GUIA DE Aprendizaje Ciencias Naturales Grado ONCE PDF

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SECRETARIA DE EDUCACIÓN / MUNICIPIO DE CAPARRAPÌINSTITUCIÓN EDUCATIVA DEPARTAMENTAL SAN PEDRORESOLUCIÓN N° 004233 DE OCTUBRE 20 DE 2/CODIGO DANE 225148001563/NIT. 900291840-A. ¿Crees que existe alguna relación entre una hoja de papel y una naranja? ¿cuál?B. Observa las siguientes imágenes e identifi...

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REPUBLICA DE COLOMBIA / DEPARTAMENTO DE CUNDINAMARCA SECRETARIA DE EDUCACIÓN / MUNICIPIO DE CAPARRAPÌ

INSTITUCIÓN EDUCATIVA DEPARTAMENTAL SAN PEDRO RESOLUCIÓN N° 004233 DE OCTUBRE 20 DE 2.003/CODIGO DANE 225148001563/NIT. 900291840-2

Yeison camcho

fabian

Camacho

A. ¿Crees que existe alguna relación entre una hoja de papel y una naranja? ¿cuál?

B. Observa las siguientes imágenes e identifica cuales provienen de un ser vivo y explica el porqué de tu respuesta

RT: EL GAS YA QUE ESTE PROBIENE DE LOS RESTOS DE SERES VIVOS Y DMAS ORGSANIDMOS LOS CUALES PRODUCEN EL GAS PARA SU EXTRACION

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C. Esta actividad te ayudara a incrementar tu atención y la capacidad de concentración. Además, previene el deterioro cognitivo. Lee el siguiente problema y encuentra la solución Para un experimento, dos científicos necesitan adicionar exactamente tres litros de agua. Pero, como se ve en la imagen solo tienen dos recipientes y ninguno es de tres litros. El primero es de 4 Litros, el Segundo es de 9 Litros y los otros 3 no les sirven. ¿cómo logran los científicos medir los 3 litros con estos dos recipientes?

fig. 2

El petróleo y los hidrocarburos El término hidrocarburos se usa para describir a un grupo extenso de varios cientos de sustancias químicas derivadas originalmente del petróleo crudo. En este sentido, se les llama hidrocarburos porque casi todos los componentes están formados enteramente de hidrógeno y carbono. De hecho, Los crudos de petróleo pueden tener diferentes cantidades de sustancias químicas que provocan que sus características varíen; de igual manera, los derivados de estos también varían dependiendo de estas propiedades. La mayoría de los productos que contienen hidrocarburos se incendian. Además, algunos son líquidos incoloros o de color claro que se evaporan fácilmente, mientras que otros son líquidos espesos de color oscuro o semisólidos que no se evaporan. De hecho, Muchos de estos productos tienen un olor característico a gasolina, kerosén o aceite. Debemos tener en cuenta que en la sociedad moderna se usa una gran variedad de productos derivados del petróleo (por ejemplo, gasolina, kerosén, aceite combustible, aceite mineral y asfalto) para el desarrollo de nuestras vidas. De aquí que, la posibilidad de contaminación ambiental se ha incrementado de manera exponencial debido a la gran demanda que hay actualmente por estos subproductos del petróleo.

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fig. 3

los alcanos son hidrocarburos simples que tienen sólo átomos de carbono e hidrógeno y contienen enlaces sencillos de carbono-carbono e hibridación sp3. Estos hidrocarburos tienen como fórmula general CnH2n+2. Así, entonces, si el alcano tiene 5 carbonos, su fórmula molecular seria C5H12, donde n es el número de carbonos de la molécula. En estado puro, los alcanos son incoloros, presentan una densidad menor que la del agua y debido a su naturaleza apolar, son insolubles en agua, pero solubles en solventes orgánicos como el tetracloruro de carbono o el benceno. En cuanto al estado de agregación, a temperatura ambiente, los cuatro primeros alcanos (metano, etano, propano y butano), son gases; del pentano al heptadecano son líquidos, mientras que cadenas mayores se encuentran como sólidos. En general, a medida que aumenta el número de carbonos presentes (es decir, el peso molecular), se observa un aumento gradual en el valor de constantes físicas como los puntos de fusión y de ebullición y la densidad. Sin embargo, la presencia de ramificaciones en la cadena se relaciona con un descenso de las mismas. Por ejemplo, el pentano hierve a 36,5 °C, el isopentano (2-metilbutano) con una ramificación, hierve a 27,85 °C, mientras que el neopentano (2,2-dimetilpropano) con dos ramificaciones, hierve a 9,5 °C.

