Quimica (página 2)

5. Hidróxidos metálicos.

Sumario:
Fórmulas y nomenclatura.
Propiedades y aplicaciones.
Cálculos en disoluciones.

40. Fórmula	Nombre	aplicación
    NaOH
    Al(OH)3
    Ba(OH)2
    KOH
    Zn(OH)2

41. Nombra las siguientes fórmulas químicas
    e indaga por los usos y cuidados en su
    manipulación:
42. La solución acuosa de hidróxido de
    sodio (sosa cáustica) se emplea para la
    fabricación de jabones. Para tal fin se emplea una
    disolución de concentración másica 250
    g.L-1

1. ¿Qué masa del hidróxido se
   necesitan para preparar 5 L de la disolución
   requerida?

b) Con un litro de esta disolución se obtienen 20
jabones de lavar, ¿cuántos kilogramos de sosa
cáustica se necesitan para obtener 100 jabones.

40. Las disoluciones de los álcalis reaccionan con
    las proteínas constituyentes de los tejidos
    vivos.

1. ¿Qué precauciones debes tomar al
   preparar una disolución de sosa
   cáustica?

2. ¿Conoces de algún accidente en que
   hayan participado niños
   al ingerir o manipular sosa cáustica? Indaga con tus
   compañeros, familiares y el médico de la familia,
   y arriba a tus propias conclusiones sobre las causas del
   accidente.

40. Los usos del hidróxido de sodio en la industria
    aparecen representados en la figura, indicando la
    proporción en que éste es consumido:

41. Responde:
    a) La principal aplicación.
    b) La posición que ocupa la producción de papel.

42. En las plantas
    electroquímicas, se obtiene sodio (en realidad sodio
    amalgamado) que sirve para la producción de sosa cáustica
    según la ecuación:

2 Na(s) + 2 H2O(l) = 2 NaOH(ac) +
H2(g) D
H < 0

1. Señala el agente oxidante y el agente
   reductor.
2. ¿Qué nos indica el
   símbolo D
   H < 0?

2. Localiza en un mapa la ubicación de plantas
   electroquímicas en tu país. ¿Será
   un factor a considerar en la ubicación de una planta
   electroquímica la cercanía a una
   salina?

40. Selecciona cuál o cuáles de las bases
    siguientes podrían ser usadas como lechadas para
    pinturas de poca duración. Argumenta tu selección.

41. a) hidróxido de calcio; b) hidróxido
    de potasio; c) hidróxido de bario

    a) carbón b) magnesio c) azufre

42. ¿Cuál de las sustancias simples
    siguientes arde en aire para
    formar un óxido que al agitarlo en agua da una
    solución que torna azul el papel
    indicador?
43. Representa las ecuaciones
    iónicas para:

1. La formación de un precipitado azul cuando una
   solución de KOH es añadida a una solución
   que contiene iones Cu2+.

b) La formación de un precipitado negro cuando
una solución que contiene iones sulfuro es añadida
a una solución que contiene iones
Pb2+.

40. ¿Cuál de los óxidos siguientes
    reacciona con solución de hidróxido de sodio para
    dar una sal?

41. a) óxido de calcio b) óxido de
    magnesio c) óxido de zinc

42. Al añadir una disolución acuosa de NaOH
    a cada una de tres disoluciones salinas de Cu2+,
    Fe3+, Zn2+ se puede observar lo
    siguiente:

De la solución acuosa que contiene
Cu2+ precipita un sólido azul; en la que
contiene Fe3+ aparece un precipitado pardo; y la que
contiene Zn2+ primero manifiesta la
precipitación de un sólido blanco y con la
adición de un exceso de la solución de NaOH este
precipitado se disuelve.

1. Representa las ecuaciones
   químicas que explican lo observado en cada
   caso.

40. El hidróxido de aluminio
    suele emplearse para la elaboración de agentes
    neutralizantes de la acidez estomacal.

1. Representa la ecuación química de
   obtención de este hidróxido a partir de cloruro
   de aluminio e
   hidróxido de potasio.

b) ¿Cuántos moles de KOH se necesitan para
obtener un mole de Al(OH)3?
c)
¿A qué masa de hidróxido de aluminio
corresponde esta cantidad de sustancia?

