GUÍA DE TRABAJO N° 3- 3P QUÍMICA GRADO 10 E y F

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GUIA DE CONTENIDOS Y ACTIVIDADES PARA EL ACOMPAÑAMIENTO AL ESTUDIO EN CASA
	I.E. RUFINO J. CUERVO CENTRO
	AREA: Química
	DOCENTE: Juan Carlos Alvarez Cortes
	FECHA: 31 de agosto 2020
	GRADO: 
 Décimo E y F
	NOMBRE Y GRADO DEL ESTUDIANTE: 
	FECHA LIMITE DE ENTREGA:
18 de septiembre de 2020
	META DE COMPRENSIÓN
	Los estudiantes desarrollarán comprensión acerca de:
· Las reacciones químicas y la vida cotidiana.
· Balanceo de ecuaciones por oxido-reducción
· Realizar cálculos estequiométricos en reacciones químicas balanceadas
	CONTENIDO
	TEMA: REACCIONES QUÍMICAS Y ESTEQUIOMETRÍA
REACCIONES QUÍMICAS
La mezcla de dos gases: oxígeno e hidrógeno es estable, salvo que se aplique calor; en ese caso se inflama y aparecen unas gotitas de agua en el recipiente. Se ha producido una transformación química o reacción química, ya que la sustancia final es completamente distinta a las sustancias iniciales.
UNA REACCIÓN QUÍMICA ES UN CAMBIO QUÍMICO EN EL QUE UNA O MÁS SUSTANCIAS SE TRANSFORMAN EN OTRA U OTRAS DIFERENTES.
Las sustancias iniciales se llaman reactivos, porque son las que reaccionan, y las sustancias finales se llaman productos, por ser las que se obtienen. Una reacción química lleva asociada una reorganización de los átomos de los reactivos para formar los productos.
En la vida cotidiana, se pueden observar muchas reacciones que a simple vista nos parecen simples, pero que a la hora de entenderlas desde el punto de vista químico vemos todo el proceso que conlleva algo tan simple en la cotidianidad. A continuación veremos algunos ejemplos de éstas reacciones:
LA CORROSIÓN DE LOS METALES 
La corrosión es la oxidación de los metales en presencia de aire y humedad. Es muy probable que en mas de una ocasión hayas visto esta reacción química, en el deterioro de maquinarias, herramientas, automóviles entre otros. Uno de los metales que se oxida fácilmente es el hierro (Fe), se nota ya que se forma una capa (óxido) de color rojizo llamado herrumbre. La reacción química presente es:
Podemos observar en la reacción, todos los factores que influyen para que se dé la oxidación. Lo que nosotros observamos en la cotidianidad es que una varilla de hierro (Fe) comienza a ponerse marrón únicamente, pero al observar la ecuación nos damos cuenta que se necesita presencia del oxígeno del aire y la humedad del mismo, lo que nos lleva a concluir que si el hierro se deja en un espacio donde no haya presencia de oxígeno y humedad, ésta no tiene porqué oxidarse.
PUTREFACCIÓN DE MATERIA ORGÁNICA 
La putrefacción es una reacción química de degradación de la materia orgánica producida por microorganismos como hongos y bacterias, llamados descomponedores.
Como ya se mencionó, aquí participan microorganismos que provocan las reacciones químicas, para que los compuestos orgánicos se transformen lentamente en dióxido de carbono, agua, compuesto de nitrógeno y azufre y sales minerales. Aquí también participa el oxígeno. La reacción química es: 
Podemos observar en la imagen el fenómeno normal de putrefacción o descomposición de un producto orgánico. Al mirar la ecuación química vemos el tipo de sustancias y las condiciones que se necesitan para llegar a la formación de otros compuestos. Sin la presencia de éstos microorganismos no habría putrefacción. 
ACTIVIDAD N°1
1. Analiza las siguientes reacciones, explica la forma como se da en la cotidianidad y basados en las reacciones explica las verdaderas condiciones en las que se tiene que dar cada una de ellas. (Ayúdate con las dos reacciones explicadas anteriormente)
 Quema de un cerillo (fósforo). 
 