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fig. 4 Nomenclatura de alcanos A finales del siglo XIX y principios del XX los componentes orgánicos se nombraban conforme sus descubridores los designaban, tal es el caso de la morfina nombrada así en honor al dios del sueño Morfeo. Sin embargo, para evitar confusiones se creó la Unión Internacional de Química Pura y Aplicada conocida por sus siglas en inglés como IUPAC, que es el organismo encargado en asignar de forma sistemática los nombres a los compuestos químicos. Los alcanos se nombran conforme a la IUPAC, con un prefijo numeral (met, et, but, prop, pent, etc.), seguido del sufijo “ano” que los categoriza como alcanos. En la siguiente tabla se encuentran algunos prefijos que se usan para determinar el nombre de los hidrocarburos, un ejemplo es el hexano, que nos indica que es un alcano con 6 carbonos.

fig. 5 Tipos de estructuras. Alcanos Lineales. Son moléculas de cadena abierta con enlaces sencillo tipo σ (sigma). Los alcanos más comunes se pueden representar mediante su estructura molecular, estructural y semiestructural, la siguiente tabla muestra algunos alcanos y sus diversas fórmulas: fig. 6

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Fórmula estructural

Fórmula semi estructural

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Los alcanos también se pueden representar por medio de líneas de la siguiente manera:

Cada punto (esquina o vértice de la figura representa un átomo de carbono) Algunos alcanos tienen la misma fórmula molecular, pero diferente estructura, veamos este caso:

Tiene la misma fórmula molecular del butano (C 4H10) pero su nombre es isobutano Este compuesto es conocido como neopentano:

Antes de enunciar las reglas para nombrar los alcanos, es importante revisar que son los radicales o ramificaciones ¿Qué es un radical?: Un radical alquilo es una entidad molecular inestable derivada de un alcano que ha perdido un átomo de hidrógeno y ha quedado con un electrón desapareado o impar. Empecemos por lo más sencillo: Observa la estructura del metano:

Por acción de una alta temperatura o la radiación uv, se rompe un enlace entre el carbono y un hidrógeno quedando un radical:

o también CH3Para nombrar los radicales, se cambia el sufijo por (il) y conserva su misma raíz de acuerdo a el número de átomos de carbono que posee el radical, esto quiere decir que el radical que se forma del metano ahora se llama metil. En la siguiente imagen se muestran los diferentes radicales alquilo:

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Neopentil

Las reglas de nomenclatura para compuestos orgánicos e inorgánicos son establecidas por la Unión Internacional de Química pura y aplicada, IUPAC (de sus siglas en inglés). A continuación, se señalan las reglas para la nomenclatura de alcanos. Estas reglas constituyen la base de la nomenclatura de los compuestos orgánicos. I.

La base del nombre fundamental, es la cadena continua más larga de átomos de carbono.

II.

La numeración se inicia por el extremo más cercano a una ramificación. En caso de encontrar dos ramificaciones a la misma distancia, se empieza a numerar por el extremo más cercano a la ramificación de menor orden alfabético. Si se encuentran dos ramificaciones del mismo nombre a la misma distancia de cada uno de los extremos, se busca una tercera ramificación y se numera la cadena por el extremo más cercano a ella.

III.

Si se encuentran dos o más cadenas con el mismo número de átomos de carbono, se selecciona la que deje fuera los radicales alquilo más sencillos. En los isómeros se toma los lineales como más simples. El propil es menos complejo que el isopropil. El ter-butil es el más complejo de los radicales alquilo de 4 carbonos.

IV.

Cuando en un compuesto hay dos o más ramificaciones iguales, no se repite el nombre, se le añade un prefijo numeral. Los prefijos numerales son: número 2

Prefijo Bi o di

3 4 5

Tri Tetra Penta

6 7

Hexa Hepta

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V.

Se escriben las ramificaciones en orden alfabético y el nombre del alcano que corresponda a la cadena principal, como una sola palabra junto con el último radical.

VI.

Por convención, los números y las palabras se separan mediante un guion, y los números entre sí, se separan por comas.

Veamos algunos ejemplos:

a. Nombrar el siguiente alcano ramificado (se presenta con su fórmula semiestructural y lineal.)

Se busca la cadena continua más larga y se enumera partiendo del extremo en donde se encuentren los radicales más cerca, en este caso se puede enumerar por cualquier lado porque los radicales se encuentran a la misma distancia.

Se identifican los radicales que en este caso es metil (CH3), como hay 2, entonces se antepone el prefijo di. Recuerda que hay que indicar el número del átomo al que está unido el radical. Por último, se nombra el alcano principal que en este caso es el pentano. 2,4-dimetilpentano b. Nombrar el siguiente compuesto

Buscamos la cadena de carbonos continua más larga y numeramos por el extremo más cercano a un radical, e identificamos los que están presentes.

La cadena continua más larga tiene 7 carbonos y se empezó la numeración por el extremo derecho porque es el más cercano a un radical. Identificamos los radicales y el número del carbono al que están unidos, los acomodamos en orden alfabético y unido el último radical al nombre de la cadena.

