GRADO ONCE ESTEQUIOMETRIA SEGUNDO PERIODO

¿QUE HAY QUE HACER ?

HACER RESUMEN DE LAS TEMATICAS TRATADAS
REALIZAR LOS EJERCICIOS Y PRESENTAR LOS RESUELTOS CON PROCEDIMIENTO Y JUSTIFICACION CADA UNO DE LOS EJERCICIOS
ENTRE EL 12 Y 21 DE MAYO DE ACUERDO CON LO VISTO EN CLASE O PREGUNTAR A LA DOCENTE SEGUN LO QUE NO ENTIENDEN.

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ESTEQUIOMETRIA

En química, la estequiometría (del griego "stoicheion” (elemento) y "métrón” (medida) es el cálculo de las relaciones cuantitativas entre reactivos y productos en el transcurso de una reacción química.

La estequiometría es una herramienta indispensable en la química. Problemas tan diversos como, por ejemplo, la medición de la concentración de ozono en la atmósfera, la determinación del rendimiento potencial de oro a partir de una mina y la evaluación de diferentes procesos para convertir el carbón en combustibles gaseosos, comprenden aspectos de estequiometría.

El primero que enunció los principios de la estequiometría fue Jeremias Benjamin Richter (1762-1807), en 1792. Escribió:

La estequiometría es la ciencia que mide las proporciones cuantitativas o relaciones de masa en la que los elementos químicos que están implicados.

Principio científico

En una reacción química se observa una modificación de las sustancias presentes: los reactivosse modifican para dar lugar a los productos.

A escala microscópica, la reacción química es una modificación de los enlaces entre átomos, por des

plazamientos de electrones: unos enlaces se rompen y otros se forman, pero los átomos implicados se conservan. Esto es lo que llamamos la ley de conservación de la materia (masa), que implica las dos leyes siguientes:

1.- la conservación del número de átomos de cada elemento químico

2.- la conservación de la carga total

Las relaciones estequiométricas entre las cantidades de reactivos consumidos y productos formados dependen directamente de estas leyes de conservación, y están determinadas por la ecuación (ajustada) de la reacción.

Ajustar o balancear una reacción

Estequiometría, indispensable en la química.

¿Qué significa ajustar o balancear una reacción? Veamos.

Una ecuación química (que no es más que la representación escrita de una reacción química) ajustada debe reflejar lo que pasa realmente antes de comenzar y al finalizar la reacción y, por tanto, debe respetar las leyes de conservación del número de átomos y de la carga total.

Para respetar estas reglas, se pone delante de cada especie química un número llamado coeficiente estequiométrico, que indica la proporción de cada especie involucrada (se puede considerar como el número de moléculas o de átomos, o de iones o de moles; es decir, la cantidad de materia que se consume o se treansforma).

Por ejemplo:

En la reacción de combustión de metano (CH₄), éste se combina con oxígeno molecular(O₂) del aire para formar dióxido de carbono (CO₂) y agua (H₂O).

La reacción sin ajustar (sólo representando los elementos que interactúan) será:

Esta reacción no es correcta, porque no cumple la ley de conservación de la materia. Para el elemento hidrógeno (H), por ejemplo, hay 4 átomos en los reactivos (CH₄) y sólo 2 en los productos (H₂O). Se ajusta la reacción introduciendo delante de las fórmulas químicas de cada compuesto un coeficiente estequiométrico adecuado.

De esta manera, si se pone un 2 delante del H₂O:

se respeta la conservación para el carbono (C) y el hidrógeno (H), pero no para el oxígeno (O), situación que puede corregirse poniendo otro 2 delante de O₂ en los reactivos:

y se obtiene así, finalmente, la reacción ajustada.

Ésta dice que 1 molécula de metano (CH₄) reacciona con 2 moléculas de oxígeno molecular (O₂) para dar 1 molécula de dióxido de carbono(CO₂) y 2 moléculas de agua (H₂O). Si verificamos el número de átomos veremos que en ambos lados de la ecuación hay 1 átomo de carbono (C), 4 átomos de hidrógeno (H) y 4 átomos de oxígeno (O). La materia (la cantidad de átomos) se ha conservado una vez terminada la reacción química.

Coeficiente estequiométrico

Ya que arriba lo mencionamos, agregueoms algo más sobre el coeficinte estequiométrico.

Es el coeficiente (un número) que le corresponde a cada especie química (elemento) en una ecuación química dada. En el ejemplo anterior:

El coeficiente del metano es 1, el del oxígeno 2, el del dióxido de carbono 1 y el del agua 2. Los coeficientes estequiométricos son en principio números enteros, aunque para ajustar ciertas reacciones alguna vez se emplean números fraccionarios. En esencia lo que indica este coeficiente es el número de moléculas de cada sustancia.

Cuando el coeficiente estequiométrico es igual a 1, no se escribe. Por eso, en el ejemplo CH₄ y CO₂ no llevan ningún coeficiente delante.

Este método del tanteo para fijar el coeficiente estequiométrico sirve bien cuando la reacción es simple. Consiste en fijar arbitrariamente un coeficiente e ir deduciendo los demás haciendo balances a los átomos implicados en la especie inicial. Si aparecen fracciones, se multiplican todos los coeficientes por el mínimo común múltiplo (mcm) de los denominadores

En reacciones más complejas, como es el caso de las reacciones redox, se emplea el método del ion-electrón.

Se recomienda ir balanceando siguiendo el orden: metales, no metales, hidrógenos, oxígenos.

Mezcla/proporciones/condiciones estequiométricas

Cuando los reactivos de una reacción están en cantidades proporcionales a sus coeficientes estequiométricos se dice:

• La mezcla es estequiométrica;
• Los reactivos están en proporciones estequiométricas;
• La reacción tiene lugar en condiciones estequiométricas;

Las tres expresiones tienen el mismo significado.

En estas condiciones, si la reacción es completa, todos los reactivos se consumirán dando las cantidades estequiométricas de productos correspondientes.

Ejemplo

• ¿Qué cantidad de oxígeno es necesaria para reaccionar con 100 gramos de carbono produciendo dióxido de carbono?

Masa atómica del oxígeno = 15,9994.

Masa atómica del carbono = 12,0107.

La reacción es:

para formar una molécula de dióxido de carbono, hacen falta un átomo de carbono y dos de oxígeno, o lo que es lo mismo, un mol de carbono y dos mol de oxígeno.

1 mol de carbono		2 mol de oxígeno
12,0107 gramos de carbono		2 • 15,994 gramos de oxígeno
100 gramos de carbono		x gramos de oxígeno

despejando x:

realizadas las operaciones:

x = 266,41 gramos de oxígeno

Ver: Reacción química

Para entender la estequiometría hay que tener claridad conceptual de los siguientes términos:

Elementos -----> Átomos ------> Símbolos
Compuestos -----> Moléculas ------> Fórmulas
Reacciones Químicas (cambios químicos) -------> Ecuaciones Químicas

Símbolo es la representación gráfica de un elemento. El símbolo de un elemento representa no solamente su nombre, sino también un átomo o un número prefijado (“mol”) de átomos de ese elemento.

Fórmula es la representación gráfica de un compuesto. La fórmula de una sustancia indica su composición química.

Ecuación Química es la representación gráfica de un cambio químico. Una reacción química siempre supone la transformación de una o más sustancias en otra u otras; es decir, hay un reagrupamiento de átomos o iones, y se forman otras sustancias.

Peso Atómico: Se puede definir como la masa en gramos de un mol de átomos. En términos más específicos, el peso atómico es el peso total de las masas de los isótopos naturales del elemento.

La estequiometría se refiere a las cantidades de reaccionantes y productos comprendidos en las reacciones químicas. Para una reacción hipotética;

A

+

B

→

C

+

D

Surgen preguntas como estas ¿ Cuanto se necesita de A para que reaccione con x gramos de B? ¿ Cuanto se producirá de C en la reacción de A con x gramos de B? ¿ Cuanto se producirá de B junto con Y gramos de C?. Las cantidades químicas es decir, el"cuanto" de las preguntas anteriores se pueden medir de diferentes maneras. Los sólidos generalmente se miden en gramos, los líquidos en mililitros y los gases en litros. Todas estas unidades de cantidad se pueden expresar también en otra unidad, el "mol".

• FACTORES QUÍMICOS DE CONVERSIÓN

La razón de dos cantidades cualesquiera en la ecuación balanceada nos da el " factor químico" de conversión, que permite pasar de las moléculas de una sustancia al numero equivalente de moléculas de otras sustancia implicada en la reacción, a apartir de la ecuación balanceada;

4FeS

+

7O2

→

2Fe2O3

+

4SO2

Se puede escribir los siguientes factores químicos de conversión

De la misma manera como las fórmulas pueden interpretarse directamente en términos de moles o de moléculas. Para demostrar esto, multipliquese cada término en ambos miembros de la ecuación anterior por el numero de Avogadro,6.02 x 10 ²³. Esto no altera la igualdad. la ecuación resultante es:

4( 6.02 x 1023 ) FeS

+

7( 6.02 x 1023 ) O2

→

2( 6.02 x 1023 ) Fe2O3

+

4( 6.02 x 1023 ) SO2

Observe que 6.02 x 10²³ moléculas de una sustancia son exactamente 1 mol de esa sustancia. Así se puede sustituir este numero por su equivalente en moles y la ecuación se convierte en :

Siguiendo un razonamiento similar al usado con las moléculas, podemos obtener factores químicos en términos de moles. Así, tenemos los siguientes factores de conversión.

• RELACIÓN EN PESO OBTENIDAS DE LAS ECUACIONES

Existe una ley llamada ley de la composición definida que establece que cuando las sustancias reaccionara para formar compuestos lo hacen en relaciones definidas de masas. por ejemplo:

4FeS	+	7O2	→	2Fe2O3	+	4SO2
4 moles		7 moles		2 moles		4 moles
4 x 87.91 g		7 x 32 g		2 x 159.69 g		4 x 64.06 g

muestra que 4 moles de FeS ( 4 x 87.091 g de FeS) reaccionan con 7 moles de O₂(7 x 32 g de O₂) para formar 2 moles de Fe₂O₃ y 4 moles de SO₂ ( 4 x 64.06 g ) de los productos ( 319.38 + 256.24) ( ley de la conservación de la masa)

• CÁLCULOS QUÍMICOS

1. Cálculos masa a masa

La relación entre la masa de un reactante y la masa correspondiente de un producto es uno de los problemas de mayor frecuencia en química. Hay varios métodos para resolver este tipo de problemas.

EJEMPLO:

• En la obtención de oxígeno, se descompone clorato de potasio por calentamiento. En una experiencia a partir de 30 g. de clorato, cuántos gramos de oxígeno se obtienen ?

(a) Método de las proporciones :

Se procede a escribir la ecuación química equilibrada :

2KClO3

→

2KCl

+

3O2

Se hallan los pesos mol de las sustancias problema :

Peso de 1 mol de KCl₃ = 122,55 g
Peso de 1 mol de O₂ = 32 g

De acuerdo con la ecuación :

245,10 g de KClO₃ producen 96 g de O₂
30 g de KClO₃ X

(b) Método del factor de la conversión :

Resumiendo la información cuantitativa que da la ecuación :

2KClO3	→	2KCl	+	3O2
245,10 g		96 g

Se puede obtener un factor de conversión para pasar gramos de KClO₃ ( sustancia conocida ) a gramos de oxígeno ( sustancia problema ).

El factor es :

Se multiplica la cantidad de sustancia dada, KClO₃, por el factor de conversión para hallar la cantidad buscada :

2. Cálculos mol-mol

Los problemas estequiometrícos más simples son aquellos en los cuales se calcula el número de moles de una sustancia, que han reaccionado con, o se producen a partir de un cierto número de moles de otra sustancia.

