11 Aplicaciones tecnológicas de las disoluciones 2º Medio 2016 PRO

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GUINV011Q2-A16V1

Guía: Aplicaciones tecnológicas de las disoluciones

Química • Segundo Medio

Sección 1

Observando y reflexionando Actividad A

Tiempo estimado: 10 minutos

Trabaja en grupos de cuatro personas.

Imagina que el profesor les entrega el juego de tarjetas que se muestra en la imagen, para que armen el mayor número de caras humanas completas que puedan. Después de responder las preguntas, asocia la actividad con los contenidos tratados en la clase. 1. ¿Cuáles son las tarjetas que más se repiten? Explica.

2. ¿Cuántas caras puedes formar? 2 4 6

3. ¿Cuántas tarjetas de cada tipo sobraron? Bocas: ___________________ Narices: __________________ Ojos: _____________________ Orejas: ___________________

4. ¿Qué determina el número de caras que pudieron formar? Explica.

¿Te fijaste en los detalles?

Completa la “ecuación de formación de caras” que representa esta actividad. _____bocas + _____narices + _____orejas + _____ojos _____caras

2

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Aplicaciones tecnológicas de las disoluciones

Sección 2

Investigando Considera la actividad inicial para responder, ¿cuál de los siguientes objetivos desarrollarán en esta clase?

Explicar en qué consisten los coeficientes estequiométricos. Aplicar los coeficientes estequiométricos al cálculo de cantidades en reacciones químicas. Determinar la cantidad de producto que se obtiene a partir de una cantidad conocida de reaccionantes.

Un grupo de alumnos de pedagogía va a tu colegio a aplicar un test. Trabaja en forma individual respondiendo sus preguntas y analiza tus resultados. TEST INDIVIDUAL Mis aprendizajes

ANTES DE LA CLASE No

Solo un poco

Sí

Sí y puedo explicarlo a otros

DESPUÉS DE LA CLASE No

Solo un poco

Sí

Sí y puedo explicarlo a otros

¿Puedes explicar qué son los coeficientes estequiométricos? ¿Sabes determinar los coeficientes estequimétricos en una ecuación química? ¿Puedes determinar cuánto producto se obtiene a partir de una disolución de concentración conocida de reactante? ¿Sabes calcular qué volumen de disolución de reactante se debe usar para obtener una cantidad determinada de producto? ¿Reconoces la importancia de las disoluciones en las actividades humanas?

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Química • Segundo Medio

I

REACCIONES QUÍMICAS EN DISOLUCIÓN APLICADAS A LA MEDICINA Actividad 1

Las reacciones químicas desarrollan un rol importante en el área de la medicina. Trabaja en grupo, para resolver los siguientes problemas relacionados con este tema.

La siguiente figura corresponde a la reacción de formación del paracetamol, analízala y desarrolla los ejercicios asociados a ella. O

1. Destaca, en los productos, cada una de las moléculas de reactante.

NH2

H3C

+

O

H3C

NH

O

+

H3C

O OH p-aminofenil + anhidridoacético

2. Comprueba si la ecuación está balanceada y descríbela en términos químicos.

H3C

OH O

OH paracetamol + ácidoacético

Paracetamol: se usa en el tratamiento del dolor moderado, agudo y crónico. Debido a que no tiene actividad antiinflamatoria, ni ejerce ningún efecto antiplaquetario, como la aspirina, es considerado el analgésico de mayor elección en pacientes de más de 50 años.

3. Se hace reaccionar suficiente p-aminofenol con 200 mL de anhídrido acético 2M. Si la reacción es 100% eficiente, ¿cuántos de moles de paracetamol se obtienen? Antipirético: que reduce la fiebre. Sinónimos: antifebril, febrífugo.

4. Se dispone de una disolución 0,5 M de p-aminofenol y de una disolución 2 M de anhidrido acético. ¿Qué volumen de cada disolución se necesita para producir 755 g de paracetamol?

4

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Analgésico: que alivia o reduce el dolor. Que hace que un dolor o molestia sea menos intenso o desaparezca, sin causar pérdida de la conciencia o el conocimiento.

Aplicaciones tecnológicas de las disoluciones

Actividad 2

1.

