1UNIDAD1UNIDAD683UNIDAD3UNIDADHomeostasis y sus proporciones esencialesConocermssobrelasreaccionesqumicasmediantelaexperimentacinen los siglos XIX y XX, adems de las masas atmicas de los elementos dioorigen a una rama de la qumica conocida como la Qumica Analtica.Para ese entonces eran necesarias medir la cantidades de reactivos parallevar a cabo un experiencia, es decir era necesario cuantificar.Este trmino de cuantificar es muy importante a nivel de organismos, sabien-doqueelprocesomedianteelcualunorganismomantienecondicionesinternas constantes necesarias para la vida se le conoce como homeostasis.Cmoseinvolucralaqumicaconlahomeostasis?Enlocuantitativoseconoce que el cuerpo humano requiere de ciertas cantidades de magnesio(Mg), calcio (Ca), hierro (Fe), cloro (Cl), sodio (Na), entre otros.Por lo que se requiere llevar una dieta balanceada para lograr acaparar lassustancias necesarias para nuestro organismo y as mantener un equilibriointerno necesario para la vida. Por ejemplo, una deficiencia de calcio en nuestra dieta provoca con el tiempo la cada de los dientes y la disminucin de masa sea (osteoporosis).Deahelporqutodoslosalimentosenlatadosoempacadospresentanuna etiqueta que muestra de manera cuantitativa las proporciones de cal-cio, potasio, magnesio, caloras, entre otras. A fin de ayudar con la dietadelaspersonasconformeasunecesidadnutricionalycomoinformacinpara los consumidores.Masa atmicaMasa molecularMol Masa molarFactores de conversin mol-masa-nmero de AvogadroNmero de moles nmero total de tomosMasa en gramos nmero de molesMasa en gramos nmero de tomosMiscelneosFrmula qumica Composicin porcentual de los Compuestos qumicosFrmula emprica Obtencin de una frmula emprica Frmula molecularObtencin de una frmula molecularUn optimista ve una oportunidad en todacalamidad, un pesimista ve una calamidaden toda oportunidad. Winston ChurchillGu1mtca Cuan1t1a1tVa Competencias Generales: Competencias Generales:Cognitivas, Metodolgicas, Social y de Logro.Datos nutricionalesTamao de la porcin 2,5 medidas (83g)Porciones por envase 10Cantidad por porcin% VDCaloras265Caloras aportadas por grasa9Grasa total1g2%*Grasa saturada1,47%*Carbohidratos totales32g11%*Azcares22g**Proteinas32g64%*Vitamina C60mg100%*(como cido ascrbico)Vitamina E30IU100%(como succinato de d-alfatocoferol)Niacina (como niacinamida)20mg100%Fsforo250mg25%Magnesio200mg50%(como xido de magnesio)Sodio180mgz8%*Potasio360mg10%Creatina monohidratada5,5 g**Glutamina (como L-glutamina)Taurina (como L-taurina)1,2**Cloruro de cromo75mcg**ontenido:69Un mundo cuantitativo Un mundo cuantitativoContesta las siguientes preguntas en base a la lectura:1. Por qu es ms caro el anillo de 24q que el anillo de 18q?2.Cmo se relacionan el consumo de frutas con nuestro organismo y las vitaminas?3. Cuando nos sometemos a un anlisis de laboratorio, la muestra que se entrega es grande o pequea? porqu?4. Por qu debemos estudiar primero a los tomos y molculas?Cuandocomprasunanillo,elvalorquepagasporestajoyanosolo depende del acabado o diseo que tenga sino de varios fac-tores como: los componentes que conforman la joya (puede serdeoro,plataodealgunaaleacin),lacantidadconlaquecon-formandichoscomponenteslajoya(porcentajes,cantidades,proporciones).Es lo ms comn en nuestro medio, por ejemplo: no es lo mismopagar por un anillo de oro de 24 quilates que por un anillo de 18quilates;ocomprarunatoneladadeaceroqueunatoneladadecobre.O si hablamos de componentes vitales para el ser humano, comolasvitaminas;comoesposiblesaberlacantidaddeciertavita-minaquenuestrocuerponecesita,generalmenteestoscompo-nentesvitaleslosencontramosenfrutas,verduras,hortalizas,entre otros. Pero en este caso, cunto es la cantidad que necesi-tamosconsumirparaaportaranuestroorganismolosuficientepara estar sanos?Por ltimo, cuando se toman muestras para anlisis la cantidad es representativa, pero a partir de los resultadossepuedegeneralizaryemitirunaconclusin,porejemplocuandosetomanmuestrasdelaguapotableenguayaquilparasaber siesta apta elconsumo humano,o cuandonos sometemos a un anlisis en ellaboratorioclnico.Para conocer estos fenmenos, debemos empezar por lo ms bsico que son el tomo