EJEMPLO:

• Cuantas moles de nitrógeno reaccionan con 0.75 moles de hidrógeno en la producción del amoníaco ?.
  

La ecuación equilibrada para esta reacción es :

N2

+

3H2

→

2NH3

La ecuación equilibrada nos indica :

1 mol N₂ reacciona con 3 moles H₂
X moles N₂ reaccionan con 0.75 moles H₂
X = 0.25 moles de N₂

3. Cálculos con reactivo límite

Generalmente en el laboratorio es difícil tomar las cantidades precisas de cada uno de los reactivos para las diferentes experiencias, ocasionando el exceso de uno de los reactivos . Los cálculos para determinar la cantidad de producto esperado se realizan teniendo en cuenta la sustancia que se consume en forma total o reactivo límite.

EJEMPLO:

• Se hacen reaccionar 15 g de NaOH con 15 g de HCl para producir agua y cloruro de sodio. Cuántos gramos de NaCl se obtienen?
  

La ecuación equilibrada es :

NaOH

+

HCl

→

NaCl

+

H2O

Lo primero que se debe hacer es determinar cuál es el reactivo límite. De acuerdo con la ecuación tenemos que :

39,98 g de NaOH se combinan con 36,45 g de HCl
15 g de NaOH se combinarán con X
X = 13,67 g de HCl

Significa que en la reacción únicamente 15 g de NaOH requieren combinarse con 13,67 g de HCL, quedando en exceso 1,33 g de HCl. Por tanto, el reactivo límite es el NaOH y con esa cantidad problema debemos determinar la cantidad de producto obtenido :

39,98 g de NaOH producen 58,43 g de NaCl
15 g de NaOH producirían X g de NaCl

* Reactivo Limitante

Los cálculos se basan en la sustancia de la que había menor cantidad, denominada "reactivo limitante". Antes de estudiar el concepto de reactivo limitante en ESTEQUIOMETRIA, vamos a presentar la idea básica mediante algunos ejemplos sencillos no químicos.

* Suponga que tiene 20 lonchas de jamón y 36 rebanadas de pan, y que quiere preparar tantos bocadillos como sea posible con una loncha de jamón y dos rebanadas de pan por bocadillo. Obviamente sólo podemos preparar 18 bocadillos, ya que no hay pan para más. Entonces, el pan es el reactivo limitante y las dos lonchas de jamón demás son el "exceso de reactivo".
* Suponga que una caja contiene 93 pernos, 102 tuercas y 150 arandelas. ¿Cuántos grupos de un perno, una tuerca y dos arandelas pueden formarse? Setenta y cinco, ya que se emplean todas las arandelas. Por tanto, éstas serán el "reactivo limitante". Aún quedarían 18 pernos y 27 tuercas, que son los reactivos en "exceso".

¿Qué masa de CO2 se producirá al reaccionar 8,0 gramos de CH4 con 48 gramos de O2 en la combustión del metano?

Reproduzcamos la reacción ajustada:

Para ver la fórmula seleccione la opción "Descargar" del menú superior

1 mol 2 moles 1 mol 2 moles

16 g 64 g 44 g 36 g

Con nuestros datos se calcula el número de moles de cada uno.

Para ver la fórmula seleccione la opción "Descargar" del menú superior

La ecuación ajustada indica la relación de los reactivos al reaccionar:

1 mol de CH4 a 2 moles de O2

0,5 mol de CH4 a 1 mol de O2

pero como realmente tenemos:

0,5 mol de CH4 a 1,5 de O2

Entonces una vez que han reaccionado 0,5 moles de CH4 con 1 mol de O2, la reacción se detiene por agotamiento del CH4, y quedarían 0,5 moles de O2 de exceso. El CH4 es el reactivo limitante y sobre él deben basarse los cálculos.



RENDIMIENTO DE LAS REACCIONES QUÍMICAS

Muchas reacciones no se efectúan en forma completa; es decir, los reactivos no se convierten completamente en productos. El término "rendimiento" indica la cantidad de productos que se obtiene en una reacción.

Para ver la fórmula seleccione la opción "Descargar" del menú superior

Consideremos la preparación de nitrobenceno, C6H5NO2, por reacción de ácido nítrico, HNO3, en exceso con una cantidad limitada de benceno, C6H6. La ecuación ajustada de la reacción es :

C6H6 + HNO3 C6H5NO2 + H2O

1 mol 1 mol 1mol 1 mol

78,1 g 63,0 g 123,1 g 18,0 g

Una muestra de 15,6 gramos de C6H6 reacciona con HNO3 en exceso y origina 18,0 g de C6H5NO2. ¿Cuál es el rendimiento de esta reacción con respecto al C6H5NO2? Calcúlese en primer lugar el rendimiento teórico del C6H5NO2 de acuerdo a la ESTEQUIOMETRIA.
Esto significa que si todo el C6H6 se convirtiera en C6H5NO2, se obtendrían 24,6 de C6H5NO2 (rendimiento del 100%); sin embargo, la reacción produce solamente 18,0 gramos de C6H5NO2, que es mucho menos que el 100%.
Reactivo Limitante

Cuando se ha ajustado una ecuación, los coeficientes representan el número de átomos de cada elemento en los reactivos y en los productos. También representan el número de moléculas y de moles de reactivos y productos.

Cuando una ecuación está ajustada, la estequiometría se emplea para saber las moles de un producto obtenidas a partir de un número conocido de moles de un reactivo. La relación de moles entre reactivo y producto se obtiene de la ecuación ajustada. A veces se cree equivocadamente que en las reacciones se utilizan siempre las cantidades exactas de reactivos. Sin embargo, en la práctica lo normal suele ser que se use un exceso de uno o más reactivos, para conseguir que reaccione la mayor cantidad posible del reactivo menos abundante.

Reactivo limitante

Cuando una reacción se detiene porque se acaba uno de los reactivos, a ese reactivo se le llama reactivo limitante.

Aquel reactivo que se ha consumido por completo en una reacción química se le conoce con el nombre de reactivo limitante pues determina o limita la cantidad de producto formado.

Reactivo limitante es aquel que se encuentra en defecto basado en la ecuación química ajustada.

Ejemplo 1:

Para la reacción:


¿Cuál es el reactivo limitante si tenemos 10 moléculas de hidrógeno y 10 moléculas de oxígeno?
Necesitamos 2 moléculas de H2 por cada molécula de O2

Pero tenemos sólo 10 moléculas de H2 y 10 moléculas de O2.

La proporción requerida es de 2 : 1

Pero la proporción que tenemos es de 1 : 1

Es claro que el reactivo en exceso es el O2 y el reactivo limitante es el H2

Como trabajar con moléculas es lo mismo que trabajar con moles.

Si ahora ponemos 15 moles de H2 con 5 moles de O2 entonces como la estequiometría de la reacción es tal que 1 mol de O2 reaccionan con 2 moles de H2, entonces el número de moles de O2 necesarias para reaccionar con todo el H2 es 7,5, y el número de moles de H2 necesarias para reaccionar con todo el O2 es 10.

Es decir, que después que todo el oxígeno se ha consumido, sobrarán 5 moles de hidrógeno. El O2 es el reactivo limitante

Una manera de resolver el problema de cuál es el reactivo es el limitante es:

Calcular la cantidad de producto que se formará para cada una de las cantidades que hay de reactivos en la reacción.

El reactivo limitante será aquel que produce la menor cantidad de producto.

Ejemplo 2:

Se necesita un cierre, tres arandelas y dos tuercas para construir una baratija. Si el inventario habitual es 4,000 cierres, 12,000 arandelas y 7,000 tuercas. ¿Cuantas baratijas se pueden producir?

La ecuación correspondiente será:


En esta reacción, 1 mol de cierres, 3 moles de arandela y 2 moles de tuercas reaccionan para dar 1 mol de baratijas.

1) Divide la cantidad de cada reactivo por el número de moles de ese reactivo que se usan en la ecuación ajustada. Así se determina la máxima cantidad de baratijas que pueden producirse por cada reactivo.

* Cierres: 4,000 / 1 = 4,000
* Arandelas: 12,000 / 3 = 4,000
* Tuercas: 7,000 / 2 = 3,500

Por tanto, el reactivo limitante es la tuerca.

2) Determina el número de baratijas que pueden hacerse a partir del reactivo limitante. Ya que el reactivo limitante es la tuerca, el máximo número de baratijas que pueden hacerse viene determinado por el número de tuercas. Entran dos tuercas en cada baratija, de modo que el número de bsratijas que pueden producirse, de acuerdo con la estequiometría del proceso es:
7,000 / 2 = 3,500 baratijas

Ejemplo 3:

Considere la siguiente reacción:


Supongamos que se mezclan 637,2 g de NH3 con 1142 g de CO2. ¿Cuántos gramos de urea [(NH2)2CO] se obtendrán?

1) Primero tendremos que convertir los gramos de reactivos en moles:

637,2 g de NH3 son 37,5 moles

1142 g de CO2 son 26 moles

2) Ahora definimos la proporción estequiométrica entre reactivos y productos:

* a partir de2 moles de NH3 se obtiene1 mol de (NH2)2CO
* a partir de 1 mol de CO2 se obtiene 1 mol de (NH2)2CO

3) Calculamos el número de moles de producto que se obtendrían si cada reactivo se consumiese en su totalidad:

* a partir de37,5 moles de NH3 se obtienen 18,75 moles de (NH2)2CO
* a partir de 26 moles de CO2 se obtienen 26 moles de (NH2)2CO

4) El reactivo limitante es el (NH3) y podremos obtener como máximo 18.75 moles de urea.

5) Y ahora hacemos la conversión a gramos:
18,75 moles de (NH2)2CO son 1125 g.



Rendimiento

Se cree equivocadamente que las reacciones progresan hasta que se consumen totalmente los reactivos, o al menos el reactivo limitante.

La cantidad real obtenida del producto, dividida por la cantidad teórica máxima que puede obtenerse (100%) se llama rendimiento.

Rendimiento teórico

La cantidad de producto que debiera formarse si todo el reactivo limitante se consumiera en la reacción, se conoce con el nombre de rendimiento teórico.

A la cantidad de producto realmente formado se le llama simplemente rendimiento o rendimiento de la reacción. Es claro que siempre se cumplirá la siguiente desigualdad
Rendimiento de la reacción ≦ rendimiento teórico

Razones de este hecho:

* es posible que no todos los productos reaccionen
* es posible que haya reacciones laterales que no lleven al producto deseado
* la recuperación del 100% de la muestra es prácticamente imposible

Una cantidad que relaciona el rendimiento de la reacción con el rendimiento teórico se le llama rendimiento porcentual o % de rendimiento y se define así:


Ejemplo:

La reacción de 6,8 g de H2S con exceso de SO2, según la siguiente reacción, produce 8,2 g de S. ¿Cual es el rendimiento?
(Pesos Atómicos: H = 1,008, S = 32,06, O = 16,00).


En esta reacción, 2 moles de H2S reaccionan para dar 3 moles de S.

1) Se usa la estequiometría para determinar la máxima cantidad de S que puede obtenerse a partir de 6,8 g de H2S.
(6,8/34) x (3/2) x 32 = 9,6 g

2) Se divide la cantidad real de S obtenida por la máxima teórica, y se multiplica por 100.
(8,2/9,6) x 100 = 85,4%


Rendimiento con Reactivos Limitantes

Ejemplo:

La masa de SbCl3 que resulta de la reacción de 3,00 g de antimonio y 2,00 g de cloro es de 3,65 g. ¿Cuál es el rendimiento?
(Pesos Atómicos: Sb = 121,8, Cl = 35,45)


En esta reacción, 1 mol de Sb4 y 6 moles de Cl2 reaccionan para dar 4 moles de SbCl3.

