INSTITUTO POLITCNICO NACIONALESCUELA SUPERIOR DE INGENIERA E INDUSTRIAS EXTRACTIVASDEPARTAMENTO DE FORMACIN BSICAACADEMIA DE QUMICALABORATORIO DE QUMICA DE SOLUCIONESSesin No. 2 REACCIONES QUMICAS DE XIDO REDUCCINOBJETIVO GENERAL

Aplicar los mtodos del estado de oxidacin ydel in electrn para el ajuste de las ecuaciones qumicas de las reacciones qumicas.OBJETIVOS PARTICULARES

Identificar las especies qumicas oxidante y reductora en una reaccin de oxidacin-reduccin (redox). Manejar experimentalmente diversas reacciones redox tipo Actuar de forma responsable en el manejo y uso de materiales y reactivos.INTRODUCCIN

Las reacciones de oxidacin-reduccin (redox) se considera que ocurren cuando las sustancias que se combinan intercambian electrones de manera simultnea; en este caso, tiene lugar una variacin en elnmero de oxidacin(estado de oxidacin) de las especies qumicas que reaccionan, razn por la cual el manejo de dicho concepto y las reglas para asignarlo son fundamentales para el ajuste de la ecuacin qumica de una reaccin redox.Se considera que laoxidacintiene lugar cuando una especie qumica pierde electrones y en forma consecuente aumenta el nmero de oxidacin de un elemento. Por ejemplo, el calcio metlico (con nmero de oxidacin cero), se puede convertir en el in calcio (nmero de oxidacin 2+) por la prdida de dos electrones, segn el esquema simblico siguiente:CaCa2++ 2e-Se acepta que lareduccinocurre cuando una especie qumica gana electrones ydisminuye el nmero de oxidacin deun elemento. Por ejemplo, el cloro gaseoso (nmero de oxidacin de cero), se convierte en el in cloruro (con nmero de oxidacin 1-) por ganancia de un electrn, segn el esquema simblico siguiente:e-+ Cl2Cl1-Elagente oxidantees el reactivo qumico que en un proceso redox provoca que otra especie qumica pierda electrones, por lo que aquel sufre el proceso de reduccin. En el ejemplo correspondera al cloro gaseoso.Elagente reductores el reactivo qumico que en un proceso redox provoca que otra especie qumica gane electrones, por lo que aquel sufre el proceso de oxidacin. En el ejemplo correspondera al calcio metlico.Ajuste de ecuaciones qumicasSe conocen diversos mtodos para el ajuste de las ecuaciones qumicas, entendido como el proceso de asignacin de coeficientes numricos a las frmulas qumicas de reactivos y productos tal que se cumpla la ley de conservacin de la materia, entre los cuales el ms comn es el de observacin o tanteo. El ajuste de las ecuaciones redox se puede desarrollar con base en los mtodos del cambio del nmero de oxidacin o del in-electrn.ACTIVIDADES PREVIAS Redacta los criterios bsicos (reglas) para la asignacin del nmero de oxidacin en reactivos y productos de una ecuacin qumica. Realiza una investigacin documental en torno a los procedimientos metodolgicos del cambio del nmero de oxidacin y del in-electrn para el ajuste de ecuaciones qumicas. Elabora undiagrama de toma de decisindel ajuste de ecuaciones qumicas para cada uno de los dos mtodos redox (cambio del nmero de oxidacin y del in-electrn ). Disea el diagrama ecolgico para cada experimento de la sesin. Es muy importante establecer la disposicin de los residuos.ACTIVIDADES EN EL LABORATORIORealiza cada una de las siguientes reacciones qumicas, observa las caractersticas de los reactivos y productos, as como lo que sucede durante la reaccin. Elabora una tabla con la informacin solicitada. Recuerda que debes realizar la disposicin de tus residuos segn el diagrama ecolgico diseado.1. En un tubo de ensaye coloca1 mLde solucin de cido ntrico concentrado e introduce un pequeo trozo de alambre de cobre metlico.2. En otro tubo de ensaye coloca1 mLde solucin de cido clorhdrico concentrado y agrega limadura de hierro3. En un vaso de precipitados de 100 mL colocagde dicromato de potasio y agregamLde agua destilada, agita hasta incorporar totalmente la sal. AgregamLde cido sulfrico concentrado, lentamente y con agitacin (cuidar que la temperatura de la reaccin no exceda de 35C). Adiciona gota a gota mLde alcohol etlico agitando constantemente (tener mucho cuidado por el gas que se desprende, puede resultar explosivo).