y la molcula para enten-der como se relacionan cuantitativamente en un compuesto o sustancia.70Masa atmicaSe conoce que todos los tomos de aluminio que se encuentran en algunos minera-les en la naturaleza tienen 13 protones, 13 electrones y 14 neutrones1317Al. Sin embargo, existen ciertos elementos en los que sus tomos tienen diferente nme-rodeneutronesyporendediferentemasa.Porejemplo,elelementocarbonoestconstituidoportomosencuyosncleoshay6protones,perosloel98.89%destos tienen 6 neutrones, el 1.11 % tienen 7 neutrones y menos del 0.01% tienen 8neutrones. Es decir, que el carbono tiene tres istopos: 612C, 613C, 614C.Unidad 3 Qumica Cuantitativa La masa atmica de un elemento qumico es el promedio de las masas isotpicaspropias del mismo calculada a partir de sus respectivas abundancias presentes en lanaturaleza. En cualquier tabla peridica notaras que la masa atmica de cada elemento expre-sada en uma (unidad de masa atmica).As por ejemplo: Masa molecularLas molculas son la unin mnima de dos tomos y se presentan en arreglos defi-nidosquesemantienenligadosatravsdefuerzasqumicasconocidastambincomo enlaces qumicos. Para determinar la masa molecular consideramos la cantidad de los diferentes to-mos que conforman a dicha molcula mediante su frmula qumica, observemos yanalicemos los siguientes ejemplos: Losistopossonnclidosconelmismonmeroatmicoperocondiferentenmero de neutrones y por ende distintas masas.El emento Masaatmi ca(uma)Boro 10.81Calcio 40.08Teluro 127.60Sustanci a Fr mul a Masaparci al Masamol ecul ar (uma)Butano C4H10 4(C) + 10(H) = 4(12.01) + 10 (1.01) = 58.14Amoniaco NH3 1(N) + 3(H) = 1(14.01) + 3(1.01) =17.04Dixido de carbono CO2 1(C) + 2(O) = 1(12.01) + 2 (15.99) = 43.99Agua H2O 2(H) + 1(O) = 2(1.01) + 1(15.99) = 18.01Sabas que?Existenaproximadamente270istoposdeorigennaturalymsde1000obtenidos de manera sintti-camediantereactoresnuclea res.Elelementoconmsistoposestables(10en total) es el estao. Adems,otramaneraderepresentarunistopoesporejemplo:carbono12,carbono 13, carbono 14.Recuerda!La unidad de masa atmica(uma)es1/12delamasadel tomo carbono 12 y selautilizacomoreferenciapara calcular las masas iso-tpicas.71MolSabemos que una molcula de agua consta de dos tomos de hidrgeno y un tomode oxigeno. Pero, Cuntas molculas hay en un vaso con agua? Podramos con-tarlas? Seguramente la respuesta es no. Por lo que normalmente recurrimos a otrasmedidas como la masa. Por qu?Si tuvieras una bolsa plstica llena de tachuelas y te pidieran determinar la cantidadtotal de tachuelas que hay en dicha bolsa. Qu haras? Empezaras a contar cadatachuela de la bolsa? Al parecer esto sera tedioso y te tomara tiempo. Sin embar-go, si conocieras la masa de una tachuela y la masa total de la bolsa plstica llenade tachuela, nos aproximaramos a la cantidad de tachuelas presentes en la bolsa. Algo anlogo al ejemplo anterior sucede al querer contar y determinar la cantidadtotal de tomos en una muestra. Por lo que necesitamos una relacin entre la masamedida de un elemento y algn nmero de tomos conocido aunque no se puedacontar.Segn el Sistema Internacional de medidas, la magnitud que relaciona una cantidadde sustancia con un nmero de partculas (entidades elementales) de esa sustanciase denomina Mol. Las entidades elementales pueden ser tomo, molculas, iones, etc. stas en un moldesustanciasonsiempreconstante,equivalentesalnmerodeAvogadro.NA =6.022 x 1023. Por ejemplo: Unidad 3 Qumica Cuantitativa Mol esdesustanci a Canti daddeenti dadesel ement al es1 mol de aluminio 6.022 x 1023tomos de Al1 mol de boro 6.022 x 1023tomos de B1 mol de agua 6.022 x 1023molculas de H2O1 mol de gas carbnico 6.022 x 1023molculas de CO21 mol de OH 6.022 x 1023iones OH Masa Molar La masa molar de una sustancia es la masa de un mol de entidades elementales. Essu equivalente a la masa atmica o masa molecular. Sus unidades son g/mol (gra-mos mol). Por ejemplo: 1 mol de agua = 6.022 x 1023molculas de H2O = 18.01 g H2OCuando bebes 18 gramos de agua, estas bebiendo 1 mol de agua en el cual hay6.022 x 1023molculas de H2O. Laimportanciadelnmerode Avogadroesevidenteennuestromundoprctico.Porejemplo,untomodealuminiotieneunamasade26.98uma,estevaloresmuy