1) Calcular el número de moles que hay de cada reactivo:
Peso Molecular del Sb4: 487,2
número de moles de Sb4 = 3/487,2 = 0,006156

Peso Molecular del Cl2: 70,9
número de moles de Cl2 = 2/70,9 = 0,0282

2) Comparar con la relación de coeficientes en la ecuación ajustada. La relación es de 1 mol de Sb4 a 6 moles de Cl2. Usando la estequiometría:
0,00656/0,0282 = 1/4,3 > 1/6

de modo que el reactivo limitante es el Cl2. Nosotros sólo tenemos 0,0282 moles de Cl2.

3) Usar la estequiometría para determinar la máxima cantidad de SbCl3 que puede obtenerse con 2,00 g de Cl2 (el reactivo limitante).


4) Dividir la cantidad real de SbCl3 obtenida por la máxima teórica y multiplicar por 100.
(3,65/4,29) x 100 = 85,08%


5- Una de las maneras de eliminar el NO en las emisiones de humos es hacerle reaccionar con amoníaco:
4 NH3 (g) + 6 NO (g) 5 N2 + 6 H2O
A) Suponiendo que el rendimiento de la reacción sea del 100% : a) ¿Cuántos litros de N2 medidos en condiciones normales se obtendrán a partir de 17g de NH3?; b) ¿Cuántos gramos de nitrógeno y de agua se obtendrán a partir de 180g de NO y 180g de NH3?
B) Si partiendo de 68g de NH3 se obtienen 68g de H2O: a)¿ Cuál es el rendimiento de la reacción?; b)¿Cuántos gramos de N2 se obtendrán?

6- El freón-12, gas empleado como refrigerante, se prepara por la reacción siguiente:
3CCl4 + 2SbF3 3CCl2F2(freón) + 2SbCl3

A) Si se mezclan 150g de CCl4 con 100g de SbF3 se pide : a)¿Cuántos gramos de CCl2F2 pueden formarse como máximo?; b)¿Cuántos gramos y de qué reactivo sobrarán, una vez que la reacción termine?
B) Si el rendimiento fuese de un 75%: a)¿Qué cantidad de Freón-12 se obtendría?; ¿Qué cantidad de cloruro antimonioso se obtendría?

7- El bifenilo se obtiene según la reacción de Ullmann entre el yoduro de fenilo y cobre según la reacción:

2C6H5I + Cu C6H5-C6H5 + I2Cu

a)¿Cuántos gramos de yoduro de fenilo y de cobre deben emplearse para obtener 40 g de bifenilo suponiendo que el rendimiento fuera cuantitativo?
b) Si partimos de 204 g de yoduro de fenilo y 63,5 g de cobre, ¿cuánto puede obtenerse como máximo de bifenilo?¿Qué reactivo sobrará y qué cantidad?¿Cuál será el rendimiento si en realidad se obtienen 50 g de bifenilo?

8- Si se mezclan 15 g de 1-butino con 70 g de bromuro de hidrógeno, indicar: a)¿cuál será el reactivo limitante? b) ¿Cuántos gramos de 2,2-dibromobutano pueden formarse? c) ¿Qué cantidad se obtendría si el rendimiento fuese de un 75%?

Problemas a resolver

1. Una muestra de dicromato de amonio, contiene 1.81 x 10²⁴ átomos de hidrógeno ¿cuántos gramos de nitrógeno hay en ella?.

2. ¿Cuántas moléculas de agua hay en dos mL de una disolución de HCl , cuya densidad y % en masa son 1.19 g/mL y 37% en masa respectivamente?.

3. Una planta de producción de NaOH, concentra una disolución que contiene 88% en masa de agua y 12% en masa de NaOH. Si la densidad de esta disolución es de 1.1309 g/mL:

a) ¿Cuántos iones OH hay por mL de disolución?

b) ¿Cuántos moles de iones sodio hay por mL de disolución?

4. ¿Qué volumen (mL) de una disolución de etanol (C2H6O) que tiene 94% de pureza en masa, contiene 0.2 moles de etanol? . La densidad de la disolución es 0.807 g/mL.

¿Cuántos átomos de hidrógeno hay en 10 mL de etanol? (considera que es una disolución acuosa).

5. Una aleación que contiene hierro (54.7% en masa), níquel (45.0 %) y manganeso (0.3%) tiene una densidad de 8.17 gramos sobre cm³

a) ¿Cuántas moles de hierro hay en un bloque de aleación que mide 10cm x 20cm x 15cm?.

b) ¿Cuántos átomos de manganeso hay en la mitad del bloque que se menciona en el inciso anterior?.

6. Una muestra de 50 gramos de calcopirita contiene 28 gramos de CuFeS2. ¿Cuál es el porcentaje de cobre en la calcopirita?.

8. Al quemar una muestra de un hidrocarburo se producen 12.28 g de CO2 y 5.86 g de agua

a) ¿Cuántos gramos de muestra se quemaron?

b) ¿Cuál es la composición porcentual de cada elemento en el compuesto?

c) ¿Cuál es la fórmula empírica del compuesto orgánico?

9. Hay un oxiácido orgánico muy abundante en limones, naranjas y toronjas, cuando se queman 5 gramos de este ácido se producen 6.875 gramos de bióxido de carbono y 1.875gramos de agua, si 0.25 moles de este compuesto equivalen a 48 gramos.

a) ¿Cuál es la composición porcentual del oxiácido?

b) ¿Cuál es la fórmula mínima del ácido?

c) ¿Cuál es la fórmula molecular del compuesto orgánico?

10. El mentol, la sustancia orgánica que podemos oler en las pastillas mentoladas para la tos, se compone de carbono, hidrógeno y oxígeno. Una muestra de 100.1 mg de mentol se quema en presencia de oxígeno, produciendo 282.9 mg de bióxido de carbono y 115.9 mg de agua.

a) Determina la composición porcentual de cada elemento en la sustancia orgánica.

b) ¿Cuál es la fórmula mínima del mentol?.

c) Si 15.6 gramos son 0.1 moles del compuesto ¿Cuál es su fórmula molecular?.

11. Se determinó que un compuesto orgánico contiene solo 3 elementos: carbono, hidrógeno y cloro. Cuando se quemó por completo en el aire una muestra de 1.5 gramos del compuesto, se produjeron 3.52 g de CO2. En otro experimento, el cloro de una muestra de un gramo del compuesto, se transformó en 1.27 gramos de cloruro de plata.

a) ¿Cuál es la masa en gramos que hay de cada elemento en 1.5 gramos de muestra del compuesto mencionado?

b) ¿Cuál es la composición porcentual de cada elemento en el compuesto?

c) ¿Cuál es la fórmula mínima para esta sustancia orgánica?

12. La alicina es el compuesto que proporciona el olor característico al ajo. Al realizar un análisis de este compuesto se encuentra que tiene la siguiente composición porcentual: C:44.4%, H:6.21%, S:39.5%, O:9.86%. También se encuentra que su masa molar es igual

a 162 g/mol. Calcula la fórmula empírica y la fórmula molecular de este compuesto.

13. En un experimento se obtuvo un compuesto de hierro y oxígeno que tienen 27.65% de oxígeno y 72.34% de hierro. Obtenga la fórmula mínima del compuesto.

14. En una reacción de combustión se queman 3 gramos de un compuesto orgánico, si se producen 8 gramos de CO2 ¿Qué porcentaje en masa del compuesto es carbono?.

15. Determina el porcentaje en masa de hierro que hay en el cloruro férrico hexahidratado.

16. La vitamina E tiene 11.21% en masa de hidrógeno. Si un mol de vitamina E contiene 3.01 x 10²⁵átomos de hidrógeno;

a) ¿Cuál es la masa molar de la vitamina E?

b) ¿Cuántos átomos de hidrógeno hay por molécula de vitamina E

Cálculos estequiométricos: Consideraciones previas.

El ejercicio se basa en la siguiente reacción: N2 + 3 H2 → 2 NH3

1. Si tenemos un mol de N2, ¿con cuántos moles de H2 reaccionan?

a) 1 mol

b) 2 moles

c) 3 moles

d) 4 moles

e) 6 moles

f) Ninguna de las respuestas

2. Si tenemos un mol de N2, ¿con cuántos moles de NH3 se producen?

a) 1 mol

b) 2 moles

c) 3 moles

d) 4 moles

e) 6 moles

f) Ninguna de las respuestas

3. Si tenemos dos moles de N2, ¿con cuántos moles de H2 reaccionan?

a) 1 mol

b) 2 moles

c) 3 moles

d) 4 moles

e) 6 moles

f) Ninguna de las respuestas

4. Si tenemos un mol de N2, ¿con cuántos moles de NH3 se producen?

a) 1 mol

b) 2 moles

c) 3 moles

d) 4 moles

e) 6 moles

f) Ninguna de las respuestas

Problemas estequiométricos

1) En un alto horno, el mineral de hierro, Fe₂O₃, se convierte en hierro mediante la reacción:

Fe₂O₃ (s) + 3 CO (g) -----> 2 Fe (l) + 3 CO₂ (g)

a) ¿Cuántos moles de monóxido de carbono se necesitan para producir 20 moles de hierro?

b) ¿Cuántos moles de CO₂ se desprenden por cada 10 moles de hierro formado?

2) Carbonato de calcio se descompone por la acción del calor originando óxido de calcio y dióxido de carbono.

a) Formula la reacción que tiene lugar y ajústala.

b) Calcula qué cantidad de óxido de calcio se obtiene si se descompone totalmente una tonelada de carbonato de calcio.

3) ¿Qué cantidad de gas cloro se obtiene al tratar 80 g de dióxido de manganeso con exceso de HCl según la siguiente reacción? MnO₂ + 4 HCl ---> MnCl₂ + 2 H₂O + Cl₂

Solución: 62,24 g de Cl₂

4) La sosa cáustica, NaOH, se prepara comercialmente mediante reacción del NaCO₃ con cal apagada, Ca(OH)₂. ¿Cuántos gramos de NaOH pueden obtenerse tratando un kilogramo de Na₂CO₃ con Ca(OH)₂?

Nota: En la reacción química, además de NaOH, se forma CaCO₃.

5) Cuando se calienta dióxido de silicio mezclado con carbono, se forma carburo de silicio (SiC) y monóxido de carbono. La ecuación de la reacción es:

SiO₂ (s) + 3 C (s) -----> SiC (s) + 2 CO (g)

Si se mezclan 150 g de dióxido de silicio con exceso de carbono, ¿cuántos gramos de SiC se formarán?

6) Calcular la cantidad de cal viva (CaO) que puede prepararse calentando 200 g de caliza con una pureza del 95% de CaCO₃.

CaCO₃ ---> CaO + CO₂

7) La tostación es una reacción utilizada en metalurgia para el tratamiento de los minerales, calentando éstos en presencia de oxígeno. Calcula en la siguiente reacción de tostación:

2 ZnS + 3 O₂ à 2 ZnO + 2 SO₂

La cantidad de ZnO que se obtiene cuando se tuestan 1500 kg de mineral de ZnS de una riqueza en sulfuro (ZnS) del 65%. Datos: M_Zn= 65,4 u. ; M_S = 32,1 u. ; M_O = 16 u

8) ¿Qué masa, qué volumen en condiciones normales, y cuántos moles de CO₂ se desprenden al tratar 205 g de CaCO₃ con exceso de ácido clorhídrico según la siguiente reacción?

CaCO₃ + 2 HCl à CaCl₂ + H₂O + CO₂

9) Se tratan 4,9 g de ácido sulfúrico con cinc. En la reacción se obtiene sulfato de cinc e hidrógeno.

a) Formula y ajusta la reacción que tiene lugar.

b) Calcula la cantidad de hidrógeno desprendido.

c) Halla qué volumen ocupará ese hidrógeno en condiciones normales.

