miércoles, 20 de agosto de 2008

INTRODUCCIÓN

PROGRAMA DE TEMAS SELECTOS DE QUIMICA I

PROGRAMA DE TEMAS SELECTOS DE QUIMICA I

UNIDAD 1 Modelo Cinético Molecular.
OBJETIVO: Aplicar los postulados del modelo cinético molecular para observar el comportamiento de los estados de agregación de la materia, identificando las características de los gases, el estado sólido y líquido de la misma, mediante un análisis descriptivo, en situaciones experimentales y/o de consulta bibliográfica o documental, destacando su importancia en el mundo natural que o rodea con una postura crítica y responsable.

1.1 Características de los gases (expansión, compresibilidad, densidad, difusión).
1.2 Leyes de los gases
1.2.1 Boyle Mariotte.
1.2.2 Charles.
1.2.3 Gay-Lussac.
1.2.4 General o combinada.
1.2.5 Presiones parciales.
1.2.6 Ecuación de los gases ideales.
1.3 Características del estado líquido de la materia (Presión de vapor, punto de ebullición, punto de congelación, tensión superficial, densidad).
1.4 Características del estado sólido de la materia.
1.4.1 Sustancias amorfas.
1.4.2 Sustancias cristalinas.
1.5 El modelo cinético molecular.
1.5.1 Postulados del modelo.
1.5.2 El comportamiento de los estados de la materia a partir del modelo cinético molecular.

UNIDAD 2. Cinética Química
OBJETIVO: El estudiante aplicará la cinética química a partir de la observación y análisis de la velocidad de reacción de los procesos químicos en función de los diferentes factores, infiriendo el significado de la constante de equilibrio en los cambios químicos e identificando la dirección de una reacción química, mediante la aplicación experimental o conceptual de la teoría de las colisiones, colaborando con una actitud crítica y responsable.

2.1 Velocidad de reacción.
2.1.1 Teoría de la colisiones.
2.1.2 Factores que modifican la velocidad de reacción.
2.2 Equilibrio químico.
2.2.1 Reversibilidad de las reacciones químicas.
2.2.2 Ley de acción de masas.
2.2.3 Constante de equilibrio.
2.3 Principios de Le-Chatelier.
2.3.1 Cambios de concentración, de presión y de temperatura.

UNIDAD 3. Conceptos de Termodinámica.

OBJETIVO: El estudiante formulará cálculos y ecuaciones sobre las propiedades derivadas de los conceptos básicos de la Termodinámica, a partir de significar sus leyes y principios en situaciones experimentales, en donde se puedan inferir los cambios energéticos y la espontaneidad de una reacción química, destacando su importancia en los procesos del mundo que le rodea, con una actitud crítica y responsable.

3.1 Sistemas termodinámicos.
3.1.1 Sistemas.
3.1.2 Estados del sistema.
3.1.3 Funciones de estado.
3.1.4 Proceso.
3.2 Primera ley de la termodinámica.
3.2.1 Energía interna.
3.2.2 Entalpía.
3.2.3 Reacción endotérmica y exotérmica.
3.3 Ley de Hess.
3.3.1 Ecuaciones termoquímicas.
3.3.2 Cálculos termoquímicos.
3.4 Segunda ley de la termodinámica.
3.4.1 Entropía.
3.4.2 Energía libre de Gibbs.
3.4.3 Espontaneidad de un proceso.

UNIDAD I

ESTADOS DE AGREGACION
http://concurso.cnice.mec.es/cnice2005/93_iniciacion_interactiva_materia/curso/materiales/estados/estados1.htm


LEY DE BOYLE-MARIOTTE
En 1660 Robert Boyle encontró una relación inversa entre la presión y el volumen de un gas cuando su temperatura se mantiene constante
La expresión matemática de la ley de Boyle indica que el producto de la presión de un gas por su volumen es constante:
PV= K
P1V1= P2V2
Como muestra la figura 1, Cuando se somete un gas a una presión de 4 atmósferas el volumen del gas disminuye. Por lo tanto, A mayor presión menor volumen








Gas sometido a presión de 4 atmosferas.



