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4-etil-2-metilheptano Ahora se realizará un ejemplo en donde a partir del nombre se construye la estructura del alcano: Ejemplo: dibujar la estructura de 5-TER-BUTIL-5-ETILDECANO Se inicia leyendo el nombre de atrás hacia adelante, entonces el decano es una cadena de 10 carbonos:

Los dos radicales de la estructura están en el mismo carbono por lo tanto se coloca uno arriba y el otro abajo del carbono # 5, indistintamente.

Por último, se completa con hidrógenos:

Ejemplo: Dibujar la estructura de: 5-ISOBUTIL-4-ISOPROPIL-6-PROPILDECANO Decano es una cadena de 10 carbonos que numeramos de izquierda derecha. Cabe aclarar que también se puede de derecha a izquierda.

Colocamos los radicales cuidando de acomodarlos en forma correcta.

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Contamos los enlaces para poner los hidrógenos necesarios para completar 4 enlaces a cada carbono.

Los alcanos, también llamados parafinas, se caracterizan por ser poco reactivos, por lo que se dice que tienen una gran inercia química. Esto se debe a que el enlace entre carbonos y entre carbonos e hidrógenos es muy fuerte y difícil de romper, por lo que las reacciones suelen ser lentas y frecuentemente deben llevarse a cabo a temperaturas y presiones elevadas y en presencia de catalizadores. No obstante, los alcanos reaccionan con el oxígeno, el cloro y los compuestos nitrogenados. Veamos.

•

Combustión: los alcanos reaccionan con el oxígeno durante el proceso conocido como combustión, en el cual se forma CO2 agua y se libera gran cantidad de energía en forma de calor y luz Si la cantidad de oxígeno es mínima se dice que la combustión no es completa. Dependiendo de qué tan escaso sea entonces el oxígeno, los productos finales serán carbono, agua y energía o monóxido de carbono, agua y energía:

•

Halogenación: Los alcanos reaccionan con los halógenos, principalmente cloro y bromo; la reacción es fotoquímica, es decir necesita presencia de luz, pudiendo realizarse también en la oscuridad a altas temperaturas (de 250°C o mayor) La Halogenación es una reacción de sustitución, logrando sustituirse en la molécula del alcano, átomos de hidrógeno por átomos de halógeno.

Formula general:

significa luz o energía.

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Ejemplo 1: Bromación del etano. (recordemos que el Bromo es un halógeno debido a que se encuentra en el grupo VII de la tabla periódica.)

Mecanismo de la reacción: Un mecanismo de reacción es la interpretación teórica de los pasos seguidos en la interacción de los reaccionantes para generar los productos de reacción, así en la Halogenación del etano se distinguen 3 pasos: 1. Iniciación. - Ruptura fotoquímica de la molécula de halógeno.

2. Propagación. - El radical bromo: Br sustrae un hidrógeno del etano, a su vez este radical colisiona con la otra molécula de bromo. NOTA: la letra R significa una cadena de carbonos.

3. Terminación. - Los radicales libres presentes entran en colisión y se combinan.

 Nitración Los alcanos logran nitrarse, al reaccionar con ácido nítrico concentrado, sustituyendo hidrogeno por el grupo Nitro (-NO2). Esta reacción a presión atmosférica, en fase vapor o temperaturas entre 420 a 475°C y en presencia de ácido sulfúrico.

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Ejemplo

:

1. Realice un glosario con 15 conceptos desconocidos abordados en esta guía.

2. De acuerdo con la figura 4 de la guía, responda cuales son las diferencias de un hidrocarburo de 3 carbonos con uno de 10 carbono y uno de 20 carbonos. 3. Únicamente señale y enumere la cadena más larga de las siguientes estructuras.

4. escribe la estructura que corresponda a los siguientes nombres. a. 3-etil-4-isopropil-5-metilhepetano b. 5-sec-butil-5-ter-butildecano c. 2,3-dimetlbutano d. 3-metil-4-n-propiloctano e. 4-etil-4-isobutil-7,7-dimetilnonano 5. Realizar la formula semiestructural para las siguientes formulas lineales y nombrarlos según la nomenclatura IUPAC

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a

b

c

d

6. Nombrar los siguientes alcanos ramificados:

7. Completar las siguientes reacciones de los alcanos: I.

CH3-CH3 + Cl2  _________ + ___________

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II.

CH3-CH2-CH2-CH3 + HNO3  _________ + __________

III.

CH3-CH2-CH3 + Br2  __________ + __________

8. Balanceas las siguientes reacciones de oxidación de los alcanos. I.

C2H6 + O2  CO2 + H2O

II.

C4H10 + O2  CO2 + H2O

Refuerzo: a continuación, se dejan los links de videos para reforzar los contenidos abordados en esta guía. *Nomenclatura de alcanos ramificados: https://www.youtube.com/watch?v=JwWxSFpZOZQ&t=300s *Halogenación de alcanos. https://www.youtube.com/watch?v=ZjmmcgZsG40...