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Ejercicios correspondientes al Tema IEjercicios de densidad Las unidades de masa de uso más frecuente son: El miligramo, el gramo y el kilogramo. La relación entre la masa y el volumen se llama densidad y sus unidades comunes son: sustancias sólidas g/cm³, o g/ml _y gases g/L ., que usaremos en el l...

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Ejercicios correspondientes al Tema I Ejercicios de densidad 1. Las unidades de masa de uso más frecuente son: El miligramo, el gramo y el kilogramo.

2. La relación entre la masa y el volumen se llama densidad y sus unidades comunes son: sustancias sólidas g/cm³, o g/ml _y gases g/L., que usaremos en el laboratorio de química.

3. La densidad se puede utilizar para identificar una sustancia determinada . ¿Por qué? La densidad permite identificar sustancias; por ejemplo, si se desea saber si un metal es platino o plata, basta obtener experimentalmente la densidad.

4. Un trozo de metal de masa igual 20g, se introduce en una probeta graduada de que contiene 15.6ml de agua, el nivel de la misma se eleva a 21.9ml. Calcule densidad del metal e identifique el metal. 1. calcular volumen desplazado V= V2 - V1 V = 21.9 mL - 15.6 mL V = 6.3 mL 2. calcular la densidad d = M/V d = 20 g / 6.3 mL d = 3.2 g/mL (Bromo)

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5. Una probeta llena de ácido nítrico de densidad igual 1.422g/ml y una masa de 2.2kg ¿Cuál será la capacidad de la botella expresada en litro? V= M/ D V= 2200g / 1,422g/mL V=1547,11 mL 1,547 Litros

6. Calcular la masa en gramo de 500ml de acetona, si su densidad es igual a 0.785g/ml. D=M V M=D*V M = 0.785g * 500ml Ml M = 395.5 g

7. Calcular la masa en gramo de un pedazo de oro cuyas dimensiones son 8cm X 4cm x 2cm, densidad igual a 19.5gr/ml. 8x4x2= 64 m3 1 cm cubico= 1ml Densidad = Masa Volumen 19.5gr/ml x 64 ml = masa 19.5 gramos x 64 ml = 1248 gramos 8. ¿Qué cantidad de mercurio contiene un termómetro, cuya columna de mercurio tiene una capacidad de 20ml, densidad del mercurio igual a 13? 60gr/ml.

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Ejercicios sobre Temperatura 9. El punto de ebullición del agua es

212

ºF, y 100

10. Convierta las siguientes temperatura Fahrenheit a Celsius: ºC=5ºC∕9ºFx(ºF-32ºF) a. 68°F °C = (°F – 32) (5) 9 °C = (68-32) (5) 9 °C = (36) (5) 9 °C = 180 9 20 °C b. 86°F °C = (°F – 32) (5) 9 °C = (86-32) (5) 9 °C = (54) (5) 9 °C = 270 9 30 °C

ºC.

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c. – 10°F

°C = (°F – 32) (5) 9 °C = (-10-32) (5) 9 °C = (-42) (5) 9 °C = -210 9 -23.33 °C 11. Convierta las siguientes temperaturas Celsius a grados Fahrenheit. a. La temperatura de ebullición del alcohol etílico 78.1°C °F = 9 °C + 32 5 °F = 9 (78.1) + 32 5 °F = 702.9 + 32 5 °F = 140.58 + 32 172.58°F b. Un día cálido en la playa en una isla griega, 40°C. °F = 9 °C + 32 5 °F = 9 (40) + 32 5 °F = 360 + 32 5 °F = 72 + 32 104°F

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12. La temperatura más baja posible, -273°C. Expresar en grados K.

-273°C+ 273.15 K/°C = 0.15 K

13. El oxígeno se condensa a -362°F, expresar esta temperatura en grados Celsius. °C = (°F – 32) (5) 9 °C = (-362-32) (5) 9 °C = (-394) (5) 9 °C = -1970 9 -218.9° 14. E1 nitrógeno se condesa a -20°C, expresar esta temperatura en grados Fahrenheit. °F = 9 °C + 32 5 °F = 9 (-20) + 32 5 °F = -180 + 32 5 °F = 36 + 32 -4°F

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Ejercicios sobre calor y calor específico 15. ¿Qué cantidad de calor debe suministrarse a 3 Kg. de agua para elevar su temperatura de 20°C a 80°C el calor específico 1.0cal/g x ºC. Q = m x Ce x Δ T Primero convertimos los 3kg a g 3 kg x 1000 g / 1 kg = 3000 g

Q = 3000 g x 1,0 cal / g°C x ( 80 - 20 °C) Q = 3000 g x 1,0 cal/g°C x 60 °C Q = 180000 Cal.