pequeo para trabajar a nivel macro en un laboratorio. Adems, no se reali-zanreaccio nesqumicasconunsolotomo,cuandolademandadelmercadodeuna sustancia en particular suele ser kilogramos, toneladas, etc. Sin embargo, para facilitar nuestros observaciones, anlisis y clculos nos es fac-tibletrabajarcon26.98gramosdealuminioqueequivaleaunmolyporendea6.022 x 1023tomos de Al. Recuerda!1 uma = 1.6606 x 10 24 g72Factores de conversin mol-masa-nmero de AvogadroEs necesario familiarizarnos con factores de conversin en los que estn involu-crados tanto la masa molar, moles y nmero de Avogadro; ya que en las prximasunidadesyenotrosnivelessuperioressernlasherramientasparalaqumicacuantitativa.Por ejemplo, si 1 mol Al = 6.022 x 1023tomos de Al = 26.98 g de S; entonces, losfactores de conversin seran:Se conoce que una muestra de 3.25 mol de sodio, Cuntos tomos de sodio hay enesta muestra?El factor de conversin a utilizar sera: 1 mol Na = 6.022 x 1023tomos de Na.3.25mol Na 6.022 x 1023tomosNa1mol Na= 1.96 x 1024tomosNaNmero de moles nmero total de tomosMasa en gramos nmero de moles1 mol Al6.022 x 1023y26.98gAl1molAlUnidad 3 Qumica Cuantitativa EjemploEn una botella con agua de 400 ml Cuntos moles de agua si la densidad del aguaes 1 g/ml?EjemploSolucin: La frmula de la densidad es:Por lo que la masa de agua en la botella es: El factor de conversin a utilizar sera: 18 g H2O = 1 mol H2O.mv = [g/ml]Solucin: gmlm = vm = 400 g H2Om = 1 400ml1 mol H2O18g H2O400g 22.2 mol de H2O73Masa en gramos nmero de tomosUnidad 3 Qumica Cuantitativa En una muestrade 250 g de polvo para hornear (bicarbonato de sodio) se pide cal-cular la cantidad total de molculas de esta sal cida. La frmula qumica para el bicarbonato de sodio es: NaHCO3250gNaHCO3 == 1.79 x1024 molculas NaHCO3Los respectivos factores de conversin a utilizar seran: 83.98 g NaHCO3 = 1 mol NaHCO31 mol NaHCO3 = 6.022 x 1023molculas NaHCO31 mol NaHCO3 6.022 x 1023molculas NaHCO383.98 g NaHCO3 1 mol NaHCO3EjemploSolucin: Miscelneos Una muestra de fosfato de magnesio contiene 2.37 x 1022tomos de Mg. Cul es lamasa de la muestra?La frmula qumica para el fosfato de magnesio es: Mg3(PO4)2Los factores de conversin a utilizar seran: 1 mol Mg = 6.022 x 1023tomos Mg262.79 g Mg3(PO4)2 = 1 mol Mg3(PO4)2Considerando lo anterior tendremos que utilizar factores que nos ayuden a determi-nar la masa de la muestra: tomos de Mg (dato del problema) masa de la muestra (lo requerido del problema)=3. 45gMg3 ( PO4) 2Cabe sealar que: 1 molcula Mg3(PO4)2 =3 tomos Mg2 tomos de P8 tomos de O1 mol Mg3(PO4)2=3 mol Mg2 mol P8 mol OEjemploSolucin: 2.37 x 1022tomos de Mg =1 mol Mg 1mol Mg3(PO4)2 262.79 g Mg3(PO4)26.022 x 1023 tomos Mg 3 mol Mg 1mol Mg3(PO4)274Unidad 3 Qumica Cuantitativa 1. Califica las siguientes premisas con una V si es ver-dadero o con una F si es falso.4. LafrmuladeletanolesC2H5OH,estecompuestoorgnicoesmuyutilizadoenlafabricacindebebidasalcohlicasyselopuedeextraerapartirdelacaadeazcar,lacualentrelosmesesdejunio a diciembre se produce en nuestro pas, espe-cialmente en los cantones Milagro, Naranjito, entreotros.5. Calculalacantidaddekilogramosdemagnesioque se podra extraer a partir de una tonelada dehidrxido de magnesio.6. Si tenemos cido muritico, el cual es cido clorh-drico, procede a determinar lo siguiente:A partir de este dato determina: 2. Responde por escrito las siguientes preguntas.3. Conlaayudadelamasadelmercuriometlico(nmero atmico: 80), determina lo siguiente:a. Launidaddemasaatmicaselarepresentacomo uma.b. Los istopos corresponden al mismo elementopero tienen diferente nmero de masa.c. Enlatablaperidicasemuestranlasmasasatmicas de los elementos en gramos.d. Hablar de masa molar es lo mismo que hablarde masa molecular.e. ElnmerodeAvogadrodeunasustanciaesequivalente a 6.023 x 1023.a. Qu es la unidad de masa atmica y para que se lautiliza?