10) ¿Qué volumen de hidrógeno medido a 30 °C y 780 mm de Hg se obtiene al tratar 130 g de Zn con exceso de ácido sulfúrico?

11) Tenemos la siguiente reacción química ajustada: H₂SO₄ + Zn à ZnSO₄ + H₂

¿Qué volumen de hidrógeno se puede obtener a partir de 10 g de Zn, si las condiciones del laboratorio son 20 °C y 0,9 atm de presión? Datos: M_Zn = 65,4 u. ; M_S = 32,1 u. ; M_O = 16 u. ; M_H = 1 u.

12) El acetileno, C₂H₂, arde en presencia de oxígeno originando dióxido de carbono y agua.

a) Escribe la ecuación química de la reacción.

b) ¿Qué volumen de aire (21% O₂), que se encuentra a 17 °C y 750 mm de Hg, se necesita para quemar 2 kg de acetileno?

13) Mezclamos 1 litro de flúor con suficiente cantidad de monóxido de nitrógeno, medidos ambos en condiciones normales. ¿Cuántos gramos de FNO se formarán? La ecuación de la reacción que tiene lugar es

F₂ (g) + 2 NO (g) à 2 FNO (g)

ATOMO GRADO DECIMO SAN FRANCISCO

ACTIVIDADES A REALIZAR ENTRE EL 12 Y 22 DE MAYO
1. COMPLEMENTAR LO VISTO EN CLASE CON ESTA TEORIA
2. ELABORAR RESUMEN Y REALIZAR 10 EJERCICOS QUE SUSTENTEN LA PARTE TEORICA
Números cuánticos

Los números cuánticos aparecen en las soluciones de la ecuación de Schrödinger. Podemos pensar en las soluciones de la ecuación de onda de Schrödinger son ondas estacionarias de diferente energía.

El ejemplo del movimiento de una cuerda de guitarra nos ayudará a comprender el concepto de onda estacionaria. La cuerda de guitarra vibra pero no se desplaza, por eso es estacionaria. Un nodo es un punto que no se mueve. La longitud de la cuerda tiene que ser un múltiplo del valor de media longitud de onda, ya que en los dos extremos de la cuerda que están fijos debe haber un nodo. Por tanto solo van a ser posibles ciertos estados a los que podemos asignar un valor del número n.

Descripción mecánico cuántica del átomo: Orbitales y números cuánticos

Mientras que en el modelo de Bohr se hablaba de órbitas definidas en el modelo de Schrödinger sólo podemos hablar de las distribuciones probables para un electrón con cierto nivel de energía. Así para el electrón del átomo de hidrógeno en el estado fundamental la probabilidad de la distribución se refleja en la siguiente figura, dónde la intensidad del color negro indica una mayor probabilidad de encontrar al electrón en esa región, o lo que es lo mismo una mayor densidad electrónica.

De la resolución de la ecuación de onda de Schrödinger se obtiene una serie de funciones de onda (ó probabilidades de distribución de los electrones) para los diferentes niveles energéticos que se denominan orbitales atómicos.

Mientras que el modelo de Bohr utilizaba un número cuántico (n) para definir una órbita, el modelo de Schrödinger utiliza tres números cuánticos para describir un orbital: n, l y ml . A continuación vemos las características de estos números:

Número cuántico principal “n”

* Toma valores enteros: 1,2,3…
* A mayor n más lejos se encuentra del núcleo la región de mayor densidad electrónica.
* A mayor n el electrón tiene mayor energía y se encuentra menos “atado” al núcleo.

Número cuántico del momento angular ó azimutal ó secundario: “l”

* Depende de “n” y toma valores enteros de 0 a (n-1). Así para n=1 sólo hay un valor posible 0. Para n=2 hay dos valores de l: 0 y 1. Para n=3 hay tres valores posibles: 0, 1 y 2.
* Generalmente el valor de l se representa por una letra en vez de por su valor numérico:

l


0


1


2


3


4

Nombre del orbital


s


p


d


f


g

* Define la forma del orbital

El número cuántico magnético “ml“

* El valor del número cuántico magnético depende de l. Toma valores enteros entre -l y l , incluyendo el 0. Para cierto valor l hay (2 l +1) valores de ml.
* Describe la orientación del orbital en el espacio.

Veamos los diferentes orbitales que podemos tener para n = 3. Tendremos entonces tres valores de l: 0, 1 y 2. Los valores de ml para cada valor de l se compilan en la tabla siguiente: (los orbitales que comparten los valores de n y l se dicen que pertenecen al mismo subnivel y todos los orbitales con el mismo n formarían un nivel).

l


subnivel


ml


N° de orbitales del subnivel

0


3s


0


1

1


3p


-1, 0, 1


3

2


3d


-2, -1, 0, 1, 2


5

Representaciones de los Orbitales

Orbitales s

El orbital 1s tiene simetría esférica:

Representado Y2 frente a la distancia al núcleo (r) vemos que la probabilidad de encontrar al electrón disminuye conforme aumenta r. Esto indica que en el estado fundamental la atracción electrostática del núcleo es lo suficientemente fuerte para mantener al electrón en un radio próximo al núcleo.

[1s] [2s] [3s]



Generalmente se representan los límites de los orbitales atómicos de Schrödinger de manera que el orbital englobe al 90% de la distribución de densidad electrónica. En el caso de los orbitales s la representación es una esfera, de mayor radio cuánto mayor sea n.

Orbitales p

* La forma de los orbitales p es de dos lóbulos situados en lados opuestos al núcleo y con un nodo en él.
* Hay tres tipos de orbitales p (l = 1; ml = -1, 0, 1) que difieren en su orientación. No hay una correlación simple entre los tres números cuánticos magnéticos y las tres orientaciones: las direcciones x, y y z. Los orbitales p del nivel n se denominan npx, npy, npz
* Los orbitales p al igual que los s aumentan de tamaño al aumentar el número cuántico principal.

[2px][2py][2pz]



[3px][3py][3pz]



[4px][4py][4pz]





Orbitales d

En el tercer subnivel tenemos 5 orbitales atómicos (para n > 3 l = 2; ml=-2, -1, 0, 1, 2) con diferentes orientaciones en el espacio tal y como vemos en la figura :

[3dxy][3dxz][3dyz][3dx2-y2][3dz2]



[4dxy][4dxz][4dyz][4dx2-y2][4dz2]





Aunque el orbital 3dz2 difiere en su forma de los otros cuatro, los cinco orbitales d tienen todos la misma energía.

Configuración electrónica

La configuración electrónica es el modo en el cual los electrones están ordenados en un átomo. Los electrones son partículas que están sujetos al principio de exclusión de Pauli, que dice que

dos partículas no pueden estar en el mismo estado cuántico a la vez

Esto se puede reescribir de la siguiente forma

no puede haber dos electrones en un mismo átomo con los cuatro valores de los números cuánticos iguales

Por lo tanto:

No puede haber electrones idénticos en un átomo

Por lo tanto, en el momento en que un estado es ocupado por un electrón, el siguiente electrón debe ocupar un estado mecanocuántico diferente.

Llenado de orbitales y notación.

Para obtener la configuración electrónica de un elemento, los estados se van ocupando por electrones según la energía de estos estados, ocupándose primero los de menor energía. Por el hecho de que el estado 3d (n = 3 y l = 2) está más alto en energía que el 4s (n = 4 y l = 0), existen los metales de transición; y como en el orbital d caben 10 electrones según la primera tabla (o bien haciendo l = 2 en 2(2l+1) = 10), hay diez elementos en cada serie de transición. Lo mismo ocurre con otros bloques de elementos que se pueden ver en la tabla periódica de los elementos.

Se suele emplear una regla mnemotécnica consistente en hacer una tabla en donde en la primera columna se escribe 1s, 2s, 3s, …, en la segunda columna, saltándose una fila, 2p, 3p, … y así sucesivamente. Los primeros niveles que se van llenando con electrones son los que quedan más a la derecha y arriba de la tabla, como indica el sentido de las flechas en el diagrama:

Regla para realizar el llenado de orbitales

Concretamente, en el diagrama se llenan hasta el 3d, comenzando la primera serie de transición. Si por ejemplo se quiere saber la configuración electrónica del vanadio (Z=23), con el diagrama obtendríamos:

Llenado de orbitales: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d3 (2 + 2 + 6 + 2 + 6 + 2 + 3 = 23)

Donde el primer número es el número cuántico principal, la letra es el segundo (tipo de orbital) y el superíndice es el número de electrones que están en ese nivel. Sumando el número de electrones presente en cada orbital, obtenemos el número de electrones del elemento (23); como puede apreciarse en este caso, el último orbital d no está lleno, sólo hay tres electrones de 10 posibles.

En la práctica, para simplificar la notación, los niveles de energía completos se indican con la referencia al gas noble correspondiente (el de número atómico inmediatamente menor) al que se añade la distribución de electrones en el nivel no completo. En el caso del vanadio:

Gas noble precendente: 18 Ar: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6

Configuración eléctrónica del vanadio: [Ar] 4s2 3d3

Otra notación que se puede emplear es la de indicar ordenadamente el número de electrones que hay en cada nivel, por ejemplo en el caso que nos ocupa sería: 2-8-8-5.
Números cuánticos y configuración electrónica
[9:51 AM | 11 comentarios ]

El modelo atómico de Bohr introdujo un sólo número cuántico (n) para describir una órbita. Sin embargo, la mecánica cuántica, requiere de 3 números cuánticos para describir al orbital (n, l, ml):


1. Número cuántico principal (n):

* Representa al nivel de energía y su valor es un número entero positivo (1, 2, 3, ....) y
* se le asocia a la idea física del volumen del orbital.

n = 1, 2, 3, 4, .......


2. Número cuántico secundario o azimutal (l):

*
Identifica al subnivel de energía delélectrón y se le asocia a la forma del orbital.
*
Sus valores dependen del número cuántico principal (n), es decir, sus valores son todos los enteros entre 0 y n - 1, incluyendo al 0.



3. Número cuántico magnético (m o ml):

*
Describe las orientaciones espaciales de los orbitales.
*
Sus valres son todos los enteros entre -l y +l, incluyendo al 0.

Valor de m según el ingreso del último electrón al orbital.


4. Número cuántico de spin (s o ms):

*
Informa el sentido del giro del electrón en un orbital.
*
Indica si el orbital donde ingreso el último electrón está completo o incompleto.
*
Su valor es +1/2 o -1/2



En una configuración electrónica, un electrón puede ser representado simbólicamente por:



Los números cuánticos para el último electrón en este ejemplo serían:

n = 3

l = 1

m = -1

s = +1/2

GRADO SEPTIMO ISPA REPRODUCCIÒN

FAVOR ELABORAR DIBUJOS Y RESUMIR LA TEORIA EN EL CUADERNO
VER EL VIDEO Y REALIZAR EL RESUMEN



ORGANOS GENITALES FEMENINOS INTERNOS:
















LOS OVARIOS:Son dos,uno a cada lado del útero,de color blanco nacarado,del tamaño de una almendra, y su función es producir un óvulo al mes (células sexuales femeninos).También estan encargados de producir dos hormonas:el estrógeno y la progesterona,que son responsables del proceso reproductivo y de las características sexuales secundarias.Están unidos a la parte superior del útero mediante tubos angostos y flexibles conocidos como trompas de Falopio.

LAS TROMPAS DE FALOPIO:Son dos conductos,izquierdo y derecho, que transportan el óvulo hasta el útero.En el tercio exterior de las trompas se produce el encuentro del óvulo con el espermatozoide,es decir,la fecundación.

EL UTERO: Es un órgano musculoso y hueco con forma de pera invertida,donde el huevo se anida,crece,se desarrolla y transforma en feto.La función del útero es albergar , proteger y alimentar al feto durante el embarazo y expulsarlo al término de nueve meses.Consigue lo primero,en parte,gracias a su mucosa,el endometrio,que en ausencia de embarazo se desprende originando la menstruación.

