Matemáticas y química

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Temario
Módulo 1. Estructura y propiedades de la materia
Tema 1. El átomo
1.1 Partículas atómicas
Tema 2. Mecánica cuántica
2.1 Números cuánticos
2.2 Estructuras electrónicas
2.3 Sistema periódico
Tema 3. Estados de la materia
3.1 Características de los tres estados de la materia
3.2 Los gases, sus propiedades y leyes
3.3 Los sólidos y sus propiedades
3.4 Conceptos generales de las celdas y red unitaria
3.5 Los líquidos y sus propiedades
Tema 4. Enlaces químicos
4.1 Clasificación de enlaces y su polaridad
4.2 Moléculas polares y no polares
4.3 Estructuras de Lewis
4.4 Interacciones ion-molécula y molécula–molécula
Módulo 2. Transformaciones de la materia
Tema 5. Estequiometría
5.1 Leyes fundamentales de la química
Tema 6. Cálculo de cantidades químicas
6.1 Número de moles y fórmulas – gramos
6.2 Fórmula molecular
Tema 7. Cálculos estequiométricos en ecuaciones químicas
7.1 Reactivo limitante
7.2 Rendimiento porcentual
Módulo 3. Termoquímica
Tema 8. Soluciones
8.1 Concepto de solución
8.2 Clasificación de la soluciones
8.3 Cálculo de concentraciones
Tema 9. Propiedades de las soluciones
9.1 Ley de Raoult
9.2 Ebulloscopia y crioscopía
9.3 Presión osmótica
Tema 10. Termoquímica
10.1 Primera Ley de la termodinámica
10.2 Entalpía
Tema 11. Termodinámica
11.1 Segunda Ley de la termodinámica
11.2 Entropía
11.3 Energía libre
Módulo 4. Electroquímica
Tema 12. Equilibrio químico y cinética
12.1 Velocidad de reacción
12.2 Factores que afectan la velocidad de reacción
12.3 Orden de reacción y constante cinética

Tema 13. Cálculos cinéticos
13.1 Influencia de la temperatura en la velocidad de reacción
13.2 Catálisis
13.3 Ley de acción de masas y su aplicación
13.4 Principio de LE CHATELIER y su aplicación
Tema 14. Electroquímica
14.1 Concepto de óxido-reducción
14.2 Balanceo de ecuaciones redox
Tema 15. Celdas electroquímicas
15.1 Celdas electrolíticas
15.2 Celdas galvánicas
15.3 Aplicación de conceptos electroquímicos

Actividad integradora 1
Instrucciones:
1. Describe la evolución del conocimiento de la estructura del átomo. Justifica tu
respuesta.
2. Describe los conceptos siguientes:
a. Número atómico
b. Peso atómico
c. Punto de ebullición
d. Punto de fusión
e. Densidad
f. Número de oxidación.
3. De acuerdo a la tabla periódica a la mano, menciona la forma en que cada
concepto anterior varía. Justifica tu respuesta.
4. Define los beneficios de la estructura de Lewis.
5. Describe y menciona la relación entre:
a. La electronegatividad en la formación de los diferentes tipos de enlaces
químicos.
b. La formación de moléculas polares y sus características.
6. Menciona la importancia de los enlaces químicos para la diversificación de las
sustancias naturales y sintéticas. Justifica tu respuesta.
7. Indica y describe la manera en que las estructuras y propiedades atómicas y
moleculares permiten la comprensión de los estados de la materia.
Instrucciones:
Contesta cada uno de las siguientes preguntas, para ello es necesario que revises y
comprendas los ejemplos explicados en el material. No olvides incluir todo el
procedimiento necesario para llegar a la respuesta.
1. Escribe un ejemplo de cada una de las reacciones principales en la siguiente
tabla y completa lo que se te pide.
Reacción Clasificación Reactivos Productos