( )( )( )( )( )b. Cmo se determina la masa atmica de un elemento?c. Culesladiferenciaentrelamasamolarylamasamolecular?d. Qu puede representar una mol de un elemento o uncompuesto?a. La masa de 3 mol(es) de mercurioa. La masa molecular de este compuesto:b. El nmero de molculas de etanol que hay en 2 molesdel mismo.c. ElnmerodetomosdeCqueexistenen1moldeetanol.a. Nmero de molculas de HCl que hay en 250g b. Nmero de iones Clque se pueden obtener a partir de100 gramos de esta sustancia.b. El nmero de tomos de mercurio que existen en 1 molde mercurio. c. Nmero de moles de mercurio que hay en 300g de estemetal.Competencias Especficas: Diferencia entre masa atmica, masa molecular, mol y masa molar.75Unidad 3 Qumica Cuantitativa a. Cules son las unidades comnmente utilizadas paraexpresar la masa molar de una sustancia?1. Responde por escrito las siguientes preguntas. 5. Unvasocontiene100mldeaguay3cubosdehielo, si se sabe que cada cubo de hielo tiene unamasa3gramos;Cuntostomosdeoxgenosehallan en total?RECUERDE: Paraelagua podemosutilizarestatransformacin: 1ml = 1cm3= 1g6. Deentrelassiguientessustancias,indicaoselec-ciona la que posea la mayor cantidad de masa.2. Entrelassiguientescantidadesdealgunoselemen-tos,escogelaalternativaquepresentelamayorcantidad de moles.3. De la siguiente lista de compuestos, escoge la alter-nativa que contenga la menor cantidad de gramosde la sustancia.4. Identifica al elemento, si se sabe que la masa de untomo del mismo tiene 6.64 x 1023gramos.b. Qu representa el nmero de Avogadro con respec-to a tomos, molculas e iones?a. 50g de oxgeno molecular (O2)b. 75 g de magnesioc. 100g de azufred. 150g de calcioe. 200g de cobreEspacio para clculos:a. 9x6.022x1023tomosdehelio(2do.componentefundamental del universo)b. 6.022 x 1023molculas de O2 (componente del aire)c. 1 molcula de C12H22O11 (componente del azcar)d. 15 moles de hidrgeno gaseoso (componente funda-mental del sol)e. 1 mol de calcio (componente de la leche)Espacio para clculos:a. 2.5 moles de Mg(OH)2 (leche de magnesia)b. 2.0 moles de CaCO3 (piedra caliza)c. 1.5 moles de CH3COOH (vinagre)d. 1.4 moles de NH3 (fertilizante)e. 1.2 moles CO2 (hielo seco)Espacio para clculos:a. Germaniob. Cobrec. Cobaltod. Calcio7. Unaaleacin(mezclahomogneaentremetales)quecontieneprincipalmenteoroycobreenlassiguientes proporciones: 65% Cu 35% Au.Estamuestratieneunamasade700gramosysedesea calcular el nmero de tomos que posee entotal.Competencias Especficas: Calcula factores de conversin con el nmero de Avogadro.76Unidad 3 Qumica Cuantitativa Frmula qumicaToda frmula qumica nos sirve para representar simblicamente a los elementos ynmero de tomos de cada elemento en la molcula estructural del compuesto qu-mico:As, la formula de la glucosa C6H12O6 nos indica que esta sustancia est constituidapor los elementos carbono, hidrgeno y oxgeno. Adems de la cantidad de tomosde stos en su molcula estructural: 6 tomos de C, 12 tomos de H y 6 tomos de O.Composicin porcentual de los compuestos qumicosCuando un qumico logra sintetizar una nueva sustancia con su respectiva frmula,debe de corroborar los resultados prcticos con los tericos. Tericamente, con la frmula qumica podremos determinar la composicin cente-simal de cada elemento en un compuesto en particular. Considerando que la sumade todos los porcentajes sumaran 100.EjemploLa urea (NH2)2CO es un compuesto que se utiliza como fertilizante en la agricultura.Cul es la composicin porcentual de la urea?1) Determinamos la masa molar de la urea.1 mol (NH2)2CO = 2(14.01) + 4 (1.01) + 1(12.01) + 1(15.99) == 60.06g2) La masa molar obtenida representa el 100%.3) Aplicamos la siguiente regla de tres simple:60.06g(NH2)2CO 100%MPE xDonde MPE es la masa parcial elemental que constituye al compuesto en particular.As, para el caso de la urea:4) Determinamos la composicin centesimal de cada elemento en la sustancia qu-mica: El emento MPE(g)Nitrgeno 28.02Hidrgeno 4.04Carbono 12.01Oxgeno 15.99Total 60.06 g60.06g (NH2)2CO 100%28.02gN x%N = 46.6560.06g (NH2)2CO 100%12.01gC x%C = 2060.06g (NH2)2CO 100%4.04gH x%H = 6.73100 = %N + %H + %C + %0100 = 46.65 + 6.73 + 20 + %0%0 = 26.6277Frmula empricaEs la frmula ms sencilla y bsica para un compuesto. Los subndices de esta fr-mula es el resultado de una simplificacin de la correspondiente frmula qumica. Estasfrmulasnosproporcionanunainformacinreferentealoselementosqueconstituyenauncompuestoenparticular.Sinembargo,nonosproporcionareal-mentelacantidaddetomosconlosqueestoselementosestnpresentesenlasmolculas.Por