LA VAGINA: Es un canal tubular que se extiende desde el cuello uterino hasta la vulva.Está formada por tejido muscular liso,cubierto de una membrana mucosa,dispuesta en repliegues que dan a este órgano una gran elasticidad.Es rica en secreciones lubricantes para facilitar la penetración del pene durante la unión sexual.También es el canal por donde sale el feto al exterior y pasa el flujo menstrual.

SISTEMA REPRODUCTOR MASCULINO

¿Qué es el sistema reproductor masculino?

La mayoría de las especies tienen dos sexos: macho y hembra. Cada sexo tiene su sistema reproductor. Difieren en forma y estructura, pero ambos están específicamente diseñados para producir, nutrir y transportar, bien ovocitos o bien espermatozoos.

A diferencia de la mujer, cuyo sistema reproductor está localizado íntegramente en la pelvis, los órganos reproductores del hombre, o genitales, se encuentran tanto dentro como fuera de la pelvis. Los genitales masculinos incluyen:

• los testículos

• el sistema de conductos, integrado por el epidídimo y el conducto deferente

• las glándulas accesorias, que incluyen las vesículas seminales y la glándula prostática

• el pene.

En un chico que ya ha alcanzado la madurez sexual, los dos testículos producen y almacenan millones de diminutos espermatozoides. Los testículos son ovalados y crecen hasta alcanzar aproximadamente 5 cm de longitud por 3 cm de diámetro. Los testículos también forman parte del sistema endocrino, ya que producen hormonas, incluyendo la testosterona. La testosterona desempeña un papel muy importante en la pubertad y, a medida que un chico va recorriendo esta etapa de su vida, sus testículos van produciendo cantidades cada vez mayores de esta hormona. La testosterona es la hormona que determina que los chicos cambien la voz, desarrollen músculos más voluminosos y fuertes y les crezca la barba y el vello corporal, aparte de estimular la producción de espermatozoides.

Muy cerca de los testículos, se encuentran el epidídimo y el conducto deferente, que constituyen el sistema de conductos de los órganos reproductores masculinos. El conducto deferente es un tubo muscular que discurre junto a los testículos y transporta en sentido ascendente el fluido que contiene los espermatozoides, denominado semen. El epidídimo es un conjunto de tubos en forma de espiral (uno para cada testículo) que está conectado al conducto deferente.

El epidídimo y los testículos están suspendidos en el interior de una estructura similar a una bolsa, ubicada fuera de la pelvis y denominada escroto. Esta bolsa de piel ayuda a regular la temperatura de los testículos, que debe ser inferior a la temperatura corporal para que puedan fabricar espermatozoides. El escroto cambia de tamaño para mantener la temperatura adecuada. Cuando el cuerpo está frío, el escroto se encoge y se tensa para mantener el calor corporal en su interior. Cuando el cuerpo está caliente, el escroto se agranda y se vuelve flácido para eliminar el exceso de calor. Esto ocurre sin que el hombre tenga que pensar en ello. El cerebro y el sistema nervioso dan al escroto las instrucciones pertinentes para que cambie de tamaño cuando convenga hacerlo.

Las glándulas accesorias, que incluyen las vesículas seminales y la glándula prostática, proporcionan los fluidos que lubrican el sistema de conductos y nutren a los espermatozoides. Las vesículas seminales son estructuras con aspecto de bolsa unidas al conducto deferente, a lado de la vejiga. La glándula prostática, que produce algunos de los componentes del semen, rodea a los conductos eyaculatorios en la base de la uretra, justo debajo de la vejiga. La uretra es el conducto que conduce el semen hacia el exterior del cuerpo a través del pene. La uretra también forma parte del sistema urinario, ya que es el conducto a través del cual pasa la orina cuando es expulsada del cuerpo desde la vejiga.

El pene consta de dos partes: el cuerpo y el glande. El cuerpo es la parte principal del pene, mientras que el glande es la punta (a veces, denominada “cabeza”). En el extremo del glande, hay una pequeña ranura o abertura, que es por donde salen del cuerpo el semen y la orina a través de la uretra. El interior del cuerpo del pene está formado por un tejido esponjoso y otro cavernoso que se puede expandir y contraer.

Todos los niños nacen con prepucio, un pliegue de piel en el extremo del pene, que cubre el glande. Algunos niños son circuncidados, es decir, un médico o un sacerdote les extirpa el prepucio. La circuncisión suele llevarse a cabo durante los primeros días de vida. Si bien la circuncisión no es necesaria desde el punto de vista médico, algunos padres deciden circuncidar a sus hijos por creencias religiosas, por cuestiones higiénicas o por motivos sociales o culturales. Los penes de los niños circuncidados no son diferentes de los penes de los niños no circuncidados: todos los penes funcionan de la misma manera y tienen la misma sensibilidad, independientemente de que se les haya extirpado el prepucio o no

GRADO NOVENO GENETICA DE POBLACIONES

La problemática de la genética de poblaciones es la descripción y explicación de la variación genética dentro y entre poblaciones

Theodosius Dobzhansky Theodosious Dobzhansky

La evolución es un hecho histórico completamente establecido, pero ¿qué factores son responsables del cambio evolutivo? La evolución es ante todo un proceso genético, y la genética de poblaciones es la disciplina biológica que suministra los principios teóricos de la evolución. En esta ciencia se parte del supuesto de que los cambios evolutivos a pequeña escala, los que se dan en el seno de las poblaciones de las especies, contienen todos los elementos necesarios para explicar toda la evolución, pues la macroevolución, o evolución a gran escala, no sería más que la extrapolación en el espacio y en el tiempo de los procesos básicos de las poblaciones. Casi todas las especies están formadas por una o más poblaciones de individuos que se cruzan entre sí, formando una comunidad de intercambio genético denominada población mendeliana. Esta población es el sustrato básico donde se forja la evolución. En el seno de la población se da el hecho inevitable de que algunos individuos dejan más descendientes que otros. Como que el único componente que se transmite de generación en generación es el material genético (los genes), el que un individuo deje más descendientes implica que sus genes estarán más representados en la siguiente generación. De este modo, las frecuencias de los distintos genes cambiarán de una generación a otra, y este cambio será irreversible cuando se considera el conjunto de los genes de la población, pues es muy improbable que se vuelva a una configuración previa en todos los genes. Por tanto, desde el punto de vista de la población, la evolución es en último término un cambio acumulativo e irreversible de las proporciones de las diferentes variantes de los genes, o alelos, en las poblaciones. ¿Qué procesos hacen que unos alelos cambien en frecuencia de generación en generación? Los agentes que cambian las frecuencias génicas de las poblaciones, o sea los factores de evolución, son la mutación, la deriva genética, la migración y la selección natural.

Las poblaciones, no los individuos, son las unidades de evolución

Los factores de evolución

La mutación

La variación es la materia prima de la evolución. Sin variación genética no es posible la evolución. La fuente última de toda variación genética es la mutación. Una mutación es un cambio estable y heredable en el material genético. Las mutaciones alteran la secuencia del ADN y por tanto introducen nuevas variantes. Muchas de estas variantes suelen ser eliminadas, pero ocasionalmente algunas de estas variantes pueden tener éxito y incorporarse en todos los individuos de la especie. La mutación es un factor que aumenta la diversidad genética. La tasa de mutación de un gen o una secuencia de ADN es la frecuencia en la que se producen nuevas mutaciones en ese gen o la secuencia en cada generación. Una alta tasa de mutación implica un mayor potencial de adaptación en el caso de un cambio ambiental, pues permite explorar más variantes genéticas, aumentando la probabilidad de obtener la variante adecuada necesaria para adaptarse al reto ambiental. A su vez, una alta tasa de mutación aumenta el número de mutaciones perjudiciales o deletéreas de los individuos, haciéndolos menos adaptados, y aumentando la probabilidad de extinción de la especie. Las mutaciones no tienen ninguna dirección respecto a la adaptación, son como un cambio al azar de una letra por otra en un texto. Este cambio suele producir una falta de significado, y por eso la mayoría de las mutaciones son deletéreas. Pero a veces ciertos cambios pueden introducir nuevos significados, permitiendo nuevas funciones. Cada especie tiene un tasa de mutación propia que ha sido modulada por la selección natural para que la especie pueda enfrentarse de un modo más o menos óptimo a los compromisos contrapuestos de estabilidad-cambio que le impone su ambiente.

La deriva genética

En cada generación se produce un sorteo de genes durante la transmisión de gametos de los padres a los hijos que se conoce como deriva genética. La mayoría de los organismos son diploides, es decir, tienen dos ejemplares de cada gen. Los gametos de estos organismos portan solo uno de las dos ejemplares (alelos) de cada gen. El que un gameto lleve un alelo u otro es una cuestión de azar, análoga a obtener una cara al tirar una moneda, por lo que la formación de gametos y su consiguiente unión para formar los huevos de la siguiente generación solo puede describirse como un proceso probabilístico. Por ejemplo, en una población de una especie diploide de 50 individuos, para un gen con dos alelos, A y a, que estén en la misma frecuencia habrá 50 copias del alelo A y 50 del alelo a. Cuando estos individuos formen la siguiente generación, es tan improbable que la nueva generación tenga los mismos 50 alelos A y 50 a, como tirar una moneda 100 veces y obtener exactamente 50 caras y 50 cruces. Según este razonamiento, cada generación esperamos una fluctuación al azar de las frecuencias alélicas en las poblaciones. Si en algún momento durante esta conducta fluctuante un tipo de los alelos no llega a transmitirse a la siguiente generación, entonces este alelo se habrá perdido para siempre. El resultado de la deriva suele ser la pérdida de variabilidad genética, siendo un proceso que contrarresta la entrada de variabilidad genética por mutaciones.



La migración

El intercambio de genes entre poblaciones debido a la migración de los individuos entre poblaciones es otro factor importante de cambio genético en las poblaciones. Si dos poblaciones difieren en las frecuencias de los alelos de algunos de sus genes, entonces el intercambio de individuos entre las poblaciones producirá un cambio de las frecuencias de los genes en cada una de las poblaciones. Las migraciones humanas durante la expansión neolítica determinaron significativamente el tipo y la cantidad de variación genética de nuestra especie.

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La selección natural

Definición de Selección Natural por Ch. Darwin











Darwin será siempre admirado por hacer inteligible la vida, por reducir a un único concepto, el de selección natural, la explicación de la diversidad inmensa y fantástica que observamos en la naturaleza. Como ya se ha comentado, la selección natural es tan sólo uno de los factores de evolución. Sin embargo, la selección natural es el único proceso conocido que permite explicar la complejidad inherente a la vida, las adaptaciones de los organismos, y por eso ocupa una posición central en la biología evolutiva. La selección natural es incluso un principio más fundamental que la misma vida, pues como R. Dawkins ha señalado, "la 'supervivencia de los más aptos' de Darwin es un caso especial de una ley general de la supervivencia de lo estable". La idea de la selección natural es engañosamente sencilla, pues son muchos los que pensando que la entienden, la han malinterpretado o no la han captado en toda su profundidad. Darwin comentaba de su amigo, T.H. Huxley, entusiasta seguidor y divulgador de la idea evolutiva, que Huxley no tenía una idea exacta de la selección natural. Aún en la actualidad podemos decir que la selección sigue siendo malentendida por un gran número de biólogos.

Ejemplo de adaptación

















Definición de selección natural

En esencia, la selección natural es reproducción diferencial de unas variantes genéticas respecto de otras. Podemos definirla más rigurosamente como el proceso que resulta del cumplimiento de las tres condiciones siguientes: (1) variación fenotípica entre los individuos de una población, (2) supervivencia o reproducción diferencial asociada a la variación, y (3) herencia de la variación. Si en una población de organismos se dan estas tres condiciones, entonces se sigue necesariamente un cambio en la composición genética de la población por selección natural.


