9°4: ACTIVIDAD: ADN

IED. TÉCNICO INDUSTRIAL

ASIGNATURA DE BIOLOGÍA – GRADO 9° JORNADA TARDE

DOCENTE: JOSÉ ESTRADA FLÓREZ

TALLER DE PROFUNDIZACIÓN Y AFIANZAMIENTO DE LOS CONTENIDOS CONCEPTUALES.

TEMA: EL ÁCIDO DESOXIRRIBONUCLEICO (ADN)

ESTÁNDARES:

•Reconozco la importancia del modelo de la doble hélice para la explicación del almacenamiento y transmisión del material hereditario.

•Establezco relaciones entre los genes, las proteínas y las funciones celulares.

LOGRO: Lee críticamente y explica con argumentos sólidos, utilizando los términos y conceptos propios del marco teórico sobre la estructura y función del ADN.

COMPETENCIAS: Indaga, explica y trabaja en equipo.

INTRODUCCIÓN:

En ciencias es importante el manejo preciso de los términos para conceptualizar y argumentar cada tema. por lo tanto, los invito a desarrollar con dedicación y minuciosamente las siguientes acciones:  

ACCIONES:

Con base en el tema: ÁCIDO DESOXIRRIBONUCLEICO,  en el cual, usted tiene toda la información sobre la estructura y función del ADN y además, tiene el acceso  al sitio interactivo que se encuentra en el último párrafo en la sección que denominé: DIVIÉRTETE ENTRANDO A LA SIGUIENTE DIRECCIÓN,biomodelo Responde los siguientes interrogantes : Pero antes observa:
A. La doble hélice elemento a elemento: pares de bases y puentes de hidrógeno

B. El código de bases. 
Explicación de codones y anticodones: copie las explicaciones respectivas y tambien las tablas que aparecen allí
C. Las hebras y el esqueleto helicoidal
D. Los extremos del ADN y el antiparalelismo
NOTA: para realizar lo anterior tienes dos opciones: Primero, al hacer en biomodelo, encontrarás los 4 titulos a la izquierda de la página. segundo, puedes dar clic en cada uno de los títulos resaltados (A,B,C,D)

1. ¿Qué es una "hebra" de ADN?
2. ¿Cuántas hebras forman una doble hélice de ADN?
3. Cada hebra está formada por dos zonas o regiones. Una de ellas está constituida por la repetición de unidades idénticas, mientras que la otra está formada por unidades diferentes entre sí. ¿Cómo se llaman tales zonas?
4. ¿Qué mantiene unidas ambas hebras entre sí en la doble hélice?
5. ¿Cómo hacen las células copias exactas de su ADN?
6. ¿Cuándo duplican las células su ADN?
7. ¿Qué información está codificada en el ADN?
8. ¿Qué es un "codón"?
9. ¿Qué es la "transcripción" del ADN?

 10. ¿Qué es la "traducción" del ADN?

11. ¿Cuáles son los cuatro pares de bases que forman la doble hélice de ADN?

12. ¿Cómo puede A diferenciar entre T y C?

13. ¿Qué doble hélice de ADN crees que será más difícil separar en sus dos hebras: un ADN compuesto predominantemente por pares de bases AT o uno con pares de bases GC? ¿Por qué?

14. ¿Qué es una mutación?

15. La doble hélice de ADN se asemeja a una escalera retorcida. ¿Qué forma cada peldaño de la escalera? ¿Qué sostiene unidos los peldaños a los lados?

REACTIVO LÍMITE, RENDIMIENTO Y PUREZA 10°1 y 10°4

IED. TÉCNICO INDUSTRIAL

ASIGNATURA DE QUÍMICA – GRADO 10°3 JORNADA TARDE

DOCENTE: JOSÉ ESTRADA FLÓREZ

aprovechar el tiempo nos permite siempre ir adelante, de esta manera, el ocio es verdaderamente placentero .

José Luís Estrada Flórez

TEMA: REACTIVO LÍMITE, RENDIMIENTO Y PUREZA.

LOGROS.

Realizar ejercicios de estequiometría de rendimiento y reactivo limite.

ESTÁNDAR

Relaciono la estructura de las moléculas orgánicas e inorgánicas con sus propiedades físicas y químicas y su capacidad de cambio químico.

