COLEGIO NUESTRA SEÑORA DE LA PRESENTACION – CENTRO

Código: DEC-F-54 Versión:02

UNIDAD DE PRODUCCION DE CONOCIMIENTO UDPROCO ÁREA DE QUÍMICA INORGÁNICA

Fecha: 1 Febrero 2014

Departamento de Metodología

NOMBRE ESTUDIANTE: _________________________________________________ Grado 10______ FECHA: ____________________________________________________Nº de lista: ___ Grupo Nº____ DOCENTE: YOLANDA BERNAL M.

UDPROCO Nº 4

Espero que tus expectativas para este año que culmina sean llenadas con tu interés y disposición.

LOS GASES 1. APRENDE PLANTEÁNDOTE PREGUNTAS

¿Cuáles son las leyes que rigen el comportamiento de los gases y a qué se debe dicho comportamiento?

2. APRENDE PROPONIÉNDOTE RETOS Aplicar las leyes que rigen el comportamiento de los gases en la solución de problemas y a partir de éstas mediante la interpretación y el análisis, deducir la ecuación de estado aplicándola junto con el principio de Avogadro en la estequiometría de gases para lo cual muestra compromiso y responsabilidad en el cumplimiento de las actividades propuestas e interés por aprender . 2.1. Ejes temáticos Página 1 de 11

GASES

1. Teoría Cinética 2. Propiedades 3. Leyes que rigen el comportamiento de los gases ideales 3.1 Boyle 3.2 Charles 3.3 Gay-Lussac 3.4 Ley Combinada 3.5 Principio de Avogadro 3.6 Dalton 4. Ecuación de Estado 5. Ejercicios de Aplicación 3. APRENDE A TRAVÉS DE LA INTERDISCIPLINARIEDAD Y LA TRANSVERSALIDAD Mi tiempo libre como proyección en la construcción de un entorno social

Aprovecha tu tiempo El tiempo es el recurso más valioso que tenemos, el bien más preciado y en ese sentido vamos a definir por qué: • Porque es escaso: tenemos un número limitado de horas al día disponibles para hacer lo que sea que queramos. • Porque NO se puede comprar: por mucho que tengas dinero y quieras, no podrás comprar una hora más de tiempo. Si bien puedes comprar el tiempo de otros para que los resultados que ellos consigan se sumen a los tuyos, no es posible comprar más tiempo. • Porque es Vida: el tiempo es vida en el sentido que muchos hemos denominado el curso de la vida en factores de tiempo, como lo son meses y años. Una persona vive determinado número de años, y los años al fin y al cabo son tiempo. • Porque es justo: todos los seres humanos de la tierra tenemos la misma cantidad de tiempo, 24 horas al día, 7 días a la semana, 4 semanas al mes etc. Teniendo claros los principios de por qué la gestión del tiempo es tan importante en nuestra vida es necesario aclarar que una persona promedio malgasta entre un 60 y un 70% del tiempo que tiene disponible y ello debido principalmente a: falta de metas y objetivos claros, falta de planificación, falta de establecer prioridades en la vida entre otros muchos factores. La gestión del tiempo implica dominar tu propia vida y tiempo en vez de ser dominado por ella. Consiste en la organización y el balance de todas las áreas importantes de tu vida para lograr un equilibrio personal, paz y tranquilidad para ti y los tuyos. Para tener éxito en la vida debes ser consciente que la correcta gestión del tiempo que tienes disponible te permitirá alcanzar las metas y sueños que tengas en la vida, por muy grandes o complicados que estos sean. Beneficios de una correcta gestión del tiempo: • Enfoque: sabrás qué actividades son importantes y en qué espacio de tiempo de tu día debes hacerlas. • Velocidad: lograrás alcanzar tus objetivos más rápido que sin un manejo adecuado del tiempo. Lo que antes lograbas en un mes lo puedes perfectamente lograr en dos semanas. • Tiempo libre: podrás tener más tiempo libre para tu familia, para ti o para lo que sea que quieras. • Reducir el stress: al saber que hacer, tener más tiempo libre y cumplir todas tus metas y objetivos lograrás liberar en gran medida el stress en tu vida. Cuando tienes tiempo libre debes ser responsable de cómo lo inviertes para generar algo útil de él, evidentemente descansar es muy importante, pero no te puedes pasar Página 2 de 11