 Prender la estufa de la casa
Combustión del carbón
 
Combustión de hidrocarburos
Tomado de: http://colegiochac.cl/wp-content/uploads/2020/03/guias2/IMedio/Guia_Quimic_IM_2sem.pdf
ESTEQUIOMETRÍA
La estequiometria es una rama de la química que estudia las cantidades de sustancias que intervienen en las reacciones. Así es como puede saber el resultado de las sustancias antes y después de las reacciones.
En la vida cotidiana existen varios elementos que día a día usamos para nuestros beneficios como el shampoo, el jabón, aceites, gasolina, el petróleo, hasta los mismos alimentos; los químicos usan la estequiometría como herramienta base de la producción de los elementos anteriormente mencionados, puesto que un objeto puede contener compuestos químicos que deben ser manejados con perfecta precisión para aprovechar el máximo de un material químico, en otras palabras con la estequiometría permite obtener ganancias a una empresa y no que el desarrollo de un producto genere pérdidas para esta.
La estequiometría se define como el cálculo de las relaciones cuantitativas entre reactivos y productos en el transcurso de una reacción química, el cual en las industrias se usa para la optimización de los procesos químicos, la idea principal es generar lo menos posible de desperdicios en un producto. 
En una reacción química siempre se conserva la masa, se busca guardar relación de los reactivos y los productos, a lo que se le conoce como relación estequiométrica. 
En la guía anterior se trató el concepto de mol, la cual es una unidad química de medida y depende de la sustancia que se vaya a analizar. Es decir, podemos tener 100 g de agua y 100 g de sal (sabiendo que la masa es una unidad física de medida) y se tendría la misma cantidad. Mientras que, si tenemos 1 mol de H2O y 1 mol de C12H22O11 no vamos a tener la misma cantidad de materia ya que 1 mol = peso molecular de cada sustancia: 
1 mol de H2O = 1g (2) + 16g = 18 g / mol.
 
Donde 1 g es el peso atómico del hidrógeno y 16 g es el peso atómico del oxígeno.
 I mol de C12H22O11 = 12g(12) + 1g(22) + 16g(11) = 342 g / mol
Donde 12 g es el peso atómico del carbono, 1 g es el peso atómico del hidrógeno y 16 g es el peso atómico del oxigeno
Teniendo en cuenta la forma como se sacan los pesos moleculares y que el peso molecular es el peso en gramos de 1 mol de una sustancia, vamos a realizar el análisis estequiométrico de la siguiente reacción:
Pesos atómicos de los elementos que participan de la reacción: 
Fe = 55,8 g O = 16 g H = 1 g
Con estos datos podemos sacar los pesos moleculares, es decir, el valor de 1 mol de casa sustancia.
Fe = 55,8 g / mol
O2= 16 g (2) = 32 g / mol
 H2O= 1g (2) + 16g = 18 g / mol
 Fe2O3= 55,8g (2) + 16 g (3) = 159,6 g / mol
La ecuación se encuentra balanceada, es decir, que la cantidad de átomos de cada elemento en los reactivos es igual a la cantidad de átomos del mismo elemento en los productos.
Los números que aparecen como coeficientes indican la cantidad de moles que reaccionan de cada sustancia y la cantidad de moles que se producen de otras sustancias así:
4 moles de Fe reaccionan con 3 moles de O2 y 3 moles de H2O para producir 2 moles de Fe2O3 y 3 moles de H2O.
Si queremos comprobar que se cumple la LEY DE LA CONSERVACIÓN DE LA MATERIA QUE DICE: LA MATERIA NI SE CREA NI SE DESTRUYE ÚNICAMENTE SE TRANSFORMA. Hacemos el siguiente cálculo:
 4 (55,8) + 3 (32) + 3 (18) 2 (159,6) + 3 (18) 
 