La insulina es una hormona de tipo proteico, producida por las células beta del páncreas. La siguiente imagen muestra su estructura primaria. Analiza la información para responder las preguntas 1 y 2. S S Cadena A

¿Cuántos aminoácidos forman la insulina? Solo dos. Menos de 20. Mas de cincuenta.

Gly

Ile

Val

Glu

1

2

3

4

Gln Cys Cys

Thr

Ser

Ile

Cys

8

9

10

11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21

Cys

Gly

Ser

His

Leu

7

8

9

10

11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

Arg

Arg

5

6

7

His

Leu

5

6

Cadena B Phe

Val

1

2

Asn Gln

3

4

S S

Ser

Leu

Tyr

Gln Leu Glu Asn

Tyr

Cys Gly

S S

Glu

Val

Thr

Lys

Ala

Pro

Leu

Thr

Tyr

Tyr

Leu Val

Cys

Gly

Phe Phe Gly

Arg

Glu

21

32 31 30 29 28 27 26 25 24 23 22

2.

¿Qué haces para escribir la ecuación química de formación de insulina?

3.

Escribe la ecuación

_____________________________________________________

En la tabla 1, se muestra la cantidad de algunos de los aminoácidos que contiene una molécula de insulina. Imagina que se dispone de una cantidad suficiente de los otros aminoácidos y responde. 4.

5.

Dispones de 500mL de una disolución 2M del aminoácido valina, ¿cuántos moles de cadena A o de cadena B se pueden formar? Explica.

Tabla 1 Aminoácido

Cadena A

Cadena B

(Val)

1

3

Cisteína

(Cys)

4

2

Leucina

(Leu)

2

4

Arginina

(Arg)

0

3

Isoluecina (Ile)

2

0

Valina

Dispones de 100mL de cada una de las siguientes disoluciones: 1 M de valina, 4 M de cisteína, 4 M de leucina, 3 M de arginina y 2 M de isoleucina. a) ¿Qué debes hacer para producir solo moléculas de cadena B?

b) Determina la cantidad de cadenas B obtenidas.

Insulina: mensajero químico, lleva la información desde el lugar donde se produce (páncreas) hasta un lugar más lejano, viajando por el torrente sanguíneo. Ayuda a mantener un adecuado equilibrio de glucosa en el cuerpo.

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Química • Segundo Medio

II

REACCIONES QUÍMICAS EN DISOLUCIÓN APLICADAS A LA AGRICULTURA Trabaja en pareja, para conocer algunas reacciones químicas.

Actividad 3

El Paratión es un potentísimo insecticida y acaricida, con un bajo poder residual. La imagen, muestra la ecuación química que representa la síntesis del Paratión, basándote en ella, desarrolla las respuestas de los ejercicios 1 a 4.

H H H

C C

O

H H

Etanol 2.

HO S

H

+

p

C2H5O

OH OH

+

HO

Ácido tiofosfórico

1.

S P

NO2

C2H5O

p-nitrofenol

¿Cuántas moléculas de etanol se necesitan para formar una molécula de Paratión? 1

O

Paratión

3.

NO2

+

X

Marca en el Paratión las moléculas de reactantes usadas.

Para que la ecuación esté balanceada, ¿cuál debe ser la composición de la molécula X? Explica.

2 3

4.

Se necesita sintetizar (formar)2,5 moles de paratión y se dispone de suficiente p-nitrofenol, ¿qué volumen de disolución 5M de etanol y 5 M de ácido tiofosfórico es necesario usar?

Paratión: plaguicida organofosforado, muy tóxico para todos los organismos, incluyendo el humano. Actualmente, se prohíbe en muchos países, sin embargo, otros solo han restringido su uso.

Hidroxicloruro de cobre (Cu2(OH)3Cl): mineral del grupo de los halogenuros, llamado atacamita, que presenta un color verde muy característico. Se utiliza actualmente, junto a otros compuestos de cobre, como insecticida, fungicida o pigmento. 5.

6

El oxicloruro de cobre (hidroxicloruro de cobre) produce cloruro cúprico (CuCl2) al reaccionar con el ácido clorhídrico (HCl). Escribe la ecuación química balanceada de esta reacción.

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Aplicaciones tecnológicas de las disoluciones

III

REACCIONES QUÍMICAS Y DISOLUCIONES EN LA INDUSTRIA Uno de los productos importantes para la salud humana son los jabones, esta actividad se centra en la saponificación, reacción química que se usa desde los inicios de esta industria. Sigue trabajando con tu compañera(o) y responde.

Actividad 4

La siguiente imagen muestra los reactantes y productos del proceso de saponificación, en torno a ella, desarrolla los ejercicios.

1. ¿Está balanceada la ecuación? Explica.

2. Al preparar 10 moles de jabón, ¿cuántos moles de glicerina se obtienen? El doble. La mitad. La misma cantidad.

O H2C

C

OR

H2C

OH

O CH

C

OR + 3 NaOH

3 NaCOOR+ HC

OH

H2C

OH

O H2C

C

OR

Saponificación: aplicación de soda cáustica (hidróxido de sodio) sobre materia grasa (ácidos grasos) de origen animal o vegetal, para producir una sal del ácido graso (jabón) y glicerina.

Ácidos Grasos + Solución Alcalina = jabón + Glicerina

3. Se dispone de un exceso de grasa y 50 litros de disolución 3M de soda cáustica. Determina cuántos moles de jabón se obtienen de la reacción.

4. ¿Es posible calcular cuántos gramos de jabón se obtienen, en la pregunta 3? Justifica.

La principal diferencia entre los jabones y los detergentes, se encuentra en los grupos polares que presentan sus moléculas. En los jabones, el grupo polar está formado por el ion carboxilato (-CO2–Na+), en cambio, en los detergentes, este grupo es el ion sulfonato (-SO-3 Na+).

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7

Química • Segundo Medio

Sección 3

Concluyo y me evalúo I

Trabaja en forma individual para resolver los siguientes ejercicios, seleccionando la alternativa que consideres correcta.

1.

2.

3.

8

Tiempo estimado: 10 minutos

¿Qué importancia tiene la concentración de una disolución que se usará en una reacción química? A.

Indica el número de reactantes que se debe usar.

B.

Determina el volumen de productos que se obtendrá.

C.

Define la cantidad de moles de reactante que está disponible.

D.

Permite calcular la masa de disolución que se usará en el proceso.

¿Cuál es la importancia de las disoluciones químicas en la medicina? A.

Impiden que las sustancias pierdan agua al reaccionar.

B.

Permiten realizar reacciones de formación de medicamentos.

C.

Permiten establecer la forma en que se pueden sintetizar sustancias químicas.

D.

Impiden el desarrollo de enfermedades gracias a la creación de medicamentos.

La química no ayuda al área de la medicina, la agricultura y la industria, a través de: A.

el desecho de sustancias químicas.

B.

el control de enfermedades y plagas.

C.

el aumento de la salud y la producción agrícola e industrial.

D.

la producción de sustancias sanitizantes, jabones y detergentes de uso industrial.

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Aplicaciones tecnológicas de las disoluciones

La siguiente imagen muestra el contenido de algunos aminoácidos de la insulina. Tabla 1 Aminoácido Valina

4.

5.

6.

Cadena A

Cadena B

(Val)

1

3

Cisteína

(Cys)

4

2

Leucina

(Leu)

2

4

Arginina

(Arg)

0

3

Isoluecina (Ile)

2

0

Si se tiene la cantidad adecuada de los otros aminoácidos, para formar dos moles de cadena A, se debe disponer de 1 L de disolución: A.

4 molar de Cisteína.

B.

4 molar de Arginina.

C.

2 molar de Isoleucina.

D.

4 molar de Isoleucina.

Se desea sintetizar solo cadenas A, ¿qué se debe hacer para lograrlo? A.

Utilizar la mitad de la cantidad de cada aminoácido.

B.

Utilizar el aminoácido Arginina en la cantidad que se requiere.

C.

Utilizar el doble de los aminoácidos que se requieren para formar la cadena A.

D.

Utilizar el aminoácido Isoleucina junto con los otros aminoácidos y no usar el aminoácido Arginina.

Al disponer de la cantidad adecuada de todos los otros aminoácidos, ¿cuál de las opciones permite sintetizar 1 mol de insulina?

A. B. C. D.

Valina 1L disolución 1M 2L disolución 1M 1L disolución 4M 1L disolución 4M

Leucina 1L disolución 1M 1L disolución 6M 2L disolución 1M 1L disolución 6M

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Química • Segundo Medio

s Resuelve tu

dudas

Utiliza esta sección de la guía para anotar dudas y resolverlas junto a tu profesor(a).

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