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todo el día ni todo el tiempo “descansando” porque si no ese tiempo se habrá ido literalmente a la basura. Si tu tiempo libre consiste en levantarte tarde, hacer pereza en la cama, comer tarde, volverte a acostar a ver televisión películas, déjame decirte que eso está bien, pero que no se vuelva de todos los fines de semana, de todas las vacaciones. Tienes que hacer algo al respecto para organizar el tiempo libre y sacarle el máximo provecho posible. De acuerdo a la lectura anterior cuales son los males que aquejan el uso del buen tiempo enumera mínimo cinco y porque? ¿Para qué hacer un buen uso del tiempo? Haz una lista de las actividades que debes realizar y las que te gustaría hacer en tu vida atendiendo las siguientes dimensiones:

 a. Física (tu cuerpo)
 b. Intelectual (tu mente, estudio)
 c. Profesional (Trabajo)
 d. Afectiva (Seres queridos, Familia)
 e. Social (Amigos)
 f. Espiritual (Trascendencia)
 g. Otros intereses(Hobbies,cultura,arte,etc.) http://admontiempo.blogspot.com/p/recursos-del-taller.html Lo que tengo que hacer

Lo

que quiero hacer

4. APRENDE ALISTÁNDOTE Resuelve los siguientes problemas A. teniendo en cuenta las siguientes gráficas

• Cuáles partículas tienen mayor posibilidad de movimiento y a que estado corresponde • Describe las propiedades de cada uno de los estados de la materia según lo graficado arriba A. Qué pasa con la presión y la temperatura cuando se incrementa en los gases B. Qué propiedad del agua hace que el hielo flote en ella C. Qué significa medir la presión sanguínea D. Para qué se mide la presión en las llantas. E. Qué diferencia encuentras entre una jeringa llena de aire y una llena de agua F. Cuáles son las unidades y magnitudes con las que se trabajan los gases como son: Página 3 de 11

Cantidad, volumen, temperatura y presión defínelas. G. Cómo se relaciona la presión atmosférica con la temperatura y explíca dando respuesta a la siguiente pregunta: La presión atmosférica en Cúcuta es de 640 mm Hg a 1000 mts de altura entonces la presión atmosférica en Bogotá será: a. Mayor de 640 b. Menor de 640 c. Igual a 640. F. Recuerda la fórmula de densidad y aplícala a los siguientes ejercicios: Si 3 litros de aire pesan 4,93 gr y si 34,5 ml pesan 15 ton. H. En qué consiste el cero absoluto explícalo con un ejemplo. I. Explique cómo se halla la presión de un gas en un recipiente teniendo en cuenta los casos que se puedan presentar. J. Qué diferencia hay entre un gas real y un gas ideal.