 223,2 g + 96 g + 54g 319,2 g + 54 g
 373,2 g 373,2 g
SE CUMPLE CON LA LEY DE LA CONSERVACIÓN DE LA MATERIA
Ahora sacaremos las relaciones estequiométricos existentes en la reacción
4 moles Fe Producen 2 moles Fe2O3 4 mol Fe / 2 mol Fe2O3 
3 moles O2 Producen 2 moles de Fe2O3 3 mol de O2 / 2 mol de Fe2O3
4 moles de Fe reaccionan con 3 moles de O2 4 mol Fe / 3 mol O2
Las relaciones estequiométricos se vuelven como una receta de cocina, la cual debe llevarse bien en sus relaciones paraque la reacción se de en las condiciones que queremos. Un ejemplo muy conocido por todos de una relación estequiométrica casera es la del arroz Diana (2 de agua por una de arroz) lo que significa que siempre se debe llevar esa proporción para que el arroz quede como debe ser. 
En caso de que la cantidad de alguno de los reactivos (ingredientes) cambie, la relación estequiométrica (receta) va a ser la que nos va a decir las cantidades que necesito o las cantidades que se forman.
Por ejemplo, en la reacción de oxidación del hierro la relación estequiométrica entre los reactivos es la siguiente:
4 mol Fe / 3 mol O2
En caso tal de que se tuvieran 2 mol Fe (la mitad), lo que se necesitaría para reaccionar sería la mitad del oxígeno (1,5 mol O2) y se produciría la mitad de Fe2O3 (1 mol de Fe2O3). 
En el caso del arroz Diana, si se tiene 2 tazas de arroz, al mirar la relación nos daríamos cuenta que es el doble y que por tal razón se va a necesitar el doble de agua para obtener el arroz deseado.
Otro concepto para tener en cuenta es el del REACTIVO LÍMITE y el REACTIVO EN EXCESO; donde, el reactivo límite es el que se acaba por completo y el reactivo en exceso es el reactivo que sobra en la reacción. Por ejemplo, en el arroz Diana, si tenemos para preparar una taza de arroz y una taza de agua, nos vamos a dar cuenta que se necesita más agua para poder cumplir con la receta y entonces lo que estaría haciendo el papel de reactivo límite sería el agua y el arroz sería el exceso porque solo se necesitaría la mitad.
Ahora bien, teniendo en cuenta el ejemplo de la oxidación (4 mol Fe / 3 mol O2), si en un laboratorio se tiene solo 2 moles de Fe y 1 mol de O2, al analizar la relación estequiométrica tendríamos que 2 moles de Fe necesitan 1,5 mol de O2 y solo tenemos 1 mol, por tal razón el O2 sería el reactivo límite y el Fe sería el reactivo en exceso.
La estequiometría es una herramienta crucial para una industria, en la que a partir de una ecuación química podemos extraer mucha información y establecer relaciones para la optimización de un producto sea jabón, gasolina u otros, además una ventaja es que también en las ecuaciones se pueden obtener datos de cantidad y eficiencia.
La estequiometría tiene aplicaciones sumamente importantes en nuestro mundo y es capaz de hacer posibles muchas de nuestras invenciones.
Otro ejemplo donde se ve reflejado el concepto de estequiometría en la cocina: 
La mayoría de las personas adoran las galletas. En este caso, la estequiometría nos ayuda de la siguiente forma; Si deseas hacer 10 galletas, la receta “ecuación química” sería:
200 gramos de harina + 2 huevos + 200 gramos de mantequilla + 1 taza de azúcar = 10 galletas.
Pero, resulta que los ingredientes que tienes están incompletos porque solo tienes un huevo. Se realiza una revisión a la receta (relación estequiométrica) y nos damos cuenta que bajando todo a la mitad nos permitiría hacer la receta: 
100 gramos de harina + 1 huevos + 100 gramos de mantequilla + 1/2 taza de azúcar = 5 galletas.
El huevo sería el REACTIVO LÍMITE ya que es el único que se consume todo y los demás ingredientes sería los REACTIVIS EN EXCESO porque algo queda de ellos al terminar las galletas. También se debe tener en cuenta que al cambiar la cantidad de los reactivos la cantidad de producto también disminuye y por tal razón, al disminuir a la mitad una fórmula que me producía 10 galletas es obvio que se van a producir solo 5 galletas; esto mismo pasa en las reacciones químicas.
ACTIVIDAD N°2
Teniendo en cuenta todas las reacciones químicas explicadas desde el comienzo de la guía (6 en total) debes realizar el siguiente análisis:
1. Demostrar que se cumple con la ley de la conservación de la materia en las ecuaciones balanceadas.
2. Sacar las relaciones estequiométricos generadas en cada ecuación química tal y como se explicó en el ejemplo.
3. Demostrar con un ejemplo en qué momento se puede hablar de reactivo límite y reactivo en exceso en cada una de las ecuaciones.
4. Conseguir dos recetas de mínimo 4 ingredientes, que diga la cantidad de producto que se va a obtener y explicar el concepto de reactivo límite y reactivo en exceso. (Guiarse por los ejemplos del arroz y las galletas).
	
DESEMPEÑOS DE COMPRENSIÓN (FAVOR RESPONDER LA PRUEBA EN LA PLANTILLA DE RESPUESTAS AL FINAL)
	
	
	VALORACIÓN CONTINUA 
	CRITERIO
	NP (NO PRESENTÓ)
	J (BAJO)
	B (BÁSICO)
	A (ALTO)
	S (SUPERIOR)
	El trabajo fue entregado en la fecha establecida
	 
	 
	 
	 
	 
	El trabajo cumple con calidad en la presentación
	 
	 
	 
	 
	 
	Se desarrollaron todas las actividades planteadas
	 
	 
	 
	 
	 
	El estudiante utilizó todo el material presentado para realizar a cabalidad la actividad
	 
	 
	 
	 
	 
	El estudiante demostró comprensión de los conceptos, los cuales se vieron reflejados en la actividad final.
	 
	 
	 
	 
	 
	El estudiante participa activamente en las asesorías
	 
	 
	 
	 
	 
	El estudiante realiza la reflexión sobre su proceso de auto aprendizaje.
	 
	 
	 
	 
	 
	
Espacio para Autoevaluación del estudiante.
De una manera muy personalizada, cuenta todos los conceptos aprendidos y su relación con tu entorno.
	Espacio para la valoración del docente