6. Los hidróxidos no
metálicos. Los hidrácidos.

Sumario:
Fórmulas y nomenclatura.
La agrupación estructural O-H.
Propiedades y aplicaciones.
La reacción de neutralización.
La ionización en solución.

40. Tanto en los hidróxidos metálicos como
    en los no metálicos esta presente la agrupación
    estructural O-H.

1. ¿Qué tipo de enlace se establece entre
   el sodio y el oxígeno en el NaOH?

b) ¿Qué tipo de enlace se establece entre
el Cl y el O en el HClO?

40. De acuerdo con las propiedades físicas
    tabuladas para las sustancias:

1. ¿En qué estado de
   agregación se presenta el ácido nítrico y
   el nitrato de potasio a temperatura
   ambiente?

2. ¿Cuál es la diferencia en oC
   entre las Tf de ambas sustancias? Argumenta las causas de tan
   elevada diferencia.

3. ¿Qué infieres del hecho de que la sal
   se descompone sin llegar a ebullir?

d) ¿Cómo explicar que ambas sustancias
sean muy solubles en agua?

40. La ionización que experimentan ciertas
    sustancias en agua es responsable de numerosas propiedades de
    sus disoluciones acuosas:

1. Representa los iones presentes en las disoluciones
   acuosas de: sulfato de potasio; hidróxido de potasio; y
   ácido sulfúrico.

2. Describe como harías para, experimentalmente,
   diferenciar estas tres disoluciones.
3. Indica una aplicación que conoces para cada
   una de estas sustancias.

40. Numerosos productos
    químicos se conocen por nombres comunes

a) Utiliza la nomenclatura oficial para nombrar el
producto
conocido por:

• Sosa cáustica
• Ácido de acumulador
• Agua regia

2. Representa la ecuación química que viene a
   explicar el burbujeo observado cuando el salfumán cae
   sobre la loza del piso.

3. ¿Por qué el ácido de acumulador
   en contacto con la piel provoca
   quemaduras?
4. ¿Cómo debes preparar una
   solución de ácido sulfúrico:
   añadiendo el ácido sobre el agua o a
   la inversa? Argumenta tu respuesta.
5. Averigua la aplicación del agua regia en
   joyería.

40. Explica cada una de las observaciones siguientes y
    escribe las ecuaciones correspondientes a las reacciones
    descritas:

1. Cuando pedacitos de carbonato de calcio se
   añaden a una solución diluida de HCl una
   corriente continua de burbujas es observada.
2. Cuando a los pedacitos de carbonato de calcio se le
   añade una solución diluida de ácido
   sulfúrico solo se aprecia unas pocas burbujas de
   gas
   liberado.

40. Averigua dónde se produce ácido
    sulfúrico en el país. Localiza la
    ubicación de la Planta en un mapa dibujado por ti.
    ¿Es un puerto? ¿Que facilidades brinda que sea un
    puerto?
41. El ácido nítrico, entre otros usos, se
    ha empleado en la fabricación de explosivos.
    Expón tus criterios sobre la utilidad
    práctica de los explosivos y el uso irracional que se
    les han dado.
42. La reacción de neutralización es
    importante en numerosos procesos
    industriales y biológicos.

1. Escribe la fórmula del ion que es producido en
   solución acuosa por:

• Un ácido
• Un álcali.

2. Escribe la ecuación iónica para la
   reacción entre un ácido y un
   álcali.

3. Nombra una sal soluble que puede ser preparada por la
   acción de un ácido y un
   álcali.

d) Nombra otra sal soluble que puede prepararse por la
acción de un ácido sobre un carbonato.

69. ¿Cuál de los siguientes compuestos es
    uno de los responsables de las llamadas lluvias
    ácidas?

• óxido de aluminio
• trióxido de azufre
• óxido de zinc.

Argumenta tu selección.