La selección en acción

Para clarificar nuestra definición de selección natural, supongamos que hay una población de polillas cuyos miembros pueden ser de color oscuro o claro. Tenemos por tanto variación fenotípica, nuestra primera condición. Al seguir a ambos tipos de polilla a lo largo de su vida, vemos que en promedio las formas oscuras dejan más descendientes que las claras. Este es el segundo principio, las formas oscuras tienen una mayor éxito reproductor que las claras. Pero esta ventaja de la forma oscura no tendría ninguna trascendencia si la variante oscura no fuese hereditaria. Por lo que es necesario añadir el principio de la herencia. Si el color oscuro esta determinado por un tipo (o alelo) de un gen, mientras que el color claro lo está por otro alelo del mismo gen, el que las formas oscuras dejen más descendientes significa que el alelo oscuro aumentará su representación en la población de la siguiente generación, y por tanto la selección natural aumentará la proporción de formas oscuras. Así es como funciona la selección natural.



Biston Betularia

Ejemplo clásico de selección adaptativa en la geómetra del abedul Biston betularia. La forma que pasa más desapercibida a los depredadores es seleccionada. La selección natural explica elegantemente el camuflaje en el medio ambiente.



La selección natural explica las adaptaciones

Sin duda, el aspecto que más nos fascina cuando estudiamos cualquier especie son sus adaptaciones. La habilidad que muestran las arañas cuando tejen su tela, la conducta rígidamente jerarquizada de un sociedad de hormigas, el camuflaje en forma y color de muchas especies con su medio, la delicada complejidad de un ojo,... Órganos, estructuras, conductas, suelen estar diseñados para la supervivencia y la reproducción. La selección natural produce las adaptaciones. ¿Cómo?

El ejemplo de las polillas que hemos utilizado se corresponde a un caso clásico de selección adaptativa: el del melanismo industrial de la geómetra del abedul Biston betularia. En fecha tan temprana como 1848, durante la revolución industrial en Inglaterra, los naturalistas notaron que en áreas industriales, contrariamente a lo que pasaba en zonas no contaminadas, las formas oscuras predominaban sobre las claras. ¿Por qué las variantes oscuras dejan más descendientes que las claras? El hollín de las fábricas mata los líquenes grisáceos-claros que habitan sobre la corteza de los árboles, donde estas polillas pasan gran parte de su tiempo, y la ennegrece. A partir de esta evidencia, H. B. D. Kettlewell llevó a cabo una serie de experimentos que demostraron que las formas oscuras se camuflan mejor de las aves depredadoras que la claras en la corteza de los árboles, siendo favorecidas por la selección. Así, el color oscuro es una adaptación porque sus portadores sobreviven más que los de color claro. Las adaptaciones son, por tanto, aquellas características que aumenta su frecuencia en la población por su efecto directo sobre la supervivencia o el número de descendientes de los individuos que la llevan. Las formas claras, por el contrario, eran miméticas en las zonas no contaminadas, siendo aquí seleccionadas a favor. Este caso ilustra que la adaptación no es una propiedad invariante, absoluta, sino contingente, dependientes de cada contexto ecológico. No existe a priori un fenotipo, una forma clara o oscura, mejor. Tenemos que acudir al contexto ecológico de cada especie para conocer la causa de una adaptación.



La mutación no puede explicar las adaptaciones

El ejemplo previo muestra también porqué la selección natural es la única explicación satisfactoria de las adaptaciones. La mutación no puede generar nuevas adaptaciones porque no tiene dirección, es decir, los cambios que produce una mutación en el organismo no tienen ninguna relación directa con el éxito o la eficacia de los organismos que la sufren. La variación por mutación es azarosa. La selección es el proceso ordenador mediante el que se escogerán, de entre todas las variantes existentes en un momento dado, aquellas que sean útiles -en términos de reproducción y supervivencia- para el organismo.



La selección natural es acumulativa

Mucha gente no tiene problemas en aceptar que la selección natural produzca pequeños ajustes adaptativos como el mimetismo del melanismo industrial, pero les cuesta creer que la selección natural pueda crear órganos tan complejos como un ojo. Este es el argumento de la incredulidad personal. Por ejemplo, F. Hoyle, un famoso astrónomo británico, dice que es tan improbable que una proteína de hemoglobina, con sus 141 aminoácidos, sea formada de una sola vez por selección como el que un huracán que arrasara un desguace de chatarra ensamblara un avión Boeing 747. En este razonamiento subyace la idea equivocada de que la selección natural produce las adaptaciones en un solo paso.



Boeing 747

Glóbulos rojos

El astrónomo F. Hoyle afirma que es tan improbable que la selección natural cree una molécula de hemoglobina como que un huracán que pase por una chatarrería cree un Boeing 747



La selección natural es un proceso acumulativo que permite incorporar pequeñas mejoras generación tras generación hasta obtener estructuras muy complejas. Considérese la siguiente frase de la obra Hamlet de Shakespeare: "Creo que es como una comadreja". La probabilidad de obtener en un solo paso esta frase tecleando al azar una máquina es una 1 en 1040 (un 1 y 40 ceros) intentos. Pero si se simula el proceso como lo hace la selección natural, es decir, seleccionando en cada intento la frase que más se aproxima a la frase deseada, y generando nuevos cambios al azar en la frase seleccionada, la frase buscada se obtiene en sólo 30 pasos. Aplicando esta misma lógica, los biólogos suecos D. E. Nilsson y S. Pelger han estimado que el tiempo necesario para la evolución de un ojo como el de los vertebrados es un breve instante comparado con la magnitud del tiempo geológico. La selección natural es verdaderamente la fuerza creativa de la evolución.



Metáforas de la selección natural



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Teorías evolutivas actuales

La principal oposición a la teoría de la Evolución ha surgido casi siempre desde posiciones religiosas que interpretan la creación de la vida en la forma literal que se describe en el libro del Génesis de la Biblia. Tras la obra de Darwin, sin embargo, pocos naturalistas, biólogos y pensadores niegan el hecho de la evolución, y toda discusión se centra en los mecanismos de evolución. Darwin creía que la selección era un mecanismo necesario y suficiente para cualquier adaptación, pero tras su muerte hubo un eclipse de la teoría de la selección que duró más de 40 años. Muchos autores rechazaban la falta de dirección que postulaba el darwinismo, y propusieron alternativas finalistas. El paleontólogo y jesuita Teilhard de Chardin (1881-1955) creía, por ejemplo, que la evolución tenía una clara direccionalidad en sentido ascendente, y que el destino último de la evolución era el encuentro del espíritu humano con la divinidad, el punto Omega. No hay ninguna evidencia que apoye esta visión mística. Actualmente existe un consenso generalizado de que la teoría sintética o neodarwinista, que integra el proceso de selección natural de Darwin con la genética mendeliana, contiene los elementos básicos de la teoría explicativa de la evolución.



La teoría sintética o neodarwinista de la evolución

En los años 20 de este siglo la genética de poblaciones se establece como el núcleo teórico, el componente explicativo de la evolución. La integración de la genética de poblaciones con otros programas de investigación evolutiva, tales como la biología de poblaciones experimental, la clasificación, la paleontología, la zoología y la botánica, produjeron durante el periodo de 1937-1950 la teoría sintética o neodarwinista de la evolución. En ella se produce la mayor integración de disciplinas, nunca antes alcanzada, de una teoría evolutiva. Desde la teoría neodarwinista, la evolución es un proceso en dos etapas, (1) surgimiento al azar de la variación, y (2) selección direccional de las variantes producidas en la primera etapa. El juego entre el azar de la mutaciones y la necesidad de la selección son el motor de la evolución. La revolución de la biología molecular de los últimos 30 años no ha hecho más que confirmar la importancia general de ambos ingredientes.

Las críticas al neodarwinismo se han centrado en su pretensión de generalizar sus procesos microevolutivos a toda la macroevolución. Así por ejemplo, el neodarwinismo no considera el papel de las extinciones masivas en sus explicaciones. La teoría neodarwinista debe ampliarse para dar cabida a estos nuevos procesos.

Sociobiología

El comportamiento animal, al igual que cualquier otro carácter fenotípico, es una consecuencia de la selección natural. La sociobiología es una línea de investigación reciente basada en el neodarwinismo que pretende explicar la base evolutiva del comportamiento social de los animales. Este campo ha sido el foco de serias controversias por la extrapolación de algunas de sus consecuencias teóricas a la especie humana. Veamos como se aplica la lógica sociobiológica al caso de la evitación del incesto entre hermano-hermana en humanos. Este comportamiento se basa en un alto grado de inhibición sexual desarrollado durante la estrecha asociación doméstica en los primeros seis años de vida. Puesto que es una regla que se da a través de las más diversas culturas y es suficientemente fuerte como para superar las variaciones sociales y culturales, es razonable suponer que la norma tiene una base genética. El incesto da lugar a altas tasas de homocigosis genética, lo que significa más enfermedad hereditaria y muerte temprana de la descendencia. Una regla conductual de este tipo, que conduce a más altas tasas de supervivencia, sería favorecida por la selección natural.



Teoría neutralista de la evolución molecular















No todos los cambios evolutivos son debidos a la selección. La deriva genética puede producir cambios en las frecuencias de genes en la poblaciones, así como la mutación y la migración. La importancia relativa de los diferentes factores evolutivos depende mucho del carácter que se considere. Así, mientras que la selección debe ser fundamental para crear y mantener un ojo funcional, no tiene porqué estar implicada en el mantenimiento de variantes de ADN en regiones que no contienen información genética. El japonés Motoo Kimura ha creado la teoría neutralista de la evolución molecular para explicar los patrones de variación genética que hay dentro y entre especies. Según ésta teoría, la selección natural no es el factor más importante para explicar la evolución en el nivel del ADN, sino la tasa de mutación y la deriva genética. Las mutaciones que sufren los individuos en una población suelen ser, según la hipótesis neutralista, neutras o deletéreas. Si son deletéreas, son eliminadas rápidamente de la población porque sus poseedores tienen menos descendientes y por tanto no llegan a prosperar. Si las mutaciones son neutras, es decir, si los individuos que las tienen funcionan tan bien como los que no la tienen, entonces su éxito en la población depende del azar, de la deriva genética. Según Kimura, la variación genética de las poblaciones es un estado transitorio en el proceso de fluctuación de alelos neutros.



Según la teoría neutralista de la evolución molecular, la variación genética de las poblaciones es un estado transitorio de la fluctuación al azar de los alelos neutros

Muchos de los datos moleculares están de acuerdo con las predicciones de la teoría neutralista. La aceptación de esta teoría implica que en la evolución a nivel molecular inciden decisivamente factores distintos que los que actúan a nivel morfológico. Mientras que la primera estaría principalmente determinada por la mutación y deriva, la última lo estaría por la selección natural.