2. Tomando en cuenta las reacciones anteriores o los compuestos que las forman
explica:
a. La ley de la conservación de la masa.
b. La ley de las proporciones múltiples.
c. La ley de Avogadro.
3. En una empresa productora de carbonato de calcio, se desea obtener una
producción diaria de media tonelada, si se sabe que el rendimiento es del 89% y
se tienen 300 Kg de carbonato de sodio y 250 Kg de hidróxido de sodio para ese
día. Responde:
a. ¿Cuál es el reactivo limitante?
b. ¿Cuál es la cantidad mayor de producto se puede obtener?
c. ¿Se podrá obtener la meta del día?
d. ¿Qué se tuvo que suponer para realizar los cálculos anteriores?
Instrucciones:
Tu hermana te pide los asesores en los siguientes temas de química, por lo que,
para ayudarla, necesitas presentarle de forma clara y esquemática, los siguientes
puntos:
1. Soluciones:
o Partes que las conforman
o Factores que les afectan
o Tipos
o Propiedades
o Mediciones
2. Reacciones:
o Endergónicas
o Exergónicas
o Ley de la conservación de la energía.
o Termodinámica
 1° ley
 2° ley
o Entalpía
o Entropía
Instrucciones:
Revisa con detenimiento los temas del módulo cuatro, lee la situación que se te plantea y
determina el tema al que se refiere, busca en tu libro de texto, también es recomendable
lo consultes en Biblioteca Digital.

1. Busca una reacción de oxido reducción.
2. Balancéala por el método de REDOX.
3. Define si es exotérmica, endotérmica y/o reversible.
4. ¿Cómo afecta la concentración y la temperatura en la velocidad de reacción?
5. ¿Necesita de algún catalizador? ¿cuál es y cómo funcionaría?
6. ¿Cómo se obtiene su constante de equilibrio?
7. Explica la importancia de las celdas electroquímicas.
Proyecto final
Objetivos
 Identificar las propiedades físicas y químicas de las sustancias.
 Observar diferentes tipos de reacciones químicas.
 Resolver problemas y cuestiones de estequiometría.
Instrucciones
El profesor te asignará dos sustancias; un elemento y un compuesto o bien
dos compuestos, para los cuales realizarás una investigación sobre su
estructura y propiedades, tendrás que escribir las reacciones químicas y los
cálculos estequiométricos correspondientes, como parte del primer avance del
proyecto final. Para la segunda parte de tu proyecto te concentrarás en
identificar el tipo de solución que se obtuvo en tu ecuación y analizarás las
propiedades de esa solución teórica resultante. Realiza los ajustes necesarios
a tu ecuación química para aplicar los conceptos de velocidad de reacción y
procede a elaborar los cálculos cinéticos necesarios de la reacción.
Los reactivos sugeridos son:
 Al / H2SO4
 Zn / H2SO4
 Mg / H2SO4
 Cu / H2SO4
 NaCl / H2SO4
Avance
El día señalado entregarás como primer avance del proyecto final lo siguiente:
A. Con base en las sustancias asignadas investiga en diversas fuentes
bibliográficas confiables o Internet información sobre la estructura y
propiedades de cada uno de los elementos que las conforman:
I. Si la primera sustancia es un elemento identifica:
a. Nombre, número y masa atómica, cantidad de
electrones, protones y neutrones.
b. Configuración electrónica con base al modelo de Bohr
(2n2), siguiendo el principio de Aufbau y la distribución

electrónica en cada subnivel de energía con base a la
regla de Hund.
c. Revisa la tabla periódica e identifica, nombre y número
de grupo al que pertenece, período en el que se
encuentra y con base en esta información describe las
propiedades físicas y químicas de este elemento.
II. Si la primera sustancia es un compuesto identifica:
a. Los elementos que componen a este compuesto.
b. Para cada uno de los elementos presentes en la
sustancia contesta lo que se pide en el punto I.
III. Si la segunda sustancia es un compuesto identifica:
a. ¿Cuáles son los elementos que lo forman?
b. ¿Qué tipo de enlace es? Justifica tu respuesta
c. Escribe la estructura de Lewis para este compuesto
d. Calcula el peso molecular del compuesto
e. Propiedades físicas y químicas del compuesto,
reactividad y corrosividad.
IV. Supongan que combinan las dos sustancias en una reacción y
responde:
a. Escribe la reacción química que se formaría de unir su
elemento junto al compuesto asignado.
b. Balancea la ecuación mediante el método del tanteo
c. ¿Cuál es el nombre del o los compuestos resultantes?
¿Qué tipo de compuesto se forma? Escribe su fórmula
molecular y determina el peso molecular.
d. ¿Cuál es la proporción molar entre los reactivos y
productos de la reacción?
B. Justifica cada uno de los puntos solicitados en este proyecto con los
cálculos o razonamientos necesarios para llegar al resultado. No
olvides escribir las referencias bibliográficas necesarias para la
elaboración de tu reporte.
Entrega el avance del proyecto a tu profesor, en formato de reporte.
Proyecto final
El día indicado por su profesor entreguen lo que a continuación se pide para su
segundo y último avance. Su reporte final deberá integrar los dos avances del
proyecto:
Continúa trabajando con las reacciones químicas de los reactivos asignados
que presentaste en tu primer avance, y da respuesta a cada una de las
preguntas que se hacen a continuación:
I. Para el producto o productos resultantes de su reacción identifica:
a. ¿Qué tipo de solución es el producto o productos resultantes?
b. De los dos reactivos, menciona cuál es el soluto y cuál el
disolvente de la solución.
c. Imagina a qué diferentes factores podrías someter a la reacción