69. El bromuro de calcio se prepara añadiendo
    carbonato de calcio en exceso sobre una solución de
    ácido bromhídrico, según la
    ecuación:

HBr(ac) + CaCO3(s) = CaBr2(ac) +
CO2(g) + H2O(l)

1. ¿Qué observaciones podrías hacer
   cuando se efectúa la reacción?

2. De acuerdo con la ecuación, ¿qué
   masa del bromuro de calcio se obtiene al reaccionar 2 mol de
   HBr con 1 mol del carbonato de calcio?

3. Este bromuro se emplea por su acción sedante
   en el tratamiento de trastornos nerviosos. Si la dosis que se
   administra es de 0,3 g y se parte de una solución de
   concentración másica de 15 g.L-1,
   ¿qué volumen se debe
   utilizar?

69. En un estante de laboratorio
    la etiqueta de dos frascos se dañaron y ahora solo se
    puede leer …SO4. En el cuaderno de registro
    aparecen reportadas las disoluciones de
    Na2SO4 y de H2SO4.
    ¿Qué simple ensayo nos
    permite distinguir el contenido de cada frasco?
    Explica.
70. ¿Cuál de las sales siguientes no puede
    ser preparada por la reacción entre la solución
    del ácido correspondiente y un metal? Argumenta tu
    selección.

1. cloruro de calcio b) cloruro de hierro (III)
   c) cloruro de cobre
   (II)

73. ¿Cuál de las sustancias relacionadas
    podría usarse para probar la presencia de iones
    Cl- en una solución ácida?

1. carbonato de calcio
3. magnesio
3. hidróxido de sodio
4. nitrato de plata

Justifica tu selección.

73. El petróleo crudo puede llegar a presentar
    un alto contenido de impurezas de azufre. Este azufre debe
    eliminarse antes de usarse el
    petróleo en las Termoeléctricas.
    ¿Qué problemas se
    derivan de usar un petróleo con alto contenido de azufre.
    Ilustra tus argumentos con las ecuaciones químicas
    correspondientes.
74. El sulfato de hierro (II)
    se emplea en el tratamiento de anemias asociadas a la falta de
    hierro en el organismo.

1. Escribe la ecuación química que
   representa la preparación de esta sal a partir del
   ácido sulfúrico y otra sustancia que consideres
   necesaria.

2. En farmacia veterinaria se prepara un jarabe que
   contiene 20 g de esta sal en medio litro de disolución.
   ¿Cuál es la concentración másica de
   esta disolución?

c) Si la dosis diaria recomendada para cerdos es de
0,8 g ¿qué volumen de la
disolución debe ser incorporado a su alimentación?

76. Describe las observaciones que podrías hacer
    cuando el ácido sulfúrico reacciona
    con:

1. zinc metálico
2. solución de hidróxido de
   sodio
3. carbonato de cobre
   (II)
4. papel de litmus azul.

76. Establece, dando todos los detalles prácticos,
    cómo podrías obtener cristales puros de sulfato
    de cobre (II) de una muestra de
    estos cristales contaminados con carbonato de cobre
    (II).
77. Sugiere una explicación para las observaciones
    siguientes:

1. Cuando una disolución de ácido
   sulfúrico es exactamente neutralizada por una
   solución de hidróxido de sodio la mezcla
   resultante es muy buena conductora de la corriente
   eléctrica.
2. Cuando la disolución de ácido
   sulfúrico se neutraliza exactamente con solución
   de hidróxido de bario la mezcla resultante es muy pobre
   conductora de la corriente
   eléctrica.

7. La Tabla
Periódica.

Sumario:
La ley
periódica de Mendeleev y la expresión actual de
Moseley.
Grupos y
períodos. Información que aportan sobre la estructura de
los elementos.
El número de oxidación y la posición en la
tabla.

79. La historia de los grandes
    descubrimientos es una epopeya llevada a cabo por
    personalidades y comunidades científicas en una
    época dada:

a) Dmitri Mendeleev (1834-1907) es considerado el padre
de la Tabla
Periódica.

Su descubrimiento de la Ley
Periódica data de 1869. ¿Qué edad
tenía entonces el célebre científico
ruso?