Nota: Un deducción errónea que me plantean frecuentemente es que si la teoría neutralista afirma que gran parte del polimorfismo genético que observamos en las poblaciones naturales es selectivamente neutro, entonces se deduce que la selección no actúa a nivel genético. Si así fuera, la evolución por selección natural quedaría refutada como teoría, porque en esencia toda evolución se graba en el genoma, que es el único componente que se transmite entre generaciones. Para aclarar este punto, debe entenderse que si una mutación está seleccionada, rápidamente aumentará de frecuencia y pasará a substituir a la variante original. De modo que las mutaciones selectivas no duran la suficiente como para ser vistas como polimórficas cuando estudiamos la variación de un gen o fragmento de DNA en un momento dado. La variación neutra, por su propia naturaleza, perdura mucho más tiempo en la población, y eso aumenta la probabilidad de detectarlas cuando se muestrea la población. En otras palabras, lo que la teoría neutralista dice es que lo variación que se suele observar es neutra, porque la otra, la selectiva, tiene una esperanza de vida tan breve como variante que cuando la observamos ya ha dejado de ser polimórfica y no la contabilizamos como tal. Es como si diariamente soltáramos en un camino, y en distintos momentos al azar, tres liebres y tres tortugas. Si acudimos una vez cada día a un punto concreto del camino, observaremos que casi siempre que vemos uno de los dos animales, éste es la tortuga, y no la liebre. Puesto que las liebres son muy rápidas comparadas a las tortugas, es mucho más probable que veamos a las tortugas que a las liebres, a las que sólo veremos si pasan en el mismo momento que llegamos al camino. Sería erróneo concluir que porque casi siempre se ven tortugas, sólo hay tortugas. La teoría neutralista propone que el polimorfismo observado es neutro, pero eso no quiere decir que no haya cambios adaptativos. Pues por el camino también pasan liebres a gran velocidad.

El reloj molecular

Una consecuencia de la teoría neutralista de la evolución es la existencia de un reloj molecular aleatorio. Según el neutralismo, el ritmo en el que se sustituyen las variantes genéticas en las poblaciones es proporcional a la tasa de mutación neutra. Así, cuando dos poblaciones o especies se separan, el número de diferencias genéticas que le separan será proporcional al tiempo que hace que han divergido las dos especies. De este modo, el número de diferencias que existe entre un conjunto de secuencias correspondientes a distintas especies puede usarse como un reloj molecular que permite ordenar los tiempos relativos de divergencia entre esas especies. La idea sería equivalente a utilizar el número de kilómetros de las calles de varias ciudades para predecir el orden relativo de los tamaños de las ciudades. El reloj molecular es una herramienta muy útil para establecer los tiempos relativos de ramificación de árboles evolutivos.

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Antonio Barbadilla

Bellaterra, Universitat Autònoma de Barcelona

* Ir al artículo complementario "la evolución biológica"


* Web dedicada a la Genética de Poblaciones


La Genética de Poblaciones

Otros artículos relacionados:

* La selección natural: me replico, luego existo


* La selección natural

GRADO DECIMO - MATERIA Y ENERGIA

ESRUDIANTES SE RELIZA EL MONTAJE DE LA TEORIA DE LA NUEVA TEMATICA
REALIZAR EL RESUMEN DE LAS TEMATICAS AQUI PLANTEADAS Y REALIZAR LOS ESQUEMAS PRACTICOS

PROPIEDADES DE LA MATERIA


Todo lo que nos rodea y que sabemos como es se le llama materia. Aquello que existe pero no sabemos como es se le llama no-materia o antimateria.
Al observar la materia nos damos cuenta que existen muchas clases de ella porque la materia tiene propiedades generales y propiedades particulares.

Propiedades generales O EXTRINSECAS

Las propiedades generales son aquellas que presentan características iguales para todo tipo de materia. Dentro de las propiedades generales tenemos:

Masa
Es la cantidad de materia que posee un cuerpo.


Peso =
Es la fuerza de atracción llamada gravedad que ejerce la tierra sobre la materia para llevarla hacia su centro.


Extensión =
Es la propiedad que tienen los cuerpos de ocupar un lugar determinado en el espacio.


Impenetrabilidad =
Es la propiedad que dice que dos cuerpos no ocupan el mismo tiempo o el mismo espacio.


Inercia
Es la propiedad que indica que todo cuerpo va a permanecer en estado de reposo o movimiento mientras no exista una fuerza externa que cambie dicho estado de reposo o movimiento.

Porosidad
Es la propiedad que dice que como la materia esta constituida por moléculas entre ellas hay un espacio que se llama poro.

Elasticidad =
Es la propiedad que indica que cuando a un cuerpo se le aplica una fuerza esta se deforma y que al dejar de aplicar dicha fuerza el cuerpo recupera su forma original; lógicamente sin pasar él limite de elasticidad. "limite de influenza "

Divisibilidad =
Esta propiedad demuestra que toda la materia se puede dividir.

*
Propiedades Especificas
Todas las sustancias al formarse como materia presentan unas propiedades que las distinguen de otras y esas propiedades reciben el nombre de especificas y dichas propiedades reciben el nombre de color, olor, sabor, estado de agregación, densidad, punto de ebullición, solubilidad, etc.


El color, olor y sabor demuestra que toda la materia tiene diferentes colores, sabores u olores.
El estado de de agregación indica que la materia se puede presentar en estado sólido, liquido o gaseoso.
La densidad es la que indica que las sustancias tienen diferentes pesos y que por eso no se pueden unir fácilmente .

*
CLASIFICACIÓN DE LA MATERIA


Materia heterogéneo

Es una mezcla de sustancias en más de una fase o que son físicamente distinguibles.


EJEMPLO: mezcla de agua y aceite.
Material homogéneo:

Constituido por una sola sustancia o por varias que se encuentran en una sola fase


EJEMPLO: mezcla de sal y agua.
Solución:

Es un material homogéneo constituido por más de una sustancia. Son transparentes, estables y no producen precipitaciones. Una característica muy importante es la composición, la cual es igual en todas sus partes. Sin embargo, con los mismos componentes es posible preparar muchas otras soluciones con solo variar la proporción de aquellos
EJEMPLO: las gaseosas.
Sustancia pura:
Es un material homogéneo cuya composición química es invariable.
EJEMPLO: alcohol (etanol)
Elemento:
Sustancia conformada por una sola clase de átomos
EJEMPLO: nitrógeno gaseoso (N2), la plata (Ag)
Compuesto:
Sustancia conformada por varias clases de átomos
EJEMPLO: dióxido de carbono (CO2)

CAMBIOS DE LA MATERIA

Cambio físico: Cambio que sufre la materia en su estado, volumen o forma sin alterar su composición.

EJEMPLO: en la fusión del hielo, el agua pasa de estado sólido a líquido, pero su composición permanece inalterada.
Cambio químico: Cambio en la naturaleza de la materia, variación en su composición

EJEMPLO: en la combustión de una hoja de papel, se genera CO, CO2 y H2O a partir de celulosa, cambiando la composición de la sustancia inicial.

Cambios de estado: El estado en que se encuentre un material depende de las condiciones de presión y temperatura, modificando una de éstas variables o ambas, se puede pasar la materia de un estado a otro.
Sólido, liquido, gaseoso o plasma
CAMBIOS DE ESTADO
CARACTERÍSTICAS DE LOS DIFERENTES ESTADOS DE LA MATERIA


SÓLIDOS
LÍQUIDOS
GASES

COMPRESIBILIDAD
No se pueden comprimir
No se pueden comprimir
Sí pueden comprimirse

VOLUMEN
No se adaptan al volumen del recipiente
Se adaptan al volumen del recipiente
Se adaptan al volumen del recipiente

GRADOS DE LIBERTAD
Vibración
Vibración, rotación
Vibración, rotación, traslación

EXPANSIBILIDAD
No se expanden
No se expanden
Sí se expanden
*
REPRESENTACIÓN DE LOS COMPUESTOS

Símbolo : es la letra o letras que se emplean para representar elementos químicos. EJEMPLO: Al (aluminio)

Molécula : se forman por enlaces químicos de dos o más átomos y siempre en proporciones definidas y constantes. Son la estructura fundamental de un compuesto.

Fórmula:
Fórmula química
Fórmula empírica o mínima
Fórmula molecular
Fórmula estructural
Fórmula de Lewis o electrónica:
Es la representación de un compuesto e indica la clase y la cantidad de átomos que forman una molécula.

Está constituido por el símbolo de cada elemento presente en la sustancia, seguido por un subíndice que índica el número relativo de átomos.
Informa sobre el tipo de átomos que forman la molécula y la relación mínima en la cual estos se combinan. Expresa la composición real de un compuesto, indicando el número de átomos de cada especie que forma la molécula. La fórmula molecular es un múltiplo de la empírica. Muestra el ordenamiento geométrico o posición que ocupa cada átomo dentro de la molécula.
Representa la molécula incluyendo todos los electrones de valencia de los átomos constituyentes, estén o no comprometidos en enlaces.

EJEMPLO:

Fe2O3

¿Cuantas veces has oido hablar de la materia oscura?

Pues aqui tienes la respuesta
Sino quieren leer abajo hay unos videos que lo explican
En astrofísica y cosmología física se denomina materia oscura a la materia hipotética de composición desconocida que no emite o refleja suficiente radiación electromagnética para ser observada directamente con los medios técnicos actuales pero cuya existencia puede inferirse a partir de los efectos gravitacionales que causa en la materia visible, tales como las estrellas o las galaxias, así como en las anisotropías del fondo cósmico de microondas. No se debe confundir la materia oscura con la energía oscura. De acuerdo con las observaciones actuales de estructuras mayores que una galaxia, así como la cosmología del Big Bang, la materia oscura constituye la gran mayoría de la masa en el Universo observable. Fritz Zwicky la utilizó por primera vez para declarar el fenómeno observado consistente con las observaciones de materia oscura como la velocidad rotacional de las galaxias y las velocidades orbitales de las galaxias en los cúmulos, las lentes gravitacionales de objetos de fondo por los cúmulos de galáxias así como el Cúmulo Bala (1E 0657-56) y la distribución de temperatura de gas caliente en galaxias y cúmulos de galaxias. La materia oscura también juega un papel central en la formación de estructuras y la evolución de galaxias y tiene efectos medibles en la anisotropía de la radiación de fondo de microondas. Todas estas líneas de pruebas sugieren que las galaxias, los cúmulos de galaxias y el Universo como un todo contienen mucha más materia que la que interactúa con la radiación electromagnética: lo restante es llamado "el componente de materia oscura".
La composición de la materia oscura se desconoce, pero puede incluir neutrinos ordinarios y pesados, partículas elementales recientemente postuladas como los WIMPs y los axiones, cuerpos astronómicos como las estrellas enanas y los planetas (colectivamente llamados MACHOs) y las nubes de gases no luminosos. Las pruebas actuales favorecen los modelos en que el componente primario de la materia oscura son las nuevas partículas elementales llamadas colectivamente materia oscura no bariónica.
El componente de materia oscura tiene bastante más masa que el componente "visible" del Universo.[1] En el presente, la densidad de bariones ordinarios y la radiación en el Universo se estima que son equivalentes aproximadamente a un átomo de hidrógeno por metro cúbico de espacio. Sólo aproximadamente el 5% de la densidad de energía total en el Universo (inferido de los efectos gravitacionales) se puede observar directamente. Se piensa que en torno al 23% está compuesto de materia oscura. El 72% restante se piensa que consiste de energía oscura, un componente incluso más extraño, distribuido difusamente en el espacio.[2] Alguna materia bariónica difícil de detectar realiza una contribución a la materia oscura, aunque algunos autores defienden que constituye sólo una pequeña porción.[3] [4] Aun así, hay que tener en cuenta que del 5% de materia bariónica estimada, la mitad de ella todavía no se ha encontrado, por lo que se puede considerar materia oscura bariónica: Todas las estrellas, galaxias y gas observable forman menos de la mitad de los bariones que se supone debería haber y se cree que toda esta materia puede estar distribuida en filamentos gaseosos de baja densidad formando una red por todo el universo y en cuyos nodos se encuentran los diversos cúmulos de galaxias. Recientemente (mayo 2008) el telescopio XMM-Newton de la agencia espacial europea ha encontrado pruebas de la existencia de dicha red de filamentos.[5]
La determinación de la naturaleza de esta masa ausente es uno de los problemas más importantes de la cosmología moderna y la física de partículas. Se ha puesto de manifiesto que los nombres "materia oscura" y la "energía oscura" sirven principalmente como expresiones de nuestra ignorancia, casi como los primeros mapas etiquetados como "Terra incognita".
link: http://www.videos-star.com/watch.php?video=

grado once SAN FRANCISCO - ESTEQUIOMETRIA

ESTUDIANTES LEER Y REALIZAR CADA EJEMPLO PASO A PASO, REALIZAR CADA UNO DE LOS PROBLEMAS DE ACUERDO A LA TEMATICA QUE SE VAYA VIENDO EN CLASE Y LAS DUDAS LAS RESPONDO EN CLASE. ANIMO Y ESFUERZO EN EL TRABAJO
Definición

Información cuantitativa de las ecuaciones ajustadas

Los coeficientes de una ecuación ajustada representan:

* el número relativo de moléculas que participan en una reacción
* el número relativo de moles participantes en dicha reacción.