16. Un bloque de hielo inicialmente esta a 4°C, sede 50 Kcal, su masa igual a 25 Kg. ¿Cuál será su temperatura final? El calor específico del hielo = 0.5 Kcal/Kg x°C.

Masa = 25Kg = 25000g Ti = 4 °C

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17.Calcular la cantidad de calor que cede una cuchara de plata de IKg. de masa, que se enfria de 20°C a 0°C. El calor específico de la plata es de 0.056kcal/kg x °C. M= 1kg Ti =20 Tf= 0 Ce. 0.056kcal/kgx°c

18.Cuando se suministran 10 Kcal a un trozo de madera de 1 Kg., su temperatura se eleva de 20°C a 44°C. ¿Cuál es el calor específico de la madera? Resp. = 0.42 Kcal / Kg x °C.

19.Al suministrarse 0.5 cal a un vaso de vidrio de 250 gr que se encuentra a 21°C, su temperatura se eleva a 32°C. Encontrar el calor específico del vidrio. Resp. =0.18 Kcal / Kg x °C.

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Cuestionario de Repaso del Tema I 1. El método científico es la manera ordenada que se emplean para adquirir nuevos conocimientos. Para poder ser calificado como científico debe basarse en el empirismo, en la medición y, además, debe estar sujeto a la razón. Los pasos son Definir el problema con claridad, mediante la observación, Desarrollar experimentos, Interpretación, Hipótesis, Experimentación, Ley, Teoría. 2. Investigue la importancia y aplicación que tiene la Química en su carrera. La importancia de la química está presente en todo el proceso uniforme en las plantas de todas las industrias, ya que en cada uno de los procesos estan estrechamente relacionadas las reacciones químicas o mezclas de componentes para la transformación de la materia por lo tanto es la que nos conlleva a un producto finalizado listo para la comercialización y distribución.

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3. ¿Cuáles son los aportes de la química en las diferentes áreas? 1. En medicina: La química ayuda con la síntesis de diferentes fármacos (antibióticos, analgésicos, antidepresivos, vacunas, vitaminas, hormonas, radioisótopos, etc), para el tratamiento de muchas enfermedades y para el mejoramiento de la salud en general. 2. En nutrición: La química permite sintetizar sustancias llamadas saborizantes y colorantes para mejorar ciertas propiedades de los alimentos, y de ese modo puedan ingerirse con facilidad; los preservantes para que los alimentos no se deterioren en corto tiempo; también la química determina las sustancias vitales que requiere el organismo (minerales, vitaminas, proteínas, etc) 3. En agricultura: Gracias a los productos químicos como abonos y fertilizantes se aumenta la productividad del suelo, y se logra satisfacer las necesidades de alimentación cada vez mas crecientes. Además con el uso de insecticidas, fungicidas y pesticidas, se controla muchas enfermedades y plagas que afectan al cultivo. 4. En textilería y cuidado de la ropa: La química ayuda potencialmente a satisfacer esta necesidad, Sintetizando muchas fibras textiles (rayón, orlón, nylon), colorantes para el teñido, sustancias para el lavado (jabones, detergentes, etc.), preservantes de fibras naturales y sintéticas, etc. 5. En medio ambiente: Ayuda en el tratamiento y control de sustancias contaminantes que afectan a nuestro ecosistema (agua, suelo y aire), y en la asistencia de desastres ecológicos tales como derrames de petróleo, caída de lluvia ácida, incendios forestales, etc. 6.

En arqueología: Determinar antigüedad de restos fósiles.

7.