4. El medio cido o bsico donde ocurre una reaccin redox puede provocar la formacin de diferentes productos a partir de los mismos reactivos. Para observar esta circunstancia, prepara dos tubos de ensayeque contengan 10 gotas de solucin de permanganato de potasio en cada uno; adiciona 10 gotas de solucin de cido clorhdrico a uno de los tubos de ensaye y 10 gotas de solucin de hidrxido de sodio al otro. Despus, agrega solucin de tiosulfato de sodio a cada tubo de ensaye, gota a gota, hasta que se presente un cambio de coloracin.REPORTA EN LA BITACORA Escribe las ecuaciones qumicas de cada reaccin realizadayajusta las 3 primeras reacciones mediante el mtodo del estado de oxidacin y usa el mtodo del ion-electrn para las dos ltimas reacciones. Elabora una tabla con la siguiente informacin para cada reaccin.1. Caractersticas fsicas de los reactivos2. Caractersticas fsicas de los productos3. Observaciones realizadas.4. Agentes oxidante y reductor5. Disposicin de residuos

Calendarizacin de la asignatura QUMICA DE SOLUCIONESSemestreENERO-JULIO 2014SEMANA / FECHAAVANCE PROGRAMA DE TEORAAVANCE PRCTICAS DE LABORATORIO

121 al 24 eneroSistemas redox (hasta 1.1.2)Introduccin

227 al 31 eneroSistemas redox (1.1.3)Productos naturales, sintticos, reciclados, P. 1

33 al 7 febrero,susp. lunesSistemas redox(1.1.3)Reacciones de xido-reduccin, P. 2

410 al 14 febreroProc. Disolucin (1.2 hasta 1.2.2)Reacc. de xido-reduccin, P. 2 (reponen lunes)

517 al 21 febreroU. de concentracin (1.3 a 1.3.3)Mezclas homogneas y heterogneas, P. 3

624 al 28 de febreroPRIMERA EVALUACIN PARCIAL

73 al 7 marzoP. coligativas (2.1 hasta 2.1.4)Productos elaborados, P. 4

810 al 14 marzoOperaciones (2.2 hasta 2.2.4)Solubilidad, P. 5

917 al 21 marzo,susp. lunesProcesos (2.3 hasta 2.3.3)Propiedades coligativas, P. 6

1024 al 28 marzo,Procesos (2.3 a 2.3.3)Propiedades coligativas, P. 6 (reponen lunes)

1131 marzo al 4 de abrilEquilibrio qumicoOperaciones y procesos, P. 7

127 al 11 de abrilSEGUNDA EVALUACIN PARCIAL

14 al 18 de abrilV A C A C I O N E S

1321 al 25 abrilSist. cido-Base (3.1)cidos y bases, P. 8

1428 abril al 2 mayoSist. cido-Base (3.2.23.2.3)Fuertes y dbiles, P. 9

155 al 9 de mayo,susp. lunesSist. cido-Base (3.2.4)Fuertes y dbiles, P. 9 (reponen jueves)

1612 al 16mayo,susp. juevesSist. cido-Base (3.2.5 y 3.2.6)Efecto de ion comn e hidrlisis