ejemplo, se tiene la misma frmula emprica los siguientes compuestos: Obtencin de una frmula empricaEn la prctica es ampliamente utilizada la frmula emprica a pesar de que nos dasolamenteinformacinreferentealoselementosquecomponenalasustanciadeinters. Experimentalmente, cuando se asla una sustancia qumica pero no se conoce de quest constituida, se enva una muestra al laboratorio analtico del cual se obtendr uninforme de la composicin centesimal de cada elemento que constituye a la muestra.Por lo que estos datos servirn para obtener la frmula emprica de la sustancia.Unanlisisenellaboratoriodeunamuestraderaticidaconocidocomowarfarinaarrojo los siguientes resultados respecto a las sustancias que lo componen: 74.01%C, 5.23% H y 20.76% O en masa. Determinar la frmula emprica de este raticida. Seguiremos los siguientes pasos:Unidad 3 Qumica Cuantitativa Nombr e Fr mul aQu mi ca Fr mul aEmp r i ca Apl i caci n cido actico C2H4O2 CH2O VinagreFormaldehidoCH2O CH2OFabricacin de plsticos yresinasGlucosa C6H12O6 CH2O Azcar de la sangreEjemploSolucin:1 mol C12.01 gC74.01gC = 6.1624 mol C1 mol H1.01 gH5.23gH = 5.1782 mol H1 mol O15.99 gO20.76gO = 1.2983 mol O1) Cuandonotengamoscomodatolacantidaddemuestraquehasidoanalizada,asumiremos siempre una muestra de 100 g.Entonces se tendr: 74.01 g C, 5.23 g H y 20.76 g O.2) Convertimos la masa de cada elemento de la sustancia en moles: 78Unidad 3 Qumica Cuantitativa 3) Puestoquelossubndicesonnmerosenteros,vamosadividirelresultadodecada uno de estos moles para el menor de los moles (para este caso 1.2983)4) Si hasta estas instancia escribiramos la frmula emprica, se tendra:C4.7465H4OPeroesevidentequetodavanoselograelobjetivodetenernmerosenteroscomo subndices. Cuando se d este caso, multiplicamos por un nmero pequeo a cada subndicea fin de redondear y convertirlos en enteros. Al multiplicar por 4 a cada subndice de la frmula, obtenemos: C19H16O45) La frmula emprica de la warfarina es C19H16O4Frmula MolecularEslafrmulamoleculareslafrmularealdelasmolculasdelcompuestoporloque tambin se la conoce como frmula qumica. Enalgunassustancias,lossubndicesdelafrmulamolecularsonmltiplosdelafrmula emprica.Por ejemplo, la frmula emprica de la glucosa es CH2O, pero al multiplicar a cadasubndice por un factor de 6, se obtiene la frmula real de una molcula de glucosa:C6H12O6Obtencin de una frmula molecularPara obtener la frmula molecular es ineludible utilizar la frmula emprica ya questa nos ayudar a determinar el factor que multiplicar a los subndices de la fr-mula emprica para luego obtener la frmula molecular. Para calcular este factor uti-lizaremos: El beta caroteno proporciona el color naranja a las zanahorias y es importante paralavisincorrectadelossereshumanos.Sucomposicincentesimal,enmasa,es89.49 % C y 10.51 % de H. La masa molecular del caroteno es 536.9 uma. Cules su frmula molecular? 6.16241.2983C = = 4.74651.29831.2983O = = 15.17821.2983H = 4masa molecularmasa empricaFm =EjemploSabas que?Enalgunoscompuestossusfrmulaempricascoincidencon las formulas moleculares.Eselcasodelagua(H2O),delformaldehido(CH2O),entre otros.79Unidad 3 Qumica Cuantitativa 1 mol H12.01 gC89.49 gC = 7.4513 mol C1 mol H1.01 gH10.51gH = 10.4059 mol H7.45137.4513C = = 110.40597.4513H = = 1.3965masa molecular 536.9 umamasa emprica 67.12 umaFm = = 8Seguiremos los siguientes pasos:Solucin:1) Cuandonotengamoscomodatolacantidaddemuestraquehasidoanalizada,asumiremos una muestra de 100 g.Entonces se tendr: 89.49 g C y 10.51 g H.2) Convertimos la masa de cada elemento de la sustancia en moles: 3) Puestoquelossubndicesonnmerosenteros,vamosadividirelresultadodecada uno de estos moles para el menor de los moles (para este caso 7.4513)7) Obtenemos la frmula molecular del -caroteno al multiplicar el factor 6 a cadasubndice de la frmula emprica: Frmula molecular del caroteno: C40H564) Si hasta estas instancia escribiramos la frmula emprica, se tendra:CH1.3965Peroesevidentequetodavanoselograelobjetivodetenernmerosenteroscomo subndices. Cuando se d este caso, multiplicamos por un nmero pequeo a cada subndicea fin de redondear y convertirlos en enteros. Al