Por ejemplo en la ecuación ajustada siguiente:

la producción de dos moles de agua requieren el consumo de 2 moles de H2 un mol de O2.

Por lo tanto, en esta reacción tenemos que: "2 moles de H2, 1 mol de O2 y 2 moles de H2O" son cantidades estequiométricamente equivalentes.

Estas relaciones estequiométricas, derivadas de las ecuaciones ajustadas, pueden usarse para determinar las cantidades esperadas de productos para una cantidad dada de reactivos.

Ejemplo:

¿Cuántas moles de H2O se producirán en una reacción donde tenemos 1,57 moles de O2, suponiendo que tenemos hidrógeno de sobra?

El cociente:

es la relación estequiométrica entre el H2O y el O2 de la ecuación ajustada de esta reacción.

Ejemplo:

Calcula la masa de CO2 producida al quemar 1,00 gramo de C4H10.

Para la reacción de combustión del butano (C4H10) la ecuación ajustada es:

Para ello antes que nada debemos calcular cuantas moles de butano tenemos en 100 gramos de la muestra:

de manera que, si la relación estequiométrica entre el C4H10 y el CO2 es:

por lo tanto:

Pero la pregunta pedía la determinación de la masa de CO2 producida, por ello debemos convertir los moles de CO2 en gramos (usando el peso molecular del CO2):

De manera similar podemos determinar la masa de agua producida, la masa de oxígeno consumida, etc.

Las etapas esenciales

* Ajustar la ecuación química
* Calcular el peso molecular o fórmula de cada compuesto
* Convertir las masas a moles
* Usar la ecuación química para obtener los datos necesarios
* Reconvertir las moles a masas si se requiere


Cálculos

Cálculos de moles

La ecuación ajustada muestra la proporción entre reactivos y productos en la reacción

de manera que, para cada sustancia en la ecuación se puede calcular las moles consumidas o producidas debido a la reacción.

Si conocemos los pesos moleculares, podemos usar cantidades en gramos.

Conversión de moles a gramos:

Ejemplo: N2 ¿Cuántos moles hay en 14,0 g?
PM = 14,01 x 2 = 28,02 g/mol

Cálculos de masa

Normalmente no medimos cantidades molares, pues en la mayoría de los experimentos en el laboratorio, es demasiado material. Esto, no es así cuando trabajamos en una planta química

En general mediremos gramos, o miligramos de material en el laboratorio y toneladas en el caso de plantas químicas

Los pesos moleculares y las ecuaciones químicas nos permiten usar masas o cantidades molares

Los pasos son:

* Ajustar la ecuación química
* Convertir los valores de masa a valores molares
* Usar los coeficientes de la ecuación ajustada para determinar las proporciones de reactivos y productos
* Reconvertir los valores de moles a masa.


Para la reacción:

Tenemos un exceso de HCl, de manera que está presente todo el que necesitamos y más.

Nótese que por cada Ca producimos 1 H2

1) Calculamos el número de moles de Ca que pusimos en la reacción.

2) 10 g de Ca son 0,25 moles, como tenemos 0,25 moles de Ca, únicamente se producirán 0,25 moles de H2. ¿Cuántos gramos produciremos?

gramos de H2 = moles obtenidos x peso molecular del H2 = 0,25 moles x 2,016 (g/mol) = 0,504 g

¿Cuántos g de CaCl2 se formaron? También serán 0.25 moles. Y entonces:

gramos de CaCl2 = moles obtenidos x peso molecular del CaCl2 = 0,25 moles x 110,98 (g/mol) = 27,75 g

Algunos ejercicios prácticos

Cuando se ha ajustado una ecuación, los coeficientes representan el número de cada elemento en los reactivos y en los productos. También representan el número de moléculas y de moles de reactivos y productos.

Factores para calcular Moles-Moles

Cuando una ecuación está ajustada, basta un cálculo simple para saber las moles de un reactivo necesarias para obtener el número deseado de moles de un producto. Se encuentran multiplicando las moles deseada del producto por la relación entre las moles de reactivo y las moles de producto en la ecuación ajustada. La ecuación es la siguiente:

Ejemplo:

Cual de las siguientes operaciones es correcta para calcular el número de moles de hidrógeno necesarios para producir 6 moles de NH3 según la siguiente ecuación?

a) 6 moles NH3 x 2 moles NH3 / 3 moles H2
b) 6 moles NH3 x 3 moles NH3 / 2 moles H2
c) 6 moles NH3 x 3 moles H2 / 2 moles NH3
d) 6 moles NH3 x 2 moles H2 / 3 moles NH3

En este caso, el reactivo es H2, y el producto es NH3.
La respuesta correcta es c

a) FALSA: la relación aquí es [moles de producto / moles de reactivo], pero debe ser [moles de reactivo / moles de producto].

b) FALSA: la relación aquí es [moles de producto / moles de reactivo], pero debe ser [moles de reactivo / moles de producto].

c) VERDADERA:

d) FALSA: la relación aquí es [2 moles de reactivo / 3 moles de producto], pero debe ser [3 moles de reactivo / 2 moles de producto].

Factor para Cálculos Mol-Gramos

Para encontrar la masa de producto, basta con multiplicar las moles de producto por su peso molecular en g/mol.

Ejemplo:

¿Cuál de las siguientes operaciones calcula correctamente la masa de oxígeno producida a partir de 0,25 moles de KClO3 según la siguiente ecuación?
(Pesos Atómicos: K = 39,1, Cl = 35,45, O = 16,00).

a) 0,25 moles KClO3 x 2 moles KClO3/3 moles O2 x 32 g/1 mol O2
b) 0,25 moles KClO3 x 3 moles O2/2 moles KClO3 x 32 g/1 mol O2
c) 0,25 moles KClO3 x 2 moles KClO3/3 moles O2 x 1 mol O2/32 g
d) 0,25 moles KClO3 x 3 moles O2/2 moles KClO3 x 1 mol O2/32 g

En este caso, el reactivo es KClO3, y el producto O2
La respuesta correcta es b

a) FALSA: la relación usada aquí es [moles de reactivo / moles de producto], pero debe ser moles de producto / moles de reactivo].

b) VERDADERA:

c) FALSA: la relación usada aquí es [moles de reactivo / moles de producto], pero debe ser [moles de producto / moles de reactivo]. Además, la expresión correcta para el peso molecular es g/mol, y no mol/g.

d) FALSA: el número de moles de producto se multiplica por mol/g, pero lo correcto es por g/mol.

Factor para Cálculos Gramos-Gramos

En la cuestión correspondiente a este apartado, es muy importante estar seguros de usar la relación correcta de reactivos y productos de la ecuación ajustada.

Ejemplo:

¿Cuál de las siguientes operaciones es la correcta para calcular el número de gramos de carburo de calcio (CaC2) necesarios para obtener 5,2 gramos de acetileno (C2H2)?
(Pesos Atómicos: Ca = 40,01, C = 12,01, O = 16,00, H = 1,008).

a) 5.2 g C2H2 x (1 mol C2H2/26 g C2H2) x (1 mol CaC2/1 mol C2H2) x (64.1 g CaC2/1 mol)
b) 5.2 g C2H2 x (26 g C2H2/1 mol) x (1 mol CaC2/1 mol C2H2) x (1 mol/64.1 g CaC2)
c) 5.2 g C2H2 x (1 mol/26 g C2H2) x (1 mol C2H2/1 mol CaC2) x (1 mol/64.1 g CaC2)
d) 5.2 g C2H2 x (26 g C2H2/1 mol) x (1 mol C2H2/1 mol CaC2) x (64.1 g CaC2/1 mol)

Escribiendo la ecuación en su forma estequiométricamente correcta la respuesta es a

a) forma estequiométricamente correcta.

b) forma estequiométricamente incorrecta.

c) forma estequiométricamente incorrecta.

d) forma estequiométricamente incorrecta.


Problemas de estequiometría - Moles a Moles. Ejemplo:

Calcular el número de moles de dióxido de nitrógeno (NO2) obtenidas cuando se producen 3 moles de oxígeno en la descomposición del ácido nítrico por la luz?

En esta reacción, se obtiene 1 mol de O2 y 4 moles de NO2 cuando se descompomen 4 moles de ácido nítrico. Por tanto, cuando se forman 3 moles de O2 se forman también 3 x 4 = 12 moles de NO2.

Problemas de estequiometría - Moles a Masa. Ejemplo:

¿Cuantos moles de dióxido de azufrepueden obtenerse quemando 16 gramos de azufre?
(Pesos Atómicos: S = 32,06, O = 16,00).

En esta reacción, 1 mol de S8 reacciona para dar 8 moles de SO2. Por tanto:

<

Problemas de estequiometría - Masa a Masa. Ejemplo:

¿Que masa de H2, que reacciona con exceso de O2, produce 11.91 g de H2O?
(Pesos Atómicos: H = 1,008, O = 16,00).

en esta reacción, 2 moles de H2 reaccionan para dar 2 moles de H2O. De acuerdo con la estequiometría de la reacción:

PROBLEMAS
1) En un alto horno, el mineral de hierro, Fe2O3, se convierte en hierro mediante la reacción:

Fe2O3 (s) + 3 CO (g) -----> 2 Fe (l) + 3 CO2 (g)

a) ¿Cuántos moles de monóxido de carbono se necesitan para producir 20 moles de hierro?

b) ¿Cuántos moles de CO2 se desprenden por cada 10 moles de hierro formado?


2) Carbonato de calcio se descompone por la acción del calor originando óxido de calcio y dióxido de carbono.

a) Formula la reacción que tiene lugar y ajústala.

b) Calcula qué cantidad de óxido de calcio se obtiene si se descompone totalmente una tonelada de carbonato de calcio.

3) ¿Qué cantidad de gas cloro se obtiene al tratar 80 g de dióxido de manganeso con exceso de HCl según la siguiente reacción? MnO2 + 4 HCl ---> MnCl2 + 2 H2O + Cl2

4) La sosa cáustica, NaOH, se prepara comercialmente mediante reacción del NaCO3 con cal apagada, Ca(OH)2. ¿Cuántos gramos de NaOH pueden obtenerse tratando un kilogramo de Na2CO3 con Ca(OH)2?

Nota: En la reacción química, además de NaOH, se forma CaCO3.

5) Cuando se calienta dióxido de silicio mezclado con carbono, se forma carburo de silicio (SiC) y monóxido de carbono. La ecuación de la reacción es:

SiO2 (s) + 3 C (s) -----> SiC (s) + 2 CO (g)

Si se mezclan 150 g de dióxido de silicio con exceso de carbono, ¿cuántos gramos de SiC se formarán?
9) Se tratan 4,9 g de ácido sulfúrico con cinc. En la reacción se obtiene sulfato de cinc e hidrógeno.

a) Formula y ajusta la reacción que tiene lugar.

b) Calcula la cantidad de hidrógeno desprendido.

c) Halla qué volumen ocupará ese hidrógeno en condiciones normales.