1719 al 23 de mayoSist. cido-Base (3.3)Efecto de ion comn e hidrlisis

1826 al 30 mayoTERCERA EVALUACIN PARCIAL

2 al 6 de junioEXMENES EXTRAORDINARIOS

16 al 20 de junioEVALUACIN A TTULO DE SUFICIENCIA

CRITERIOS DE EVALUACIN:La calificacin final est conformada por el promedio de las tres evaluaciones parciales,condicionada alaacreditacin del laboratorio(ver reglamento de laboratorio).La calificacin final estar conformada por el promedio de las tres evaluaciones parciales, que estarn constituidas por un conjunto de evidencias preestablecidas, prcticas de laboratorio, coevaluacin y la evaluacin por escrito de cada uno de los tres perodos determinados en el calendario, con la siguiente ponderacin:Trabajo en o fuera del aula15%

Evidencias temticas10%

Evaluacin de prcticas con desempeo promedio mayor a 70%20%

Coevaluacin (con rbrica)5%

Evaluacin Escrita Parcial50%

EVALUACION ESCRITAFECHA

1er. parcialJueves 27 de febrero

2do. parcialJueves 10 de abril

3er. parcialJueves 29 de mayo

ExtraordinarioJueves 5 de junio

Ttulo de suficienciaJueves 19 de junio

REFERENCIAS BIBLIOGRFICAS BSICAS:1.Brown, T.et al.Qumica. La ciencia central.9 Ed., Pearson Educacin, Mxico, 2004 pgs. 107-145. 453-491, 539-641 y 723-729.ISBN 970-26-0468-0.2.Chang, R.Qumica,10Ed., McGraw-Hill Interamericana Editores, China. 2010, pgs. 123-172, 512-556, 614-768 y 836-840.ISBN 978-607-15-0307-7.3.Kotz, J.,et al.Qumica y reactividad qumica.6a Ed., Thomson Learning, Mxico, 2005 pgs. 556-778. ISBN 970-686-552-74.Whitten, K.et al.Qumica,8 Ed., Cengage Learning Editores, Mxico, 2008 pgs. 346-397, 500-545 y 659-767 ISBN 13:978-970-686-798-85.Zumdahl S.et al.Qumica,1 Ed., Grupo Editorial Patria, Mxico, 2007 pgs. 484-525 y 578-747 ISBN: 978-970-817-078-9PROGRAMA DE ESTUDIOS SINTTICO DE LA UNIDAD DE APRENDIZAJE:QUMICA DE SOLUCIONESOBJETIVO DE LA UNIDAD DE APRENDIZAJEEl alumno aplica las leyes de la qumica en los cambios fsicos y qumicos de procesos de disolucin, xido-reduccin, equilibrio qumico homogneo y cidos-bases, mediante relaciones cualitativas y cuantitativas de sus componentes.CONTENIDO PROGRAMTICO

PRIMERPARCIALUNIDAD ISISTEMAS XIDO-REDUCCIN Y PROCESO DE DISOLUCINAplica los conceptos de concentracin en la cualidad y cantidad de los componentes con base en procesos de disolucin y sistemas de oxido-reduccin.1.1. Sistemas redox:1.1.1 Semireacciones de oxidacin y reduccin., 1.1.2 Agentes oxidante y reductor. Estado de oxidacin., 1.1.3 Mtodos de ajuste de ecuaciones redox. Cambio en el nmero de oxidacin. Ion electrn.1.2. Proceso de disolucin:1.2.1 Caractersticas y componentes., 1.2.2 Clasificacin conforme a diferentes criterios.,1.3. Unidades de concentracin:1.3.1 Unidades fsicas (Porcentaje en masa, Fraccin masa, Gramos/litro, Partes por milln) 1.3.2 Unidades qumicas. (Molaridad, Normalidad, Molalidad, Porcentaje en mol, Fraccin mol), 1.3.3 Equivalencia entre unidades de concentracin.