multiplicar por 5 a cada subndice de la frmula, obtenemos: C5H75) LafrmulaempricadelcarotenoesC5H7 ,delcualsumasaempricaes:67.12 uma.6) Calculamos el factor molecular:80Unidad 3 Qumica Cuantitativa 1. Califica las siguientes premisas con una V si es ver-dadero o con una F si es falso.5. Un componente indispensable para la fabricacin delgel para el cabello es la trietanolamina, cuya frmu-laesC6H15O3N,estecompuestoestransparente,inodoro y con una gran viscosidad, bsicamente esel componente que le da la contextura al gel.6. Calculalafrmulaempricadeuncompuestoquecontiene los siguientes porcentajes en masa: 40.1 % C6.6 % H53.3% O7. Una muestra de un compuesto cuya frmula es XO,dondeXesunmetal,tieneunamasade39,46g.Esta muestra luego de un calentamiento prolongadopara eliminar el oxgeno tiene una masa de 31,70gque corresponde al metal.Apartirdeestosdatoscalculalamasamoleculardelelementodesconocidoysealelaalternativacorrecta.8. ElMSG,saborizanteartificial,poseelasiguientefrmula porcentual: 35.51% C, 4.77% H, 37.85%O,8.29%Ny13.60%Na.Sisumasamolares169g/mol. Determina su frmula qumicaA partir de este dato calcula la frmula porcentual dela trietanolamina.2. Responde por escrito las siguientes preguntas.3. Selecciona la alternativa que contenga la sustanciacon mayor porcentaje de hidrgeno.4. Culeslafrmulaempricadeloctano,compo-nente indispensable de la gasolina, si se sabe quela frmula del mismo es C8H18?a. La frmula emprica de todo compuesto repre-senta la composicin real de la sustancia.b. Pormediodeunafrmulaqumicasepuedendeterminar los porcentajes de cada elemento.c. Lafrmulamoleculartambinselaconocecomo frmula real o qumica.d. Existencompuestoscuyafrmulaempricaesigual a la frmula molecular.a. Cuandoseconocelafrmulaempricadeuncom-puesto,qudatoadicionalnecesitamosparadeter-minar la frmula real, cmo la determinamos?( )( )( )( )b. Qu significa el trmino emprica, cuando nos refe-rimos a la frmula de un compuesto?c. Culeslaimportanciadeconocerlafrmulapor-centual de un compuesto?a. Urea CO(NH2)2b. Alcohol etlico C2H5OH c. Benceno C6H6d. Amonaco NH3e. Silicano SiH4Espacio para clculos:a. Cobreb. zirconioc. cincd. hierroe. estaoCompetencias Especficas: Calcula la composicin centesimal de los elementos en una sustancia qumica.81Unidad 3 Qumica Cuantitativa a. 82 umab. 101 umac. 154 umad. 186 umae. 201 umaa. C8H10b. C7H22c. C6H34d. C8H12e. C9H9a. K2Cr2O7b. K2CrO3c. K2CrO4.d. K2Cr2O3e. KCrO4a. Hipoclorito de potasiob. Clorito de potasioc. Clorato de potasiod. Perclorato de potasio1. Calcula la frmula porcentual de los elementos queconforman el fosfato de calcio.6. El Policloruro de vinilo, conocido de manera comer-cialcomoPVC,esunpolmerooplsticomuyuti-lizado en tuberas o en tarjetas.Estecompuestocontiene38.40%decarbono,4.80% de hidrgeno y 56.80% de cloro.7. La masa molecular del xileno es 106 g/mol. Si porcada96gramosdecarbonohay10gramosdehidrgeno,entonces,lafrmulamoleculardelxileno es:A partir de estos datos, calcula la frmula empricade este plstico.2. Culeslamasamoleculardeuncompuestoquecontiene 17.2% de azufre y en su frmula tiene untomo de azufre por molcula?3. La anilina es una sustancia de tipo orgnica confor-madaporcarbono,hidrgenoynitrgeno.Enunanlisisde10gramosdeanilinaseobtienenlossiguientes resultados: 7.742g de carbono y 1.505gde nitrgeno.Culeslafrmulamoleculardelaanilinasilamasa molar de la misma es 93 uma?4. Unafundicin(aleacinmuyparecidaalacero)esta compuesta por hierro en 85%, carbono en un12% y un 3% de magnesio.Cuntostomosmetlicosestncontenidosen100 gramos de esta fundicin?5. Ciertasaloxisalcontiene6.022x1023tomosdepotasio, 6.022 x 1023tomos de cloro y 18.06 x 1023tomos de oxgeno. Enbaseaestosdatoscalculalafrmuladeestecompuesto:8. Calculeelporcentajedeaguaquehayenunamuestra de sulfato cprico hidratado (CuSO4.H2O) 9. Determine la frmula emprica de un compuesto quecontiene 40.27% de potasio, 26.78% de cromo y elrestantedeoxgeno.Seleccionelaalternativacorrecta.Competencias Especficas: Calcula frmula emprica y frmula molecular.82Unidad 3 Qumica Cuantitativa a. Urea CO(NH2)2b. Nitrato de amonio NH4NO3c. Guanidina HNC(NH2)2d. Amonaco