Se observa que cuando se disminuye la presión a 1 atmósfera, el volumen aumenta, debido a que los gases son compresibles. Por lo tanto A menor presión Mayor volumen.












EXPERIMENTO LEY DE BOYLE-MARIOTTE
http://www.juntadeandalucia.es/averroes/recursos_informaticos/andared02/leyes_gases/index.html



EJERCICIO
1. Se desea comprimir 10 litros de oxígeno, a temperatura ambiente y una presión de 30 kPa, hasta un volumen de 500 mL. ¿Qué presión en atmósferas hay que aplicar?
P1= 30 kPa (1 atm / 101.3kPa) = 0.3 atm
500 mL= 0.5L.
P1V1= P2V2
P1= 0.3 atm
V1= 10 L
V2= 0.50 L
Despejamos P2 y sustituímos.
P2= P1 (V1/V2)
P2= 0.3 atm (10L / 0.50L)= 6 atm





LEY DE CHARLES


En 1787, el físico frances J. Charles propuso por primera vez la relación proporcional entre el volumen y la temperatura de los gases a presión constante.
Charles fue el inventor del globo aerostático de hidrógeno.
A presión constante, el volumen se dobla cuando la temperatura absoluta se duplica.
Como se aprecia en la figura 1. A presión constante el volumen de un gas aumenta al aumentar la temperatura absoluta.



Figura 1. A presión constante el volumen de un gas aumenta con la temperatura.
La expresión matemática de la ley de Charles es.
V/T= k'
k' es una constante.











FIGURA 1

EJERCICIO
Un globo con volumen de 4 L a 25o C reduce su volumen a 3.68 L cuando se introduce un buen rato en el refrigerador. ¿A qué temperatura está el refrigerador?
V1/T1= V2/T2
Se despeja T2
T2= T1 ( V2/V1)
298K ( 3.68 L/ 4 L) = 274.1 K
274.1K= 1o C

EXPERIMENTO PARA LEY DE CHARLES

http://www.juntadeandalucia.es/averroes/recursos_informaticos/andared02/leyes_gases/index.html





LEY DE GAY-LUSSAC

La presión y la temperatura absoluta de un gas a volumen constante, guardan una relación proporcional.
Esta relación fué determinada originalmente por G. Amonton, quien en 1703 fabricó un termómetro de gas basado en este principio. No obstante, por los estudios que realizó Gay-Lussac en 1802, la ley lleva su nombre.


La figura ilustra la ley de Gay-Lussac. En un recipiente rígido, a volumen constante, la presión se dobla al duplicar la temperatura absoluta.
Figura. 1.
La expresión matematica de esta ley es:
P/T=K
P1/T1= P2/T2




EJERCICIO
Una lata vacia de aerosol de 200 mL contiene gas a 585 mm de Hg y a 20o C ¿Cual es la presión que se genera en su interior cuando se incinera en una fogata a 700o C?
Datos
T1= 20o C +273= 293o K
P1= 585 mmHg
T2= 700o C + 273 = 973o K
P2= ?
P1/T1= P2/T2
Despejando
P2= P1(T2/T1)
P2= 585 mmHg (973o K/293o K)= 1943 mmHg

LEY DE GAY-LUSSAC
http://www.juntadeandalucia.es/averroes/recursos_informaticos/andared02/leyes_gases/index.html



LEY GENERAL DEL ESTADO GASEOSO
La ley general del estado gaseoso es una combinación de las leyes de Boyle, Charles y Gay-Lussac.
P1V1/T1 = P2V2/T2

http://www.cneq.unam.mx/cursos_diplomados/diplomados/medio_superior/ens_3/portafolios/quimica/equipo3/leygeneraldelestadogaseoso.htm

UNIDAD II

UNIDAD III

UNIDAD IV

A