SEGUNDO PARCIALUNIDAD IICLCULOS CON SOLUCIONESSoluciona problemas de balance de masa en procesos bsicos de Ingeniera Qumica mediante diferentes sistemas y mtodos analticos.2.1.Propiedades coligativas de soluciones ideales:2.1.1 Disminucin de la presin de vapor, 2.1.2 Elevacin del punto de ebullicin, 2.1.3 Disminucin del punto de congelacin, 2.1.4 Presin osmtica (smosis),2.2. Operaciones con soluciones:2.2.1 Solubilidad y cristalizacin, 2.2.2 Dilucin y reconcentracin, 2.2.3 Mezcla con el mismo soluto, 2.2.4 Mezcla con diferente soluto2.3 Procesos con soluciones (punto de equivalencia):2.3.1 Precipitacin, 2.3.2 Desprendimiento de gases, 2.3.3 xido-reduccin2.4. Equilibrio qumico homogneo:2.4.1 Antecedentes, 2.4.2 Constante de equilibrio qumico expresada en concentraciones, 2.4.3 Principio de Le Chatelier.

TERCER PARCIALUNIDAD IIISISTEMAS CIDO-BASESoluciona problemas de sistemas cido-base mediante la clasificacin de componentes y cantidades de las sustancias participantes.3.1. Teoras cido-base:3.1.1 Arrhenius, 3.1.2 Bronsted y Lowry, 3.1.3 Lewis,3.2. Introduccin al equilibrio cido base en solucin acuosa:3.2.1 Escala de pH y pOH, 3.2.2 cidos y bases fuertes, 3.2.3 cidos y bases dbiles (Grado de disociacin), 3.2.4 sales (grado de hidrlisis), 3.2.5 in comn, 3.2.6 soluciones reguladoras3.3 reacciones cido base:3.3.1 Fuerte-fuerte, 3.3.2 Fuerte-dbil

SEMANA / FECHAAVANCE PROGRAMA DE TEORAAVANCE PRCTICAS DE LABORATORIO

121 al 24 eneroSistemas redox (hasta 1.1.2)Introduccin

227 al 31 eneroSistemas redox (1.1.3)Productos naturales, sintticos, reciclados, P. 1

33 al 7 febrero,susp. lunesSistemas redox(1.1.3)Reacciones de xido-reduccin, P. 2

410 al 14 febreroProc. Disolucin (1.2 hasta 1.2.2)Reacc. de xido-reduccin, P. 2 (reponen lunes)

517 al 21 febreroU. de concentracin (1.3 a 1.3.3)Mezclas homogneas y heterogneas, P. 3

624 al 28 de febreroPRIMERA EVALUACIN PARCIAL

73 al 7 marzoP. coligativas (2.1 hasta 2.1.4)Productos elaborados, P. 4

810 al 14 marzoOperaciones (2.2 hasta 2.2.4)Solubilidad, P. 5

917 al 21 marzo,susp. lunesProcesos (2.3 hasta 2.3.3)Propiedades coligativas, P. 6

1024 al 28 marzo,Procesos (2.3 a 2.3.3)Propiedades coligativas, P. 6 (reponen lunes)

1131 marzo al 4 de abrilEquilibrio qumicoOperaciones y procesos, P. 7

127 al 11 de abrilSEGUNDA EVALUACIN PARCIAL

14 al 18 de abrilV A C A C I O N E S

1321 al 25 abrilSist. cido-Base (3.1)cidos y bases, P. 8

1428 abril al 2 mayoSist. cido-Base (3.2.23.2.3)Fuertes y dbiles, P. 9

155 al 9 de mayo,susp. lunesSist. cido-Base (3.2.4)Fuertes y dbiles, P. 9 (reponen jueves)

1612 al 16mayo,susp. juevesSist. cido-Base (3.2.5 y 3.2.6)Efecto de ion comn e hidrlisis

1719 al 23 de mayoSist. cido-Base (3.3)Efecto de ion comn e hidrlisis

1826 al 30 mayoTERCERA EVALUACIN PARCIAL

2 al 6 de junioEXMENES EXTRAORDINARIOS

16 al 20 de junioEVALUACIN A TTULO DE SUFICIENCIA