Propiedades de los Materiales Química PDF

# PROPIEDADES DE LOS MATERIALES ## SUBTEMA: PROPIEDADES INTENSIVAS ### Aprendizaje esperado: Reconocer las propiedades de algunos materiales. **DENSIDAD:** - **Definición:** Cantidad de masa en un determinado volumen - **Fórmula:** ρ = m/v **Resuelve los siguientes problemas:** 1. Si colocaras...

# PROPIEDADES DE LOS MATERIALES ## SUBTEMA: PROPIEDADES INTENSIVAS ### Aprendizaje esperado: Reconocer las propiedades de algunos materiales. **DENSIDAD:** - **Definición:** Cantidad de masa en un determinado volumen - **Fórmula:** ρ = m/v **Resuelve los siguientes problemas:** 1. Si colocaras las siguientes sustancias en un tubo de ensayo, ¿cómo quedaría el acomodo de acuerdo a su densidad?, según los siguientes datos: | DATOS | PROCEDIMIENTO | RESULTADO | |---|---|---| | a) Agua 10 ml y su masa es 10 g | a) d = m/v = ^10g/_10ml = 1g/ml | | | b) Alcohol 10 ml 9.4 g | b) d = m/v = ^9.4g/_10ml = 0.94 g/ml | | | c) Mercurio 10 ml 24 g | c) d = m/v = ^24g/_10ml = 2.4 g/ml | | | d) Aceite 10 ml 9.7 g | d) d = m/v = ^9.7g/_10ml = 0.97 g/ml | **Image Description**: *The image shows a glass tube with four different liquids layered on top of each other: purple, red, yellow, and blue. The liquids are labeled with the chemical formulas for water, alcohol, mercury, and oil, respectively. The densities of the liquids are listed in the table. The denser liquids sink to the bottom of the tube, while the lighter liquids stay on top.* 2. Calcula la densidad de los siguientes materiales, de acuerdo a los datos que se presentan: a) ^{640 g}/_{900 ml} --- p = 640 g/900 ml = 0.71 g/ml --- b) ^{1700 g}/_{1.45 L} --- d = ^1700g/_1.45L = ^1.7kg/_1.45L = 1.172 kg/L --- c) 0.956 kg en 1.251 ml --- d = ^{0.956 kg}/_{1251 ml} = ^{0.956 kg}/_{1.25 L} = 0.7648 kg/L --- 3. Calcula la masa de un compuesto si tiene forma esférica de 21 cm de diámetro y presenta una densidad de 0.95 g/ml | DATOS | PROCEDIMIENTO | RESULTADO | |---|---|---| | D= 21 cm ρ=0.95 g/ml m = ? | D= 21 cm V = ⁴/₃πr³ V= 4.846.59 m=d.v *0.95 = m = 0.95.4846.59 | m = 4604.2605 g | 4. Calcula el volumen de una sustancia si presenta una masa de 7.18 Kg y una densidad 0.85 g/ml | DATOS | PROCEDIMIENTO | RESULTADO | |---|---|---| | m= 7.18 kg ρ= 0.85 g/ml v = ? | d = ^m/_v v = ^m/_d v= ^7.18/_0.85 v = 8.4470 v = ⁷¹⁸⁰/_0.85 v = 8447 ml | V= 8447 ml | 5. Calcula la densidad de una sustancia si tiene una masa de 3.92 Kg y se encuentra en un recipiente cilíndrico de 12 cm de altura y 8 cm de diámetro. | DATOS | PROCEDIMIENTO | RESULTADO | |---|---|---| | m = 3.92 Kg h = 12 cm d = 8 cm D=? | d = ^m/_v V= πr²h V= ^3.14/₁₆・12 V= 602.88 cm³ ρ= ^3.92/_602.88 ρ= 6.502 kg/cm³ | ρ= 6.502 g/cm³ | # CAMBIOS DE ESTADO De acuerdo al siguiente diagrama expresa que ocurre en cada cambio de estado. * **Condensación**: gas a líquido * **Fusión**: sólido a líquido * **Evaporación**: líquido a gas * **Solidificación**: líquido a sólido * **Sublimación**: sólido a gas * **Sublimación regresiva**: gas a sólido **Image Description:** *The image shows a diagram of the six states of matter: solid, liquid, gas, plasma, Bose-Einstein condensate, and fermionic condensate. The arrows show the transitions between the states of matter. For example, the arrow pointing from solid to liquid represents melting, and the arrow pointing from liquid to solid represents freezing.* **Observa los diagramas y contesta las siguientes preguntas; coloca en la línea el estado de la materia o las condiciones de P y T° en que se encuentra el bióxido de carbono.** **Image Description:** *The image shows a graph of the pressure of carbon dioxide as a function of temperature. The graph has three regions: solid, liquid, and gas. The solid phase is at low temperatures and high pressures. The liquid phase is at intermediate temperatures and pressures. The gas phase is at high temperatures and low pressures.* * El compuesto de dióxido de carbono de fórmula CO₂ en su estado comprimido, a la presión ambiental de una atmósfera, lo distribuyen en estado sólido en bloques que se gasifican, a este cambio de estado se le llama **sublimación**; al contacto con el aire del medio ambiente sin cambio de presión. ¿A qué temperatura se encuentran los bloques de CO2 comprimido en la escala Kelvin, sí en la escala Celsius el aire del medio ambiente se encontraba a 25° C? **298.15 K** * Los extintores más comunes son los de CO₂ comprimido ya que se pueden aplicar en distintos tipos de incendios. Los extintores contienen este gas bajo presión. Si a temperatura ambiente de 25°C se llena un extintor con este gas, a una presión de 70.0 atm se encontrará en estado **líquido** en tanto que a una presión de 5.0 atmósferas a la misma temperatura se encontrará en estado **gas**. **Contesta lo siguiente:** a) ¿Cómo se llama el cambio de estado que sucede de sólido a líquido **fusión** a estado **líquido** b) Si una sustancia cambia de estado **gaseoso** a estado **líquido** se llama condensación. c) El hielo se encuentra en estado **sólido** y pasa a gas se llama sublimación. d) Si una sustancia se encuentra en estado líquido y cambia a estado **sólido** se llama solidificación. e) A la sublimación regresiva se le nombra así debido a que cambia de estado **gaseoso** a estado **sólido**. ## PUNTOS DE FUSIÓN Y EBULLICIÓN **ESCALAS TERMOMÉTRICAS:** - **Temperatura:** Magnitud física que expresa el grado de frío o calor de los cuerpos o ambiente. - **PUNTO DE FUSIÓN:** Cuando está pasando de sólido a líquida. - **PUNTO DE EBULLICIÓN:** Cuando el agua hierve y se va a evaperar si se sube la temperatura. **CNPT**: Condiciones normales presión y temperatura **Image Description:** *The image shows a chart of the different temperature scales. The chart shows the freezing point and boiling point of water in each scale. The scales include Celsius, Fahrenheit, Kelvin, and Réaumur.* **Resuelve los siguientes problemas:** 1. En la ciudad de México el agua hierve a 92.5° C debido a que existe una presión de 585 mm de Hg, ¿Cuál será la temperatura en °F y K? | DATOS | PROCEDIMIENTO | RESULTADO | |---|---|---| | agua hierve: 92.5°C presión: 585 mm de Hg Temp: ? |F = 1.8 (°C) +32 F = 1.8 (92.5°) +32 K = °C +273.15 K = 92.5°+ 273.15 |F = 198.8 k = 365.65 | 2. Resuelve las siguientes conversiones. a) El yodo necesita 457 K para sublimarse, si se tienen 150°C ¿logró la sublimación? --- K = C + 273.15 K = 150 + 273.15 = 423.15 K R = No se logró la sublimación --- b) En qué estado se encuentra el alcohol a los 45 K si su punto de fusión es -114.1°C C= k - 273.15 C= 45 - 273.15 = -228.15°C R= Se encuentra en estado sólido c) Convertir 190°F a °C --- C=F-32/1.8 R= 87.7 C=190-32/1.8 = 87.7 --- d) El aire necesita 5 °F para condensarse si se tiene registrada una temperatura de -45.9°C ¿logró la condensación? --- F= 1.8(°C) + 32 F= 1.8(-45.9) + 32 = -50.62 °F R = No logró la condensación --- e) En qué estado se encuentra una sustancia a los 50°C si su punto de ebullición es a los 110°F --- F= 1.8(°C) + 32 F= 1.8(50) + 32 = 122 °F R= Gas --- f) Convertir 250°F a °C --- C=F-32/1.8 R= 121.1°C C= 250 - 32/1.8 = 121.1 --- g) Convertir 280°C a °K --- K= C + 273.15 K= 280 + 273.15 = 553.15 K R= 553.15 K --- h) En qué estado se encuentra un metal a los 420 K si su punto de fusión es a los 160 °C --- C= K - 273.15 C= 420 - 273.15 = 146.85 °C R= Sólido --- ## TEMA: PROPIEDADES DE LOS MATERIALES ## SUBTEMA: PROPIEDADES INTENSIVAS. ### Concentraciones: **Observa el siguiente video https://www.youtube.com/watch?v=nnfKg7uYJcs&t=517s** - **Definición**: Relación entre soluto y solvente - **Soluto**: (sto.) Se encuentra en menor cantidad - **Solvente**: (ste.) Se encuentra en mayor cantidad - **Diferencia entre Solución y Disolución**: Disolución: un volumen total Solución: volumen del solvente + (lo que se le va a agregar) de soluto **Escribe las fórmulas para calcular la concentración %v/v, %m/m y%m/v:** * **% v/v**: ^Vsto/_Vste * 100 * **% m/m**: ^msto/_mste * 100 * **%m/v**: ^msto/_Vste * 100 **Resuelve los siguientes problemas:** 1. Calcula la concentración de una disolución de jugo que contiene 6 ml de nectar por cada cucharada, se requiere tener disoluciones de 400 ml, ¿Cuál será la concentración % v/v para los siguientes datos? | DATOS | PROCEDIMIENTO | RESULTADO | |---|---|---| | Vaso 1: 5 cucharadas néctar (sto.) 30ml néctar | % v/v = ^Vsto/_Vste * 100 %= ³⁰/₄₀₀ * 100 %= 7. 5% | Vaso 1 7.5% | | Vaso 2: 7 cucharadas 6*7=42 ml nectar | % v/v = ^Vsto/_Vste * 100 %= ⁴²/₄₀₀ * 100 %= 10. 5% | Vaso 2 10.5% | | Vaso 3: 10 cucharadas 6*10=60ml néctar| % v/v = ^Vsto/_Vste * 100 %= ⁶⁰/₄₀₀ * 100 %= 15% | Vaso 3 15% | | Vaso 4: 17 cucharadas 6x17=102ml nectar | % v/v = ^Vsto/_Vste * 100 %= ¹⁰²/₄₀₀ * 100 %= 25.5% | Vaso 4 25.5% | 2. Se requiere saber la concentración de un jugo que tiene una solución de 275 ml y se sabe que cada cucharada equivale a 3.5 ml de la pulpa ¿Cuál es la concentración para dichas soluciones que tienen los siguientes datos? | DATOS | PROCEDIMIENTO | RESULTADO | |---|---|---| | Vaso 1: 8 cucharadas 3.5x8=28 | % v/v = ^{28ml nectar}/_{275 ml} * 100 %= 9.2% | Vaso 1 9.2% | | Vaso 2: 11 cucharadas 3.5×11=38.5ml | % v/v = ^{38.5ml nectar}/_{275 ml} ** * 100%= 12.2 | Vaso 2 12.2% | | Vaso 3: 13 cucharadas 3.5 x 13=45.5ml | % v/v = ^{45.5ml nectar}/_{275 ml + 45.5 ml} ** * 100%= 14.1 | Vaso 3 14.1% | | Vaso 4: 18 cucharadas 3.5x18=63 ml | % v/v = ^{63 ml nectar}/_{275 ml + 63 ml} ** * 100%= 18.6 | Vaso 4 18.6% | 3. Se requiere una solución cercana al 23.4% v/v de concentración, ¿Cuál de las siguientes pinturas tiene dicha concentración o muy cercana de %v/v, si todas tienen un volumen total de 2.785 L, determina todas las concentraciones? | DATOS | PROCEDIMIENTO | RESULTADO | |---|---|---| | sto. 2.785 L sto. a) 250 ml b) 283 ml c) 785 ml d) 950 ml | a) ²⁵/_2.785 * 100 = 8.23% b) ^0.283/_2.785 * 100 = 9.22% c) ^0.785/_{2.785+0. 785} * 100 = 21.9% d) ^0.95/_{2.785 + 0.95} * 100 = 25.43% | a) 8.23% b) 9.22% c) 21. 9% d) 25. 