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DOCENTE |
Edwin Gutiérrez B |
CORREO |
edwingutierreziedmagdalena@gmail.com |
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ASIGANTURA |
GRADO |
TEMA |
Fecha |
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Ciencias Naturales |
10°-JT |
Cálculo de moles y gramos de un compuesto. |
Del 28-09-2020 al 04-10-2020 |
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Objetivo de aprendizaje: -Aplicar la ley de conservación de la materia para calcular cantidades de productos y reactivos en reacciones químicas unidireccionales. |
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Evidencia de aprendizaje:
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DESCRIPCIÓN DE LA GUÍA
Esta guía didáctica es una herramienta diseñada para facilitarte el aprendizaje de nuevos contenidos y el desarrollo o fortalecimiento de tus competencias, de una manera flexible, en cuanto al manejo del tiempo y dinámica de la clase. Esperamos que sea de mucho provecho para el logro de nuestros propósitos formativos.
Pensando en facilitarte las actividades de aprendizaje y la evaluación de tus avances, hemos elaborado este documento conformado por tres componentes o apartados a saber:
- Orientaciones generales. Apartado en la cual se te brindan indicaciones precisas para el desarrollo exitoso de toda la actividad y los aspectos que se tendrán en cuanta para la evaluación de tus avances.
- Contenido de la clase. Tema por desarrollar, en el cual se presenta la información básica que te facilitará la construcción de nuevos conceptos y su correlación con otros preexistentes en tu mente.
- Taller evaluativo. Pon a prueba tus competencias - es la actividad en la que se basará el docente para evaluar algunos avances en los aprendizajes. Deberás resolver la tarea propuesta y enviarla a la dirección de correo electrónico indicada, en el plazo estipulado.
¿Cómo desarrollarás esta guía de actividades?
- Lee detalladamente el contenido de la clase. Anotando en tu cuaderno las ideas centrales del tema, los conceptos; interpretando cuidadosamente las definiciones o significados de nuevos conceptos y resuelve los ejercicios propuestos orientados a facilitar la compresión del tema “Pon a prueba tus competencias”. Si tienes dudas pide ayuda a un adulto responsable.
- Estudia con interés los recursos digitales. Videos y consultas recomendadas en la sección “Para saber más sobre el tema”.
- Resuelve la Actividad. Una vez cumplidos los puntos anteriores podrás resolver los interrogantes planteados a cada una de las lecturas que encontraras en el desarrollo de la clase.
¿Cómo se evaluará la actividad?
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Enviar la actividad resuelta al correo: edwingutierreziedmagdalena@gmail.com Fecha límite de envío: 04 de octubre de 2020 El proceso para determinar si el estudiante adquirió los conocimientos está direccionado mediante los siguientes parámetros: Participa activamente durante el desarrollo de la actividad. Calcula la masa y el número de moles de reactivos y productos antes y después de una reacción química unidireccional. |
Clase tomada del siguiente enlace de aulas sin fronteras de Colombia aprende:
CÁLCULO DE MOLES Y GRAMOS DE UN COMPUESTO.
Introducción
En todos esos procesos se cumple la ley de la conservación de la materia o ley de Lomonósov-Lavoisier que es una de las leyes fundamentales en todas las ciencias naturales y se puede enunciar como: En una reacción química ordinaria la masa permanece constante, es decir, la masa consumida de los reactivos es igual a la masa obtenida de los productos. Figura 1
Esta ley es el punto de partida de la estequiometria, ciencia que estudia las relaciones cuantitativas que existen entre las sustancias que intervienen en las reacciones químicas.
Con este material del estudiante podrás afianzar los conocimientos adquiridos con las actividades propuestas para abordar estos temas.
Para el cálculo de moles y gramos de un compuesto se toman como referencia los valores suministrados en la tabla periódica para la masa atómica de cada elemento, luego este peso se multiplica por los coeficientes y subíndices presentes en cada molécula.
Ejemplo:
Ejercicios en tu cuaderno:
Determina el peso molecular para los elementos y compuestos de la siguiente tabla.
En la siguiente ecuación química determina el peso total de los reactivos y de los productos.
C2H5OH + 3O2 = 2CO2 + 3H2O
Considerando los resultados de la actividad anterior, responde los siguientes interrogantes, además, que explica de manera escrita la estrategia que se siguió para darle solución a la situación en cuestión:
- ¿Para producir 8 moles de CO2, cuántas moles de C2H5OH y O2 se requieren?
- ¿10 moles de etanol (CH3OH) con cuántas moles de oxígeno (O2) reaccionan?
- ¿128 gramos de etanol (CH3OH) con cuántos gramos de oxígeno reaccionan?
- ¿Cuántos gramos de oxígeno y etanol se requieren para producir 264g de CO2?
Solución punto 1:
1. ¿Para producir 8 moles de CO2, cuántas moles de C2H5OH y O2 se requieren?
Paso 1. Determinar que la reacción se encuentre balanceada
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Reactivos |
Total |
Productos |
Total |
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C |
2 |
C |
2 |
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H |
6 |
H |
6 |
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O |
7 |
O |
7 |
Como podemos observar la ecuación se encuentra balanceada.
Paso 2: Determinamos las relaciones estequiométricas
1 + 3 = 2 + 3
A estos números se les conocen como factores estequiométricos y se encuentran al inicio de cada sustancia que conforman la reacción química y se lee:
1 mol de C2H5OH reacciona con 3 moles O2 para producir 2 moles de CO2 y 3 moles de H2O
Paso 3: encontramos los moles requeridos para producir los 8 moles de CO2
- Sabemos que 1 mol de C2H5OH produce 2 moles de CO2; la relación es de 1 a 2 entonces
Lo podemos hacer por lógica o aplicando cálculos matemáticos:
- Si aplicamos lógica a la anterior relación podemos decir si 1 produce 2 entonces 4 produce 8, se necesitan 4 moles de C2H5OH produce 8 moles de CO2.