para que afecten la solubilidad, y qué diferencias percibirías en
la solución al someterlo a esos factores.
d. Calcula el porcentaje de masa de la solución resultante si
disuelven 15 gr del soluto en suficiente cantidad de disolvente
hasta completar 20 mL de solución.
e. Suponga que someten su producto resultante a altas
temperaturas aproximadamente 300KJ, ¿qué se produciría?
Escribe la ecuación química balanceada indicando los cambios
de entalpía.
f. Suponga que el ácido sulfúrico reacciona con el cloruro de sodio
para dar sulfato de sodio y ácido clorhídrico. Se añaden 50 mL
de ácido sulfúrico del 98% en peso y densidad 1.835 g/cm3
sobre una muestra de 87 g de cloruro de sodio. Suponiendo que
la reacción es completa conteste:
i. ¿Qué reactivo se encuentra en exceso, y cuántos moles
del mismo quedan sin reaccionar?
ii. ¿Qué masa de sulfato de sodio se obtiene en la
reacción?
g. Determina los números de oxidación de los reactivos y
productos involucrados en las reacciones, identifica la cantidad
de electrones ganados o perdidos durante las reacciones y
especifica si se trata de una reacción REDOX indicando cuándo
ocurre la oxidación y cuándo la reducción.
II. No olviden justificar cada uno de los puntos aquí solicitados con los
conceptos aprendidos durante el curso y la bibliografía utilizada.
Envía tu proyecto final en formato de desarrollo de proyecto.

Resuelve los siguientes ejercicios:
1. La edad promedio de una población de 350 socios de un club deportivo se quiere
obtener mediante una muestra de 10 socios.
a. ¿Es necesario utilizar el factor de corrección para calcular la desviación
estándar de la distribución muestral?
b. Si la desviación estándar de la población es de 10 años, ¿cuál es la
probabilidad de que la edad promedio de la muestra tenga una aproximación
de 2 años (por exceso o por defecto) de la media verdadera de la edad de la
población?
2. La media del precio del kilogramo de tortilla es de $9.90 con una desviación de 0.25
pesos. Si seleccionas una muestra aleatoria de 50 tortillerías, y calculas el precio
medio con los datos reunidos.
a. ¿Qué probabilidad hay de que la muestra produzca una media de $10.50 o
mayor?
b. ¿Qué probabilidad hay de que la muestra produzca una media que esté a
menos de un peso de diferencia respecto al precio promedio verdadero?
c. ¿Cómo cambiarían los resultados anteriores si la muestra hubiera sido de 50
tiendas?
3. El promedio nacional en un examen de admisión a la universidad fue de 1085 puntos
con una desviación estándar de 110 puntos.
a. ¿Cuál es la probabilidad de que una muestra aleatoria de 50 egresados que
presentaron el examen produzca una media de la muestra en la calificación
que quede a menos de 10 puntos de la media de la población?
b. ¿Cuál es la probabilidad de que una muestra aleatoria de 50 egresados que
c. ¿Cuál es la probabilidad de que una muestra aleatoria de 200 egresados que
4. El pago mensual promedio por telefonía celular de un mexicano es de $305 con una
desviación estándar de $45.
a. Haz un comparativo de las gráficas de la distribución para valores
individuales y la de las medias muestrales para 30 y 100 suscriptores.
b. ¿Cuál es la probabilidad de que el consumo promedio obtenido en una
muestra aleatoria de tamaño 50 quede a $30 o menos que la media
verdadera?
5. El salario medio para un grupo de administradores recién egresados es de $11,000
mensuales. Si se supone que la desviación estándar es de $2,000.
a. ¿Cuál es la probabilidad de que una muestra aleatoria simple de
administradores recién egresados tengan en promedio un salario mayor a
$15,000 si la muestra se toma de tamaño 50?
b. ¿Cómo cambia el resultado anterior si la muestra se toma de tamaño 250?

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