los choques
de las moléculas contra las paredes del recipiente que contiene al gas, ya que
estas se mueven al azar en línea recta y a gran velocidad. Este movimiento lo
mantienen hasta que chocan con otra molécula o contra la pared. La suma de los
choques contra el recipiente provoca un efecto denominado presión.
d. Las
moléculas se van a mover cada vez con más velocidad, pero oscilando en torno a
su posición de equilibrio. Cuando el movimiento se haga lo suficientemente
violento, vencerá a las atracciones de las vecinas, y se derrumbará el orden
propio del estado sólido.
A la izquierda tres moléculas que oscilan moviéndose en torno a su posición de equilibrio. Las situadas a la derecha se mueven más deprisa por haber aumentado la temperatura.
Para hacer este ejercicio debemos pasar las temperaturas de
ºC a Kelvin:
T1=70+273=343K
T2=20+273=293K
Como la presión no cambia,
aplicamos la Ley de Gay-Lussac: P1/T1=P2/T2,
donde te he marcado de rojo la magnitud desconocida. Despejamos P2,
y para ello debo cambiar de lado a T2 que pasará al otro lado
multiplicando, ya que estaba dividiendo a P2.
P2=
T2·P1/T1=293K·2 atm/343K=1’7 atm.
EXAMEN B, este es el ejercicio equivalente:
3.Un gas ideal se encuentra encerrado en un
recipiente a 70ºC ocupando un volumen de 200 litros. Si enfriamos el gas hasta
alcanzar una temperatura de 20ºC, y la PRESIÓN NO CAMBIA, ¿a qué volumen se
encuentra el gas ahora?
Para hacer este ejercicio debemos pasar las temperaturas de
ºC a Kelvin:
T1=70+273=343K
T2=20+273=293K
Como la presión no cambia,
aplicamos la Ley de Charles: V1/T1=V2/T2, donde
te he marcado de rojo la magnitud desconocida. Despejamos V2, y para
ello debo cambiar de lado a T2 que pasará al otro lado
multiplicando, ya que estaba dividiendo a V2.
V2=
T2·V1/T1=293K·200L/343K=170 Litros.
EXAMEN “A”: Concepto de molécula, sustancia pura,….
1. 4.Define molécula.
2. 5. Completa la siguiente
tabla, señalando si son sustancias simples o compuestas, tipos de átomos, y
número de átomos en total.
|
SUSTANCIA |
FÓRMULA |
¿Cuántos tipos de átomos? |
¿ELEMENTAL O COMPUESTA? |
¿NÚMERO TOTAL DE ÁTOMOS? |
|
Propano |
C3H8 |
2 |
COMPUESTA |
11 |
|
Dibromo |
Br2 |
1 |
ELEMENTAL |
2 |
|
Ácido Sulfúrico |
H2SO4 |
3 |
COMPUESTA |
7 |
El concepto de molécula tiene otras definiciones a la que
sigue, pero es la que hemos dado en clase para el nivel de 2ESO: parte más
pequeña de la materia que es responsable de la propiedades de las sustancias
puras.
EXAMEN “B”
4.¿Qué partícula de la
Naturaleza es la responsable de las propiedades de las sustancias puras? Cita
dos de las propiedades características de las sustancias puras.
5.Completa la siguiente
tabla, señalando si son sustancias simples o compuestas, tipos de átomos, y
número de átomos en total.
|
SUSTANCIA |
FÓRMULA |
¿Cuántos tipos de átomos? |
¿ELEMENTAL O COMPUESTA? |
¿NÚMERO TOTAL DE ÁTOMOS? |
|
Ácido sulhídrico |
H2S |
2 |
COMPUESTA |
3 |
|
Tetrafósforo |
P4 |
1 |
ELEMENTAL |
4 |
|
Ácido Nítrico |
HNO3 |
3 |
COMPUESTA |
5 |
A la
primera pregunta tenemos la molécula, y las dos propiedades podrían ser la
densidad y la temperatura de ebullición, por ejemplo.
EXAMEN “A”:
Interpretar una curva de calentamiento
3. 6. Dada la siguiente gráfica,
teniendo en cuenta que partimos de un líquido señala:
a.
Si se trata de una curva de
calentamiento o de enfriamiento. Razona la respuesta.
b.
Indica si hay un cambio de
estado y si es así, márcalo en la gráfica cuándo se produce.
c.
Escribe la temperatura del
cambio de estado.
Se trata de una curva de calentamiento, puesto que la
temperatura está ascendiendo conforme pasa el tiempo.
El cambio de estado se produce en la zona donde la
temperatura permanece constante, a 50ºC, y corresponde a una ebullición, ya que
el problema nos dice que partimos de un líquido.
EXAMEN B:
Ejercicio equivalente.
6.Dada la siguiente
gráfica, teniendo en cuenta que partimos de un líquido señala:
a.
Si se trata de una curva de
calentamiento o de enfriamiento. Razona la respuesta.
b.
Indica si hay un cambio de
estado y si es así, márcalo en la gráfica cuándo se produce.
c.
Escribe la temperatura del
cambio de estado.
d.
Nombra el cambio de estado
que se produce.
Es una curva de enfriamiento, puesto que la
temperatura va descendiendo conforme pasa el tiempo. El cambio de estado ocurre
a los 62ºC, que es cuando aparece una zona de temperatura constante. El cambio
corresponde a una solidificación, puesto que partimos del estado líquido y
estamos enfriando.
EXAMEN A:
Tipos de mezclas:
1. 7. Dadas las siguientes
mezclas, señala el tipo de mezcla que es (dispersión, coloide, mezcla
homogénea, o disolución), y en el último caso, identifica al soluto y al
disolvente.
a.
Arena de playa.
b.
Mahonesa.
c.
2 gramos de sal en 300
gramos de agua.
d.
100 gramos de agua con 100
gramos de alcohol. (Se mezclan bien, y el resultado es un líquido incoloro)
La arena de playa es una dispersión grosera, se trata de una mezcla
heterogénea cuyos componentes los vemos a simple vista.
La Mahonesa es una dispersión coloidal, tiene aspecto homogéneo, pero los
granos de materiales distintos los podemos hacer manifestarse por medio del
efecto Tyndall.
La mezcla de sal en agua es una disolución verdadera, puesto que se trata
de una mezcla homogénea, con uno d elos componentes muy mayoritario, en este
caso el agua.
En cambio, en el último caso, simplemente tenemos una mezcla homogénea,
ya que los dos componentes están en la misma proporción, y no podemos
distinguir un disolvente.
EXAMEN ""B":
7.Dadas las siguientes
mezclas, señala el tipo de mezcla que es (dispersión, coloide, mezcla homogénea,
o disolución), y en el último caso, identifica al soluto y al disolvente.
a.
Pipas de calabaza y de
girasol.
b.
La niebla.
c.
50 gramos de azúcar en 50
gramos de agua.
d.
3 gramos de agua con 100
gramos de alcohol. (Se mezclan bien, y el resultado es un líquido incoloro)
La mezcla de las pipas es una dispersión grosera, se trata de una mezcla
heterogénea cuyos componentes los vemos a simple vista.
La niebla, ya lo hemos dicho en clase, es una
dispersión coloidal.
La mezcla (c ) sería una mezcla homogénea sin más, a
diferencia de (d) que sí es una disolución, ya que a parte de ser homogénea uno
de los dos componentes es muy mayoritario.
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