- Si aplicamos cálculos matemáticos podemos hacer la siguiente relación:
1 produce 2
X produce 8, entonces:
X= 8 x 1 / 2 = 4
La repuesta serían 4 moles de C2H5OH
- Sabemos que 3 moles O2 producen 2 moles de CO2 también se puede resolver por lógica o aplicando fórmulas matemáticas
- Si aplicamos lógica a la relación estequiométrica entre el O2 y el CO2 podemos decir si 3 moles producen 2 moles entonces 12 moles produce 8.
- Si aplicamos cálculos matemáticos podemos hacer la siguiente relación:
3 moles producen 2 moles
X moles producen 8 moles, entonces:
X= 8 x 3 / 2 = 12
La repuesta serían 12 moles de CO2
- El punto 2, se resuelve aplicando el anterior procedimiento.
Solución punto 3:
No sabemos que cantidad de oxígeno reacciona con 128 g de etanol.
Paso 1. Como el ejercicio esta planteado en gramos, lo primero que debemos hacer es calcular la masa molar de las dos sustancias (etanol y oxígeno) con ayuda de la tabla periódica:
- Etanol C2H5OH
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Elemento |
Peso molar/ atómico |
Número de átomos |
Peso total |
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C |
12g/mol |
x2 |
24 g/mol |
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H |
1g/mol |
x6 |
6 g/mol |
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O |
16g/mol |
x1 |
16 g/mol |
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Peso molecular |
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46 g/mol de C2H5OH |
- Oxígeno O2
O2 = 16 g/mol x 2 = 32 g/mol de O2
- Paso 2: hacemos las relaciones cuantitativas a partir del dato que nos suministra el ejercicio 128 g de C2H5OH
- Encontramos los moles de etanol
128 g de C2H5OH x 1mol de C2H5OH/ 46 g de C2H5OH= 2,78 moles de C2H5OH
- Calculamos los moles de O2. para encontrar este valor debemos saber la relación estequiométrica entre el etanol y el oxígeno; recuerden que esa información la obtenemos de la reacción química. Para este caso 1 mol de C2H5OH reacciona con 3 moles de O2, aplicando esta relación de la siguiente forma obtenemos el valor deseado.
2,78 moles de C2H5OH x 3 moles de O2 / 1mol de C2H5OH= 8,34 moles de O2
- Calculamos los gramos de O2 recordando que el peso molecular es 32 g/mol de O2
8,34 moles de O2 x 32 g de O2 / 1mol de O2 =266,88 g de O2
Para que reacciones 128 g de C2H5OH se necesitan 266,88 g de O2
Solución punto 4:
¿Cuántos gramos de oxígeno y etanol se requieren para producir 264g de CO2?
Paso 1. Calculamos el peso molecular
- Etanol C2H5OH recordemos que lo calculamos en el punto anterior y es igual a 46 g/mol de C2H5OH
- Oxígeno O2 = 32 g/mol de O2 también lo calculamos en el punto anterior.
- Dióxido de Carbono CO2
C= 12 g/mol x 1 = 12 g/mol
O2=16 g/mol x 2 = 32 g/mol
Peso molecular = 44 g/mol
Paso 2. Calculamos los g de O2 requeridos. Primero hallamos los moles de CO2, y después los g de O2 a partir de la relación estequiométrica.
- Moles de CO2
264 g de CO2 x 1mol de CO2 / 44g de CO2 = 6 moles de CO2
- g de O2; primero hallamos los moles y después los gramos (la relación estequiométrica es de 3moles de O2 producen 2 moles de CO2)
6 moles de CO2 x 3moles de O2 / 2 moles de CO2 = 9 moles de O2
9 moles de O2 x 32 g de O2 /1 mol de O2 = 288 g de O2
Para producir 264 g de CO2 se requieren 288 g de O2
- Para hallar los gramos de etanol se realiza el mismo procedimiento del punto anterior
6 moles de CO2 x1mol de C2H5OH/ 2moles de CO2 = 3 moles de C2H5OH
3 moles de C2H5OH x 46 g de C2H5OH / 1 mol de C2H5OH = 138 g de C2H5OH
Para producir 264 g de CO2 se requieren 138 g de C2H5OH
Otro ejemplo de resolución de cálculos estequiométricos gramo a gramo:
¿Qué cantidad de oxígeno es necesaria para reaccionar con 100 gramos de carbono produciendo
dióxido de carbono?
Masa atómica del oxígeno = 15,9994 g/mol
Masa atómica del carbono = 12,0107 g/mol
La reacción es:
Para formar una molécula de dióxido de carbono, hacen falta un átomo de carbono y dos de oxígeno, o lo que es lo mismo, un mol de carbono y dos moles de oxígeno.
Despejando x:
Realizadas las operaciones:
x = 266,41 gramos de oxígeno
Se requieren 266,41 g de O2 para reaccionar con 100 g de C
Actividad
Con base en la clase 11, las estudiantes dando clic el siguiente enlace resuelven el cuestionario. Una vez iniciado el desarrollo de la actividad no podrá salir del formulario. Antes de iniciar el desarrollo de la actividad puede tomar apuntes de los conceptos y ejercicios que le faciliten la compresión de los temas. Una vez finalizado el cuestionario dar clic en enviar.