NH3a. C7H2NO2b. C3H2N2O2c. C4H7NO2d. C4H7NO7e. C7H7NO21. Losfertilizantessecaracterizanporsuaportedenitrgenoalsuelodetalmaneraquemejoranlascaractersticas del mismo.Entrelasiguientelistadefertilizantesempleadosseleccionaelmejordeellosconrespectoasuaporte de nitrgeno al suelo.2. Un compuesto que contena C, H, N y O se quemen una corriente de aire y producto de esta reaccinseobtienen17.1gdeCO2,3.50gH2Oy0.777gde N2.Si la muestra que se combustion tena una masa de7.61gramos. Cul es la frmula emprica del com-puesto?3. Cuntos gramos de azufre hay en una muestra quecontiene 1.30 mol de sulfato de sodio.Masaatmi caEs el promedio de las masas isotpicas del elemento cal-culado a partir de sus respectivas abundancias presentesen la naturaleza. Masamol ecul arPara su clculo se considera la cantidad de los diferentestomos que conforman a dicha molcula mediante su fr-mula qumica.MolEs la magnitud que relaciona una cantidad de sustancia conun nmero de partculas (entidades elementales), estas enti-dades elementales pueden ser tomo, molculas, iones, etc.stas en un mol de sustancia son siempre constante, equiv-alentes al nmero de Avogadro. NA = 6.022 x 1023MasaMol ar La masa molar de una sustancia es la masa de un mol deentidades elementales. Es su equivalente a la masa atmicao masa molecular. Sus unidades son g/mol (gramos-mol).Factores de conversin mol-masa-nmero de AvogadroNmero de moles nmero total de tomosMasa en gramos nmero de molesMasa en gramos nmero de tomosFr mul aQu mi ca Nos sirve para representar simblicamente a los elemen-tos y nmero de tomos de cada elemento en la molcu-la estructural del compuesto qumico.Compos i ci nPor cent ual del osCompuest osQu mi cos Apartirdelafrmulaqumicapodremosdeterminarlacomposicincentesimaldecadaelementoenuncom-puesto en particular. Considerando que la suma de todoslos porcentajes sumaran 100.Fr mul aEmp ri ca Eslafrmulamssencillaybsicaparauncompuesto.Los subndices de esta frmula es el resultado de una sim-plificacin de la correspondiente frmula qumica. Fr mul aMol ecul arEs la frmula real de las molculas del compuesto por loque tambin se la conoce como frmula qumica. En algunas sustancias, los subndices de la frmula molec-ular son mltiplos de la frmula emprica.Obtenci ndeunaFr mul aMol ecul arPara obtener la frmula molecular es ineludible utilizar lafrmula emprica ya que sta nos ayudar a determinar elfactorquemultiplicaralossubndicesdelafrmulaempricaparaluegoobtenerlafrmulamolecular.Paracalcular este factor utilizaremos:Competencias Especficas: Aplica las definiciones aprendi-das en esta unidad para calcular factores de conversin con masas,moles, nmero de Avogadro, frmulas empricas y moleculares.masa molecularmasa empricaFm =83Unidad 3 Qumica Cuantitativa 4. Cuntos tomos de sodio ingiere una persona altomarunacucharadadesopa,lacualseestimaqueaproximadamentecontieneporcucharada5.2x1020gramosdeclorurodesodio?Calculaadems la misma cantidad con respecto a los to-mos del cloro.8. Calculaladensidadatmicadelmagnesiosisesabe que un tomo del mismo tiene un radio atmi-co de 112 picometros (1pm = 1x1012m)9. Calcula la masa de:10.Selecciona la alternativa en donde se encuentre lasustancia con mayor porcentaje de oxgeno.11.Responde por escrito las siguientes preguntas:12.El nivel de glucosa (C6H12O6) en la sangre de unapersona normal es de 90 mg de glucosa por 100 mldesangre,luegodeunaingestindeundulceelnivel de glucosa se elev a 140 mg por 100 ml desangre.Calcula la cantidad de molculas de glucosa por mili-litro de sangre que se aumentaron al ingerir el dulce.5. ElCarbonatodecalcio,elcualesfactibledeextraerlo a partir de las conchas de las ostras, se loutiliza en aplicaciones para los huesos, incluso paraprevenir la osteoporosis.Lastabletasqueserecetanparaestetratamientocontienen 1000 mg de carbonato de calcio.6. Culdelassiguientescantidadescontieneelmayor nmero de tomos?7. Una muestra del lquido vital contiene 1.52 x 1024tomos de oxgeno. Cul debe ser la masa total dela muestra de agua?Diariamente se deben ingerir 3 tabletas. Calcula lacantidad de iones de calcio que el paciente recibediariamente a. 100g de aluminiob. 