5. APRENDE DE LAS FUENTES

La palabra gas provienen del griego “Caos” que significa desorden este estado esta formado por agregación de partículas en forma molecular muy separadas unas de otras por distancias mucho mas grandes que el diámetro real de las moléculas. esto se debe a que sus moléculas son poco polares y al disminuir la temperatura estos se convierten en líquidos y viceversa esto depende de la energía cinética que se le suministre. Los gases son incoloros como el oxigeno y el hidrogeno otros como el flúor y el cloro son amarillos verdosos el bromo el dióxido de nitrógeno y el oxido nitroso son de color café rojizo y el yodo es de color violeta, hay gases ácidos, básicos y neutros como el oxigeno el hidrógeno y mas. Una teoría es un modelo que es capaz de dar explicaciones sobre un conjunto de fenómenos relacionados y es el sustento teórico de una ley, que a su vez tiene por objeto describir dicho fenómeno y predecir su comportamiento frente a otras condiciones. Y la teoría cinética de los gases no es la excepción y se pueden resumir así: o Los gases están constituidos por moléculas o átomos sumamente pequeños y tan distanciados uno de otros que se consideran individualizados y con un volumen muy despreciable de ahí porque se dice que los gases tienen su propio peso y la facilidad de su comprensión, explica también porque las densidades de los gases son bajas en relación con los líquidos y sólidos puesto que su volumen esta constituido en la mayor parte por espacio vacío. o Las moléculas chocan entre si y con las paredes del recipiente, pero estos choques son completamente elásticos no entrañan perdida de energía aunque si transferencia de energía de una molécula a otra el análisis de este postulado nos conduce a las velocidades de difusión de los gases y la presión que estos ejercen contra las paredes de sus vasijas (presión=fuerza por unidad de área) o La energía cinética media es proporcional a la temperatura absoluta. Un aumento de temperatura en un gas aumenta la energía cinética de las moléculas por aumento de su velocidad y también el espacio intermolecular. En conclusión a temperaturas mas altas las partículas se mueven con mayor velocidad; la difusión y la efusión son más rápidas. mediante la energía cinética de las moléculas podemos explicarnos la Página 4 de 11

variación de la presión de un gas en un recipiente cerrado cuando varía su temperatura.

6. APRENDE HACIENDO Para empezar a desarrollar este aprende haciendo es necesario tener en cuenta las siguientes leyes LEYES DE LOS GASES: El volumen (V) de un gas es función de su presión (P),y la temperatura absoluta (T) a la que está sometido al igual que las moles (n) que lo conforman. Existiendo una relación matemática entre estas propiedades la variación de una propiedad en relación con las otras constituyen las leyes de los gases.

V= FUNCION (P,T,n)

I. LEY DE BOYLE-MARIOTTE

Desarrolla los siguientes ejercicios: 1.Una muestra de gas en un recipiente de 5 Donde se relaciona el volumen con la litros provisto de un embolo a una presión de 2 atmósferas se deja expandir a temperatura presion asi: constante hasta un volumen de 20 litros ¿cuál V α 1/P a T (cte) teniendo en es la presión del gas con el nuevo volumen? cuenta el estado inicial y final de un Rta: 0.5 atm. 2.En un recipiente se tienen 12 litros de gas nitrógeno a 20ªC y 1 atm de presion ¿Qué V1/V2 = P2/P1 presión es necesario ejercer sobre el sistema V1P1 = V2P para reducir el volumen del gas a 3 litros. Rta: 4 atm. 3.Se infla un globo con 1.5 litros de helio a 566 mmHg si el globo se eleva hasta alcanzar una Y se representa de forma grafica asi: altura donde la presión es de 320 mmHg cuál será el nvo volumen del globo Rta: 2.6 L. 4.Cuando 28 gr de nitrógeno se encuentran a 0ºC y a 1 atm de presión y su volumen es de 22,4 litros ¿cuál será el volumen resultante si aumenta la presión a 4 atm a la misma temperatura ? Rta: 5.6 L 5. Calcule el volumen de un gas ideal a 870 mmHg si ocupó 583 ml a 670 mmHg Rta: 448 ml. 6.Un cilindro de oxígeno tieneun volumen de 2 l la presión del gas es de 1470 lb/pulg2 a 20ªC ¿Qué volumen ocupara el oxigeno a la presión atmosférica normal si la t es constante Rta: 2 L 7. Una capsula espacial esta equipada con un tanque de aire que tiene un volumen de 0.100 m3 . El aire se encuentra a una presion de 100 atm luego de una caminata espacial la presión Se reduce a cero cuál será la presión final si el volumen de la capsula es de 12.5 m3 Rta: 0.8 atm. Página 5 de 11

8.Un tanque de 13 L que se usa para bucear se llenó con aire a una presión de 1.15 atm que volumen (en litros) ocupara el gas a una presión de 750 torr Rta: 1.47x103 L. 9.Explica porque un tanque de helio y un tanque de kripton tienen la misma presión,volumen y temperatura compara la energía cinética ,masa, velocidad de movimiento y número de partículas en cada tanque. 10.Con base en la teoría cinética molecular explica porque la reducción del volumen de un gas va acompañada de un incremento en la presion a temperatura constante. II. II. LEY DE CHARLES 1. En 1787 Jacques Charles demostró que los gases se dilataban por igual al aumentar la temperatura si su presiòn se mantiene Constante.

V1/T1 = V2/T2 V1T2 = V2T2

Y se representa de forma gráfica así:

Complete el siguiente cuadro V1 T1 39.5 24ºC L 500ml 40.5 ºC ? -10ºC 22.4 0 ªC L 44.8 ? ml

V2 45.6 L

T2 ?

?L

10ªC

75.4 L ?

30.5 ºC 400ºK

22.4 L

30ºC

2. un globo lleno de helio tenía un volumen de 5 L a 27ºC. Cuál será su volumen a 93 ºC suponiendo que no hay cambio de presión? Rta: 3L 3. Si una muestra de airre de 1.500 ml a 20ºC se calienta lo suficiente para expandir su volumen a 1750 ml a presión cte cuál es su temperatura? Y en grados ºK Rta: 69ºC 4. Un globo en el interior de una habitación a 27ºC, tiene un volumen de 2 L cuál será su volumen en el exterior donde la temperatura es -23 ºC Rta: 1.67 L. 5. Diez gramos de cloro se encuentran en un recipiente de 22 L a 42ºC cuál es la temperatura del gas cuando se pasa a un recipiente de 35 L Rta: 501.1 ºK 6. Una muestra de gas a presión cte ocupa 2 litros cuando se encuentra a 273ºK cual es su volumen a 0ºC Rta. 1L 7. Explica por qué un globo de caucho lleno de aire a temperatura ambiente y que luego se somete a enfriamiento se puede emplear como modelo de esta ley. Página 6 de 11

III.

LEY DE GAY- LUSSAC.

Si el volumen permanece Constante la presión de un gas es directamente proporcional a la temperatura absoluta .

P1/P2 = T1/T2 P1T2 = P2T1

IV. LEY COMBINADA. Esta ley fuè establecida por GayLussac ,quien llegò a la conclusiòn que las leyes anteriores se podian combinar en una sola ley denominada ley combinada de los gases, donde el volumen de una muestra de gas es inversamente proporcional a su presión y directamente proporcional a la temperatura.

V2P2T1= V1P1T2

III. Resuelva los siguientes ejercicios 1.Si tenemos una muestra de gas ideal a 0º C a qué temperatura será preciso calentarlo para qué la presión final sea el doble de la inicial Rta: 546 ºK 2.Una bombilla de luz con una presión interna de 720 torr a 20ªC es arrojada a un incinerador que opera a 750ªC que presión interna deberá soportar la bombilla para no romperse Rta: 2.51x103 torr. 3. Un neumático de un automóvil tenía una presión de 32 Lb/Pulg en un día de otoño cuando la temperatura era de 22ºC. En el invierno la temperatura descendió hasta -23ºC cuál es la presión sino hubo cambio de volumen. Rta: 39.6 Lb/Pulg. 4. Una Muestra de gas neón se encuentra a 800 torr y 25ºC cual es la nueva presión si la temperatura aumentó a 45ºC Rta:853 atm 5. Un recipiente contiene CO2 a 24ºC y una presión de 15 atm cuál es la presión interna del gas si se aumenta la temperatura a 98ºC Rta: 18.73 atm. 6. Un cilindro contiene oxígeno a una temperatura de 16ºC y 1 atm de presión ¿Cuál será la presión final si la temperatura es de 45ºC? IV. 1. Un cierto gas se encuentra ocupando un volumen de 30.5 litros a 2 atm y 30 ºK. Si se disminuye el volumen a 25 litros al tiempo que se calienta a 400ºK ¿cuál será entonces la presión del gas?. Rta: 3.2 atm 2. A cuántas atm deben someterse 10 L de H2 que están a 15ºC y 0.5 atm para que el volumen disminuya a la mitad si la temperatura es ahora de 30ºC Rta: 1.05 atm 3.Si un gas tiene un volumen de 800 ml a 10ºC y 1 atm cuál será su presión a una temperatura de 100ºC si el volumen aumenta hasta 850 ml Rta: 1.24 atm 4.Qué volumen ocupará 150 ml de un gas a 23ºC y 710 torr a CN. Rta: 129 ml. Página 7 de 11

5. Completa la siguiente tabla: Condiciones Condiciones finales iniciales Pres temp vol pres temp vol 580 45.6 ? 49.2 tor 25ºC L 15ºC L 2,6 at 854 1800 ? 20ºC ml tor OºC V. VOLUMEN MOLAR El físico italiano Amadeo Avogadro estableció la relación entre el volumen del gas y el número de moléculas y moles estableciendo que el volumen del gas es directamente proporcional al número de moles Y determinó que 1 mol de cualquier gas ocupa un volumen de 22.4 litros a condiciones normales.

V. 1. Determine el volumen de un gas que ocupa 40 gramos CO2 en condiciones normales y a cuántas moléculas equivalen estos gramos? Rta: 20.38L y 5.47x1023 moléculas 2. Qué volumen ocupan 2.4 moles de H2 a condiciones normales Rta: 53.76 L. 3. El volumen de cierta cantidad de Cl2 es de 15.6 L a 30ªC y 6.5 atm determine: a. Moles del gas b. gramos de Cl2 c. moléculas de cloro d. volumen del gas a condiciones normales. 4. Calcular el volumen de 5,5 gr de oxido nitroso a condiciones normales Rta: 2.8 L 5. Calcular el peso de 2 litros de amoniaco a condiciones normales Rta:1.52 gr

VI. VI. ECUACION DE ESTADO 1. Calcular el volumen que ocupará un mol de En ella se resumen las anteriores NH3 a condiciones normales si la densidad es leyes 0.76g/l. Rta. 22.4L 2. Si 400ml de un gas pesan 0.536gr en El volumen (V) de un gas es funcion condiciones normales cual es su PM. Rta: 30 de su presión(P),de su temperatura g/mol absoluta (T) a que esta sometido, y del 3. Cuál es el volumen que ocupa 1 mol de numero de moles (n) que lo forman. nitrógeno gaseoso a 25ºC y una presión de 1 Existiendo una relación matemática atm Rta: 24.5 L entre estas propiedades: 4. Qué volumen ocuparán 10 gr de oxígeno a una temperatura de 22ºC y una presión de 740 torr Rta:7.77 L V = Función (P,T, n) 5. Calcular el número de gramos de SH2 gaseoso puro contenido en una botella cilíndrica de 30 litros a 20ºC y una presión de 1.5 atm La variacion de una propiedad en Rta: 63.87 gr relación con las otras constituye las 6. La masa molecular de un gas es de 44.7 leyes de los gases. g/mol a 30ºC y 760 torr cuál será la densidad del gas? Rta: 33.8 g/mol 7. Calcule la densidad del oxígeno a 500ºC y 2.3 atm Rta:1.16 gr/ml 8. Calcular el número de moles de un gas ideal Página 8 de 11

que ocupa un volumen de 750 ml cuando se miden a 22ºC y 680 torr Rta: 0.27mol. 9. A qué temperatura debe calentarse 0.03 moles de un gas en un recipiente de 30 litros para mantener una presión de 148 mm Hg Rta:243.3ºK 10. Calcula el número de moles de un gas que ocupa un volumen de 3 litros a una temperatura de 35 ºC y 2.5 atm de presión Rta: 0.29 moles