En mineralogía: Técnicas de extracción y purificación de metales. 8. En astronomía: Combustibles químicos para los cohetes, ropa y alimentos concentrados para los astronautas

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4. La química se divide en cinco grandes áreas que son:

Bioquímica, Fisicoquímica, Química analítica, Química inorgánica. Química orgánica 5. Investigue y defina los siguientes términos y ponga ejemplos de

cada uno. - Materia: Es cualquier cosa que ocupe espacio y posea masa. Es todo lo que nos rodea, que se pueda ver y tocar También es materia lo que aun no podemos ver ni tocar (como el aire). De manera que todo el universo es material. Ejemplo: la tierra, el agua, los árboles. - Masa: Masa es la cantidad de materia que posee un cuerpo. Ejemplo : El Sol, Saturno, La Tierra, La Luna -Peso: El peso es la cantidad de elementos que son procedentes de la tierra , es decir, está determinado por la gravedad o incluso desaparece si ésta se anula.

- Volumen: El espacio ocupado por un cuerpo. La unidad de volumen, en el SI, es el metro cubico (m³). Sin embargo, los químicos trabajan con volúmenes más pequeño, como decímetro cúbico (dm³), equivalente a un litro (1L) y el centímetro cubico (cm³) igual un mililitro (1mL)

- Densidad: La densidad (d) de una sustancia se define como la relación de masa y el volumen. Se considera una propiedad intensiva, porque no depende de la cantidad de masa presente en la muestra, puede variar con alta temperatura. Ejemplos: un objeto de plomo es más denso que otro de corcho, con independencia del tamaño y masa

- Elementos: Es una sustancia que no se puede separar en otra más simple por medio químico. Actualmente se conocen ciento diecisiete (117) elementos; la

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mayoría se encuentra en la tierra y otro son sintetizados en los laboratorios. Estos aparecen en la tabla periódica de los elementos. Ejemplos: plata, azufre, oxígeno, etc.

- Compuestos: Son sustancias puras, formadas por los átomos de dos o más elementos, unidos químicamente en proporciones definidas y solo se pueden descomponer por medios químicos. Ejemplos: el agua (H2O), está formada por dos hidrógenos (H) y un oxigeno (O); el cloruro de sodio (NaCl), un sodio (Na) y un cloro (Cl).

- Mezcla: Son sustancias puras, formadas por los átomos de dos o más elementos, unidos químicamente en proporciones definidas y solo se pueden descomponer por medios químicos. Ejemplos: el agua (H2O), está formada por dos hidrógenos (H) y un oxigeno (O); el cloruro de sodio (NaCl), un sodio (Na) y un cloro (Cl). Ejemplos: Aire (mezcla de nitrógeno, oxígeno, dióxido de carbono...), Leche (mezcla de agua, carbohidratos, proteínas...), Bebida alcohólica (mezcla de agua y alcohol etílico)

- Combinación: Una reacción de síntesis o reacción de combinación es un proceso elemental en el que dos o más sustancias químicas reaccionan para generar un solo producto. Elementos o compuestos sencillos que se unen para formar un compuesto más complejo. Ejemplos: Combinación de óxidos con agua para formar hidróxidos: Na2O + H2O → 2Na(OH)

6. Establezca la diferencia entre:

- Masa y PesoLa masa es la cantidad de materia que contiene un cuerpo y el peso es la acción que ejerce la fuerza de gravedad sobre el cuerpo.

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- Elemento y Compuesto Un elemento es un material compuesto de un simple tipo de átomo, un compuesto es una sustancia formada por dos o más elementos que se combinan químicamente y una mezcla es la combinación de sustancias, iguales o no, que pueden ser separadas por métodos físicos.

- Mezcla y Combinación las mezclas: en las que las sustancias que intervienen se pueden diferenciar a simple vista. Ejemplo: el agua con el aceite, es un ejemplo muy claro de mezcla. las combinaciones: Las sustancias que intervienen pierden sus propiedades. - Mezcla Homogénea y Mezcla Heterogénea una mezcla homogénea es aquella en la que sus componentes están mezclados de forma tal que es imposible diferenciarlos a simple vista, estando distribuidos de manera uniforme. Por el contrario, los elementos de una mezcla heterogénea son distinguibles a simple vista y su distribución no es uniforme - Propiedad física y propiedad química de la materia Propiedades físicas y químicas de la materia. Las propiedades físicas de la materia son aquellas características que se pueden medir sin que por ello se altere la estructura atómica, mientras que las propiedades químicas de la materia son aquellas características que resultan en un cambio en la estructura atómica.

- Cambios endotérmicos y exotérmicos Una reacción endotérmica requiere energía mientras que una reacción exotérmica libera energía. Por lo general, esta formación o ruptura de enlaces químicos viene acompañada con cambios en la energía del sistema

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7. Las unidades más usadas son:

y

.