2. John Dalton en 1803 había desarrollado las
   principales ideas de la teoría atómica que aún hoy
   son importantes: "cada elemento tiene su propia clase de
   átomo
   y los átomos de distintos elementos difieren en su
   masa". ¿Cuántos años transcurrieron desde
   su genial teoría y el descubrimiento de
   Mendeleev?

3. ¿Qué propiedad de
   los átomos fue utilizada por Mendeleev para ordenar los
   elementos químicos en su tabla?

4. En 1899, Thomsom descubre el electrón como
   partícula subatómica demostrando que el átomo no
   es indivisible, sino posee una estructura
   interna compleja. ¿Cuántos años pasaron
   antes que la hipotésis de Dalton fuera refutada por la
   práctica?

e) Rutherford en 1911 propone un modelo de
átomo en el cual la carga positiva y la masa se concentran
en su núcleo. Un año después, Moseley,
discípulo de Rutherford, de acuerdo con resultados
experimentales deduce que es el número atómico (la
carga nuclear) la propiedad
fundamental del átomo. En 1913, Bohr propone el modelo
atómico planetario que en sus rasgos principales llega
hasta nuestros días.
Construye un diagrama de
barras que represente la diferencia en años entre uno y
otro descubrimiento, desde Dalton hasta Thomson.
¿Qué puedes inferir de su carácter?

79. La posición del elemento químico en la
    tabla periódica ofrece una valiosa información que debes aprender a
    extraer.

1. Selecciona la respuesta correcta a la pregunta:
   ¿por qué el sodio y el cloro están en el
   mismo período de la Tabla Periódica? Argumenta tu
   selección.

• Los números atómicos del sodio y el
  cloro difieren en menos de 8.
• El sodio es un metal activo y el cloro un no
  metal.
• Los átomos de ambos elementos tienen la
  tercera capa electrónica como la más
  externa.

1. Señala una aplicación práctica
   para la sustancia elemental dicloro.

79. ¿Cuál de las afirmaciones siguientes es
    correcta acerca de los elementos cloro, bromo y
    yodo?

• Ellos están en el mismo período de la
  tabla periódica.
• Poseen un electrón en su último
  nivel.
• Presentan como número de oxidación
  superior 6+.

79. El número de oxidación que puede
    presentar un elemento, en sus distintas combinaciones, depende
    del número de electrones de la capa exterior y por tanto
    de la posición que ocupe en la Tabla
    Periódica.

1. Un elemento presenta número de
   oxidación 2-, 4+ y 6+, ¿en qué grupo de la
   Tabla Periódica podría estar ubicado?
2. Identifica en la Tabla qué elemento
   podría ser y relaciona los usos que presenta como
   sustancia simple.

79. Un esfuerzo de memoria
    sólo conviene hacerlo cuando de elementos comunes se
    trata.

1. Selecciona cuál de los elementos relacionados
   forma un óxido de fórmula
   X2O3 y XO: Aluminio; calcio;
   hierro.
2. Relaciona las aplicaciones prácticas que
   presentan los metales
   indicados.

79. Cuando el dicloro gaseoso se combina directamente con
    un sólido caliente Y, se forma un sólido blanco
    YCl3, ¿qué sustancia pudiera ser
    Y?:

80. Aluminio; carbón; potasio. Justifica tu
    selección.

81. Los óxidos de los elementos a lo largo del
    período desde el sodio al cloro en la tabla
    periódica:

• Son todos sólidos a temperatura
  ambiente.
• Se hacen más ácidos y
  menos básicos.
• Son todos compuestos iónicos.

Argumenta tu selección y, de ser posible, ilustra
mediante ecuaciones tu afirmación.

79. ¿Cuál de las afirmaciones siguientes
    son comunes para el calcio, sodio y potasio:

• Son todos metálicos
• Sus átomos todos pierden 2 electrones para
  formar sus iones
• Forman todos carbonatos solubles.

79. El número atómico del azufre es 16 y el
    del selenio es 34. ¿Cuáles de las afirmaciones
    siguientes son correctas?