PV= RTn

Donde: P= presión = 1 atm V= volumen= 22.4 L R=Cte.=0.082 atm/lit/ºK/mol T= temperatura = 273ºK n= moles = 1 mol a condiciones normales

APRENDE DE LA RETROALIMENTACIÓN Resuelve los siguientes ejercicios a.. Cuál es el peso necesario de carbonato de calcio para que por descomposición produzca 16 litros de dióxido de carbono a CN Rta:71 gr b. Si la presión de vapor del agua a 25ªC es de 23.8 mm Hg cuantas moléculas de agua hay por cm3 si su comportamiento es ideal Rta: 7.71x 1017 molec/cm3. c. Cuántos gr de Zn se deben disolver en acido sulfúrico para poder obtener 1 litro de hidrógeno a 20ªC y 770 mm Hg Rta: 2.76 gr d. Qué volumen de O2 a 18ªC y 750 mm Hg puede obtenerse de 50 gr de KClO3 Rta: 14.8 L e. Qué volumen de hidrógeno se combinaría con 10 litros de cloro para formar cloruro de hidrógeno y b. Qué volumen de HCl se formara? Rta : a. 10 L y b.20L. f. Qué presión en atmósferas ejercerán 26 gr de He contenidos en un recipiente de acero de 3,24 L a 200ºC Rta: 78 atm. g. El etanol se obtiene a partir de azúcares según la siguiente ecuación C6H12O6

C2H5OH + CO2

Qué volumen de CO2 se produce a una temperatura de 20ªC y presión de 1 atm por fermentación de 500gr de glucosa Rta h. Según la siguiente ecuación Mg + HCl

MgCl2

+

H2

Si 2.15 gr de Mg reaccionan por completo qué volumen de hidrógeno se producen a CN y cuál será el volumen si el gas se halla a 735 torr y una temperatura de 25ªC Rta: 1.98 L y 2.24L i. Un gas tiene una densidad de 0. 78 gr/l a 17ºC y 680 mmHg cual es el PM del gas J. Cuántos gramos de Sn se obtendrán si se reduce un exceso de SnO con 1500cm3 de H2 medidos a 300ºC y 740 mmHg según la siguiente ecuación Rta: 3.70 gr SnO + H2

Sn + H2O

k. Un volumen de 1.32 L de un gas medido a 19ºC y 0.97 atm tiene una masa de 2.55 gr calcular la masa molecular del gas Rta: 47.64 gr. Página 9 de 11

APRENDE PROYECTÁNDOTE TRABAJO INDIVIDUAL Realice un mapa conceptual donde expliques paso a paso el proceso de licuacion del aire y cuales son las aplicaciónes de los gases que más se extraen da mínimo cinco. TRABAJO EN GRUPO En grupos máximo de tres alumnos consulta la ley de Dalton de las presiones parciales, la ley de graham de difusion de gases y la diferencia entre gases reales e ideales.realiza para cada ley siete problemas de aplicación. 8. APRENDE EVALUÁNDOTE

9. Bibliografía

* Gutiérrez, Lilia y Otros. Química 1. Educar Editores. * Guzmán, Yolanda y Otros. Química general. Editorial Santillana. * Castelblanco, Yaneth B. Química I. Editorial Norma. * Restrepo, Fabio. Hola Química Tomo I. Editorial Susaeta. Página 10 de 11

* Manco, Félix Química 10 Ed. Migema http://www.clipartpanda.com/clipart_images/science-clip-art-girl-7407922

Elaboró: Nombre: Yolanda Bernal M Cargo: Docente

Revisó: Nombre: Bibiana Castro Cargo: Coordinador de Área

Aprobó: Nombre: Diego Contreras Cargo: Coordinador Académico C IV

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Fecha: 16 de julio 2015

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