8. Las unidades de densidad en el sistema internacional son kilogramo sobre metro cúbico(kg/m³). En esta asignatura la más usada es: g/cm³, o g/ml, para sustancias sólidas y liquidas; para los gases, g/L.

9. Los cambios de estado de la materia son: Solido, Liquido y Gaseoso. 10. Diga cuando se requiere aumento de temperatura o disminución

de temperatura. De ejemplos. 11. Defina que es energía calorífica (calor). Es la manifestación de la energía en forma de calor.

12. ¿Cuáles son las unidades de calor que usaremos en esta asignatura?

Kilo joule, Joule, Kilocaloría y caloría. 13. Defina que es una caloría y una kilocaloría.

Caloría es una unidad que no pertenece al Sistema Internacional de Unidades. Su función es expresar la energía térmica, señalando la cantidad de calor que se necesita, con presión normal, para incrementar la temperatura de 1 gramo de H2O en 1ºC (de 14,5 a 15,5°C) Una kilocaloría es una unidad de energía térmica donde 1 kilocaloría equivale a 4,1868 kilojulio (KJ), y, asimismo, a 1000 calorías (cal). 14. ¿Qué es calor especifico y cuáles son sus unidades?

una propiedad de la materia, el cual se define como la cantidad de calorías que se necesitan para elevar la temperatura de l.00 gr de una sustancia a 1.0ºC.

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Dado que en el Sistema Internacional de mediciones la unidad para el calor son los joules (J), el calor específico se expresa en este sistema en joules por kilogramo y por kelvin (J.Kg-1.K-1). 15. ¿Qué es temperatura? mide la intensidad de calor (Q) o nivel térmico de un cuerpo, caliente o frio. Si la temperatura es alta, se siente caliente. 16. Las escalas de temperatura son: _ Escala Celsius, Escala Fahrenheit y Escala Kelvin. 17. Considerando el agua como patrón, ¿Cuáles son los puntos fijos en

la escala Celsius y en la escala Fahrenheit? En la escala Celsius, el punto de congelación del agua equivale a 0 °C, y su punto de ebullición a 100 °C. La escala Fahrenheit se emplea en los países anglosajones para medidas no científicas y en ella el punto de congelación del agua se define como 32 °F y su punto de ebullición como 212 °F 18. La ecuación para calcular el calor es Q = m x Ce x T.

Q = calor m = masa Ce = calor especifico T = Variación de temperatura De la ecuación anterior despeje: masa, calor específico y variación de temperatura. Q = m×Ce×ΔT despejar masa m m= Q Ce× ΔT despejar calor especifico Ce Ce =

Q m × ΔT

despejar variación de temperatura ΔT ΔT =

Q

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m × Ce ΔT = Tf - Ti Tf = ΔT + Ti -Ti = ΔT - Tf ( -1) (se multiplica × -1 para eliminar el signo - de Ti) Ti = Tf - ΔT

Cuestionario de Evaluación del Tema I Seleccione, complete o responda según el caso: 1. La química es considerada como una ciencia central porque: a) porque casi todos los fenómenos que ocurren en el mundo se manifiestan por un

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cambio químico, b) porque está en el centro del círculo, c) aporta información a la contabilidad. 2. Como rama de aplicaciones de la química se pueden mencionar: Ingeniería Civil, Ingeniería Electrónica y Eléctrica, Salud y medicina, Energía y ambiente, etc. 3. Rama de la química que se encarga de decir que y cuanto tiene una sustancia: a) orgánica b) analítica c) biológica. 4.

Son propiedades de la materia: Química. Física, Intensiva y Extensiva 5. La maduración de un fruto es una propiedad: a) química de la materia, b) física, c) intensiva. 6. La densidad

es

la

relación: a) volumen/masa,

masa/volumen,

b)

c) átomo/molécula. 7. Es una propiedad intensiva: a) la densidad, b) cuando enciende un fósforo, c) el volumen. 8. El cambio que se produce en la destilación del agua es: a) químico, b) físico c) ninguno de los dos cambios se producen. 9. El espacio que ocupa un cuerpo en tres dimensiones se llama: a) masa b) volumen c) temperatura. 10. Las unidades de densidad son: a) g/ml b) ml/g c) kg/m

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