100g de alminaAl2O3c. 100g de H2Od. 100g de glucosa C6H12O6e. 100g de hidrgeno gaseosoH2a. 40.3 gb. 80.6 gc. 3.04 gd. 45.34 ge. 5.04 ga. 1 molcula de CH3OHb. 1 mol de Bicarbonato de sodioc. 18.02 x 1023tomos de carbonod. 125 x 1024molculas de hidrxido de calcioa. Carbonato de bariob. Nitrato de de sodioc. Sulfato frricod. Fosfato de amonioa. Culesladiferenciaentrelafrmulaempricaylafrmula porcentual?b.Culesladiferenciaentrelafrmulaempricaylafrmula molecular?84Unidad 3 Qumica Cuantitativa Competencias Especficas: Practicidad de los conocimientos tericos.Identifica las diferentes aplicaciones de la qumica en la vida diaria. 1. Contesto correctamente las siguientes preguntas:Lasplantasnonecesitancompuestoscomplejos,deltipo de las vitaminas o los aminocidos, esenciales enlanutricinhumana,puessintetizantodoslosqueprecisan.Sloexigenunadocenadeelementosqumicos, que deben presentarse en una forma que laplantapuedaabsorber.Dentrodeestalimitacin,elnitrgeno,porejemplo,puedeadministrarseconigual eficacia en forma de urea, nitratos, compuestosde amonio o amonaco puro. Los tres elementos quedebencontenercasitodoslosfertilizantessonnitrgeno, fsforo y potasio. En ocasiones, es precisoaadir a stos, pequeas cantidades de algunos otros,entre ellos boro, cobre y manganeso. 2. CalificolassiguientespremisasconV sisonver-daderas o F si son falsas.3. InvestigootrosusosqueselepuededaralNitrgeno, fsforo y Potasio en:Todos los fertilizantes de potasio se fabrican en base a salmueras o depsitos subterrneos de potasa. Las formu-laciones principales son cloruro de potasio, sulfato de potasio y nitrato de potasio. El amoniaco constituye la basepara la produccin de los fertilizantes nitrogenados.Los fertilizantes nitrogenados ms comunes son: amonaco anhidro, urea (producida con amonaco y dixido decarbono). Suele describirse como fertilizante completo cualquiera que contenga los tres elementos; la composi-cin se codifica con ayuda de tres nmeros. As, un 5-8-7 es un abono (por lo general preparado en polvo o engrnulos) que contiene un 5% de nitrgeno, un 8% de fsforo (calculado en forma de pentxido de difsforo) yun 7% de potasio (como xido de potasio).a. Cules son las frmulas qumicas de los principalescomponentes de potasio?b. Elamoniacoesimportantecomoabonoparalasplantas porque contiene hidrogeno, determina su for-mulayelporcentajedeparticipacindelnitrgenoen el amoniaco.a. La masa molecular del dixido de carbono es44 g/mol.b. En 5 gramos de fsforos se puede encontrar3 veces el numero de avogadro en tomos defosforo c. Los elementos que deben contener casi todoslosfertilizantessonNitrgeno,fsforoypotasio.c. Cul es la masa molecular del sulfato de potasio?( )( )( )Gastronoma: Medicina: 85Unidad 3 Qumica Cuantitativa Materiales:Procedimiento:Lo cuan pequeas son las molculas1 globo grande 5 ml de extracto de vainilla 1 pequeo embudo1. Vierte los 5 ml de extracto de vainilla con ayuda delembudo en el globo.2. Luego, nflalo teniendo cuidado de que el extracto seriegue al exterior.3. Finalmente, ata el globo y agtalo por 30 segundos.Contesta las preguntas de la siguiente seccin:Lo cuan pequeas son las molculasCompetencias Especficas: Pone en prctica losconceptos estudiados en esta unidad mediante experimento.Observacin:1. Puedespercibirelolordelavainillaatravsdelasparedes?2. Cmo puede salir este olor por las paredes del globo?3. Tiene el globo cierto grado de permeabilidad que permi-te la salida del olor (molculas)?ExplicacinUtiliza los conceptos visto en el curso anterior deenlaces y justifica con el nmero de Avogadro elpor qu molculas de vainilla pueden salir por lasparedes del globo:4. Formulo adecuadamente los siguientes compuestos.5. Determino correctamente la composicin porcentualde un abono 5-7-9.a. Nitrato de Potasio:b. Fosfato de Potasioc. Fosfito Cprico: d. Nitrito de Manganeso II: e. Permanganato de Potasio: f. Tetraborato de Potasio: 6. Determinolacantidaddetomospresentesenlossiguientes compuestos:7. Determino la frmula emprica de un compuesto queestaformadoporpotasio,nitrgenoyoxigeno.Elpotasio esta presente en el compuesto en su 38.6%y el nitrgeno en su 13.8%.a. Nitrato de Potasio: b. Fosfato de Potasio: c. Fosfito Cprico: d. Nitrito de Manganeso II: e. Permanganato de Potasio: