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Las Fuerzas Intermoleculares (segunda parte)
Guía para la lectura y estudio:
Para el armado de esta unidad didáctica de estudio, además de la bibliografía citada en la unidad F uerzas intermoleculares (primera parte) se utilizaron los libros citados abajo, enfatizando algunas oraciones y términos para facilitar el foco de atención.
“Química e Investigación Criminal: Una perspectiva de la ciencia forense” de Jholl Matthew, editorial Reverté, 2008. (Jholl) “Química universitaria” de Garritz Andoni y otros ed. Pearson Addison-Wesley, 2005. (Garritz) “Química: la ciencia del cambio” de Odetti Héctor y otros, ed. Universidad Nacional del Litoral (UNL), 2020. (Odetti)
Diseño Curricular para la Educación Secundaria 4to año, orientación Ciencias Naturales: Introducción a la Química. coord. / Coordinado por Bracchi Claudia y Paulozzo Marina 1ra ed.- La Plata: Dirección General de Cultura y Educación de la Provincia de Buenos Aires, 2011. (DGCyE)
Las fuerzas intermoleculares representan un desafío en la enseñanza y el aprendizaje por diferentes razones, algunas de ellas son:
1) Requieren un nivel de comprensión avanzado sobre o Estructuras de Lewis o Geometría electrónica y molecular o Teoría de repulsión de los pares electrónicos de valencia (TRePEV) o Momento dipolar de enlace y molecular
a) Explica el significado de la siguiente proposición: “lo semejante disuelve o se mezcla con lo semejante”.
Ejemplifica.
b) Los factores que afectan la solubilidad de solutos líquidos y sólidos son: el tipo de soluto y de solvente y
la temperatura. Explica cómo es la dependencia de la solubilidad con esas variables.
c) Explica cómo se origina una interacción dipolo – dipolo inducido. Ejemplifica con una mezcla acetona –
disulfuro de carbono.
d) Define solvatación. ¿Qué tipo de interacciones explica la solvatación de un ión? Describe cómo se
produce la disolución de un sólido iónico en agua.
Los ítems anteriores constituyen una unidad temática en sí misma. Muchas veces, la dificultad observada no se encuentra en los conceptos relacionados a fuerzas intermoleculares, sino, en la falta de dominio de los “temas insumo” para la comprensión.
2) En la unidad “Fuerzas intermoleculares (primera parte)”, se destacó el hecho que “a nivel macroscópico” se puede interpretar la fuerza puente de hidrógeno como la fuerza dipolo-dipolo de mayor intensidad. Aquí tenemos un problema de nivel discusivo , tal como se menciona en la unidad “Química, una introducción conceptual”
Para recordar:
Ahora, veremos explícitamente el recorrido necesario para determinar alguna propiedad macroscópica de una sustancia:
Hemos estudiado, hasta ahora, las fuerzas de Van der Waals (fuerza de London y dipolo-dipolo) y la fuerza puente de hidrógeno, sin embargo, en el cuerpo del texto menciona “otras fuerzas atractivas”, y en algunos casos es completamente cierto, como, por ejemplo, las interacciones donde existen iones o las interacciones metálicas. Nuevamente, es necesario recordar que las moléculas no poseen fuerzas propias, sino que éstas existen debido a la interacción. Presentar las distintas fuerzas posibles para una sustancia induce a pensar que la molécula posee un determinado tipo de fuerza, sin embargo, en una mezcla de sustancias, la fuerza que se genera es propia de la interacción, aunque a veces se utilice el enfoque de “suma de fuerzas intermoleculares”. Por simplicidad, llamaremos intermoleculares a todas las interacciones no covalentes (Petrucci, p. 506) entre:
partículas, sean átomos, moléculas o iones presentes en sustancias o en mezclas
En el siguiente cuadro se mencionan las fuerzas intermoleculares con sus respectivos ejemplos. Es importante que lo estudien detenidamente y consulten las dudas. Los valores de energía son los necesarios para vencer las fuerzas intermoleculares presentes en estado gaseoso (Petrucci, p. 507)
INTERACCIONES NO COVALENTES
FUERZA Energía KJ/mol
Ejemplo Modelo
Atómicas
London 0 , 05 – 40 Ar … Ar
Metálicas 100 – 1000 Ag … Ag
Mezcla Molecular
Dipolo Inducido
- Dipolo Inducido
0,05 – 40 CH 4 … CS 2
Dipolo – Dipolo Inducido
CH 3 COCH 3
… CH 3 CH 3
H 2 O … O 2
Dipolo – Dipolo
H 2 O … CO
CH 3 COCH 3
… CH 3 OH
CH 3 OCH 3
… CO
inducido. b) ¿El gas nitrógeno es más o menos soluble en agua que el gas oxígeno? Fundamenta tu respuesta.
2. Indica si al mezclar los siguientes pares de sustancias se debe esperar que se forme una solución o no, justificando tus respuestas en base al tipo de mezcla y la fuerza intermolecular que lo permite: a) etanol ( CH 3 CH 2 OH ) y agua b) hexano ( CH 3 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 3 ) y octano ( CH 3 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 3 ) c) octanol ( CH 3 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 OH ) y agua 3. Existe el mito popular de que las frutas y verduras orgánicas son más saludables porque están libres de "químicos". Un término totalmente quimiofóbico, como si no fuera que todas las sustancias son químicas. Por ejemplo, La manzana verde, por ejemplo, posee una composición variable de acetaldehído. Por día una persona de 70 kg no debería ingerir cantidades superiores a 0,4 mg de esta sustancia. El vinagre de manzana es básicamente una solución acuosa al 3,0 % p/v de ácido acético ( CH 3 - COOH ) y posee acetaldehído significativa. Considerando exclusivamente los componentes de esta solución: a) Representa las estructuras de Lewis de los componentes de la mezcla. b) Indica el tipo de fuerza intermolecular presente en una muestra aislada de cada componente. c) Indica el tipo de interacción intermolecular que presenta la mezcla. d) Si pudieras separar los componentes en función de sus temperaturas de ebullición ¿Cuál sería el orden de separación y por qué? 4. La interacción ión – dipolo explica la disolución de un cristal iónico en agua, lo que se conoce como “solvatación”. La siguiente figura representa ese proceso.
Desarrolla por escrito la explicación de este fenómeno.