43% El c se acerca más a 23.4% | 4. Se requiere saber la concentración de la siguiente disolución de una mezcla, calcula %m/m, para la composición del bronce de 800 g, el cuál es una mezcla de cobre y estaño, con los datos en los incisos. | DATOS | PROCEDIMIENTO | RESULTADO | |---|---|---| | a) 100 g de cobre | % m/m = ¹⁰⁰/₈₀₀ * 100 = 0.126 * 100 | 12.5% | | b) 285 g de cobre |% m/m = ²⁸⁵/₈₀₀ * 100 = 0.35625 * 100 | 35.625% | | c) 325 g de cobre | % m/m = ³²⁵/₈₀₀ * 100 = 0.40625 * 100 | 40.620% | # SOLUBILIDAD - **Definición:** Es la cantidad de soluto que se disuelve en un solvente. - **Condiciones que se toman en cuenta para el análisis de la solubilidad:** Temp, presión, concentración y estado de la materia. **Observa las siguientes imágenes y determina quién es el soluto y el solvente:** **Image Description:** *The image shows three glasses. The first glass contains a lemon in water. The second glass contains sugar dissolving in water. The third glass contains chocolate dissolving in milk.* * **Glass 1** * **Soluto**: limón * **Solvente**: agua * **Glass 2** * **Soluto**: azúcar * **Solvente**: agua * **Glass 3** * **Soluto**: chocolate * **Solvente**: leche **Observa e interpreta la siguiente gráfica de la solubilidad de algunas sales y contesta las preguntas.** **Image Description:** *The image shows a graph of the solubility of different salts in water as a function of temperature. The graph shows that the solubility of most salts increases with increasing temperature. However, the solubility of sodium sulfate decreases with increasing temperature.* a) A qué temperatura se observa la mejor solubilidad para el sulfato de sodio **33 aprox.** b) A que temperatura se observa la mejor solubilidad del nitrato de bario **100°C**. c) Cuantos gramos se pueden disolver del arseniato de sodio a 80°C **85g**. d) ¿Qué sucede con la solubilidad del cloruro de sodio al aumentar la temperatura? **Aumenta poco (4-5g).** e) ¿Qué sucede con la solubilidad del sulfato de cesio al aumentar la temperatura? **Disminuye hasta 0g.** f) ¿Qué compuesto es el que presenta mejor solubilidad en baja temperatura? **El cloruro de sodio**. g) ¿Qué compuesto es el que presenta mejor solubilidad al aumentar la temperatura? **Arseniato de sodio**. **Observa la siguiente gráfica de solubilidad de gases y contesta las preguntas.** **Image Description:** *The image shows two graphs. The first graph shows the solubility of oxygen in water as a function of temperature. The second graph shows the solubility of carbon dioxide in water as a function of temperature. Both graphs show that the solubility of gases decreases with increasing temperature.* a) ¿En qué temperatura se da 14 mg de solubilidad en el oxígeno? **0°** y ¿en qué temperatura se da el punto más bajo de solubilidad para el oxígeno? **30°**. b) ¿Qué sucede con la solubilidad del oxígeno al aumentar la temperatura? **Baja**. c) En qué temperatura se da 1.4 mg de solubilidad en el dióxido de carbono **30°** y ¿en qué temperatura se da el punto más bajo de solubilidad para este gas? **80°**. ¿Qué sucede con la solubilidad del dióxido de carbono al aumentar la temperatura? **Disminuye**. d) ¿Qué sucede con la solubilidad de los gases al aumentar la temperatura? **Baja**. e) Obteniendo una conclusión general de la solubilidad de los gases, podríamos decir que: a menor temperatura **sube** la solubilidad y a mayor temperatura **baja** la solubilidad. En los siguientes refrescos, ¿cuál tiene mejor sabor y por qué? **Image Description:** *The image shows two cans of Coca-Cola. One can is cold and the other is warm.* * **TEMPERATURA** * 2°C * 15°C **Respuesta**: Es la primera opción por la Temp. y su cantidad del gas. **Suponiendo que en un refresco a tienen los siguientes datos, completa la tabla y dibuja la curva de solubilidad.** | Temperatura | Volumen | |---|---| | 4°C | 1.5 mg| | 8° C | 1.4mg| | 12° C | 1.3 mg | | 16° C | 1.2 mg | | 20° C | 1.1 mg | | 24°C | 0.8 mg| | 28°C | 0.5 mg |