• Los átomos de ambos elementos tienen seis
  electrones en su última capa.
• Ambos elementos forman iones negativos
  (S2- y Se2-).
• Los núcleos de los átomos de S tienen
  16 protones y del selenio 34 protones.
• Relaciona dos usos que presenta el octazufre e indaga
  las aplicaciones del selenio.

79. Tres elementos X, Y y Z tienen un incremento
    consecutivo del número de protones. Si la sustancia X es
    un gas
    noble:

1. ¿Cuál podría ser el
   símbolo para el ion del elemento Z?:

1. Z-; II) Z2-, III)
   Z+2.

1. Selecciona un gas noble en la tabla y de acuerdo con
   sus propiedades, sugiere sus posibles aplicaciones
   prácticas.

79. Usa la Tabla Periódica para responder a las
    preguntas siguientes sobre el elemento germanio de
    número atómico 32.

1. ¿En qué grupo
   está ubicado?
3. ¿Cuántos electrones posee en el
   último nivel?
4. ¿Cuántos protones y neutrones presenta
   su núcleo atómico.
5. ¿Podría esperarse que sea un metal o un
   no metal? Argumenta tu respuesta.
6. Escribe la fórmula para la sustancia compuesta
   por cloro y germanio. ¿Será un compuesto
   iónico o covalente? Revisa en un manual su
   temperatura de fusión.
7. Indaga sobre las aplicaciones del germanio en una
   enciclopedia de Ciencias o
   en la Enciclopedia electrónica de Encarta.

79. Las letras U, V, W, X, Y y Z representan miembros
    consecutivos de la Tabla Periódica. Los elementos pueden
    formar compuestos en los cuales sus números de
    oxidación son: U: 4+; V: 5+; W:
    6+; X: 7+; Y: cero (no forma compuestos);
    Z: 1+.

1. ¿En qué grupo de la Tabla
   Periódica podría esperarse se ubica el elemento Y
   y en cuál el elemento X?

2. ¿Cuál es la fórmula del
   óxido del elemento W, en el que el número de
   oxidación de W es 6+?

c) ¿Cuál es la fórmula del
compuesto formado entre los elementos X y Z? ¿què
enlace se establecerá entre estos átomos en este
compuesto?

79. Un elemento E forma un cloruro EClx que
    tiene un punto de fusión
    de -78 oC y un punto de ebullición de 59
    oC.

Establece, argumentando tu predicción:

• El estado
  físico de EClx a la temperatura ambiente (25
  oC)
• El tipo de enlace establecido entre los átomos
  de este cloruro
• Si el elemento E será un metal o un no
  metal.

79. La tabla muestra las
    estructuras
    electrónicas de seis elementos U a Z.

elemento estructura electrónica
U………………….. 2,1
V………………….. 2,2
W…….…………… 2,4
X…….……………. 2,8,7
Y…….……………. 2,8,8
Z…….…………….. 2,8,8,1

1. Escribe las letras que se corresponden a:

• Dos elementos en el mismo período de la tabla
  periódica
• Un gas noble.
• Un metal del grupo I.
• Un elemento que forma un ion negativo.
• Dos elementos en el mismo grupo.

1. ¿Qué tipo de enlace cabe esperar se
   establezca entre U y X?

Resumen:
La colección de ejercicios y problemas que
proponemos para el aprendizaje de
la Química en el nivel medio básico presentan como
orientaciones didácticas:

• La búsqueda activa del conocimiento.
• La independencia y la socialización en el aprendizaje.
• La contextualización del conocimiento
  químico en el entorno cercano.
• La relación interdisciplinaria de las ciencias
  naturales.
• El ejercicio sistemático de la
  reflexión valorativa.

Pone especial acento en el sistema de
símbolos y conceptos que constituyen el núcleo duro
del lenguaje de la
Química.
Por el variado nivel de complejidad de las tareas puede servir
para la preparación elite o para la ejercitación
que comprenda la asimilación de una cultura
elemental en esta disciplina.

Autor:

MSc. Rolando Delgado Castillo. Prof. Departamento de Física
Química.

Universidad de
Cienfuegos.
MSc. Víctor Sánchez Rodríguez. Prof.
Departamento de Química Biología.

Instituto Superior Pedagógico de Cienfuegos.