Realizo cálculos cuantitativos en cambios químicos.

COMPETENCIAS.

Indagar: plantea preguntas y procedimientos adecuados y para buscar, seleccionar, organizar e interpretar información relevante para dar respuesta a

esas preguntas.

INTRODUCCIÓN.

En el avance del conocimiento sobre reacciones químicas y de los procesos estequiométricos involucrados en ellas, los invito a recorrer los eventos de las reacciones en los que una de las sustancias reaccionantes limitan el proceso, el rendimiento que se puede tener y las purezas de los reactivos.

REACTIVO LÍMITE.

Es la sustancia reaccionante que se consume por completo en la reacción. Limita la cantidad de productos y la cantidad que reacciona de la otra sustancia. El otro reactivo de contra-parte al reactivo limitante, se le denomina reactivo en exceso. En otras palabras, el reactivo  limitante es aquel que se encuentra en defecto basado en la ecuación química ajustada.video concepto de reactivo límite

recordemos el factor de conversión visto en el calculo de ecuaciones químicas. 

La razón de dos cantidades cualesquiera en la ecuación balanceada nos da el "factor químico" de conversión, que permite pasar de las moléculas de una sustancia al número equivalente de moléculas de la otra sustancia implicada en la reacción. Sea la reacción balanceada 4FeS + 7O2 → 2Fe2O3 + 4SO2, los coeficientes indican que 4 moléculas de FeS reaccionan con 7 moléculas de O2 para producir 2 moléculas de Fe2O3 y 4 moléculas de SO2. A partir de la reacción balanceada anterior se pueden escribir factores químicos de conversión como los siguientes. 

4 moléculas de FeS        4 moléculas de FeS       7 moléculas de O2

-------------------------;     -------------------------- ;    ----------------------   ;  etc.

7 moléculas de O2              2 moléculas Fe2O3               2 moléculas de SO2

Sin embargo, las moléculas no son unidades prácticas para el trabajo de laboratorio. Los factores químicos de conversión se expresan en unidades equivalentes como son el mol y la masa, de tal manera que se pueden establecer relaciones mol-mol, masa-mol y masa-masa. Algunos ejemplos de ellas son: 

                                   4 moles de FeS                                            4 Moles de FeS

Relación Mol/mol:    -------------------       Relación Mol/masa:       -------------------

                                   7 moles de O2                                                                224 g de O2

                                   224 g de O2       

Relación masa/masa:  ----------------

                                   256 g SO2 

El reactante límite se determina matemáticamente mediante la razón molar de cada uno de los reactivos respecto al producto, es decir, que el reactivo límite será el que la razón molar de cómo resultado el más bajo entre los reactivos o es la sustancia que produce la menor cantidad de moles de la sustancia producida.

Ejemplo 1.

1.- ¿Cuántos moles de ácido clorhídrico HCl (sustancia C) pueden obtenerse a partir de 4 moles de hidrógeno H2 (sustancia A) y 3 moles de cloro Cl2 (sustancia B)?. Según la reacción química que a continuación se ilustra: 

   A                       B                   C

      H2      +            Cl2 ---------   2 HCl

 Determinar cuál es el reactivo límite en la anterior reacción química.

 Solución 

a.- Paso No. 1: Se determinan o se establecen las razones molares para las sustancias A y B con respecto a la sustancia C.

1 mol de H2                          y         1 mol de Cl2   

-------------------                              -------------------

2 moles de HCl                               2 moles de HCl    

b.- Paso No. 2: Se plantean las reglas de tres (3) con las sustancias A y B.

Si 1 mol de H2 --------------------- 2 moles de HCl

 Entonces 4 moles de H2 ---------- X 

X = 4 moles de H2 x 2 moles de HCl = 8 moles de HCl = 8 moles de HCl R/ 

1 mol de H2 1 Si 1 mol de Cl2 --------------------- 2 moles de HCl 

Entonces 3 moles de Cl2 ---------- X 

X = 3 moles de Cl2 x 2 moles de HCl      6 moles de HCl

       ---------------------------------------- = -------------------   = 6 moles de HCl R/

             1 mol de Cl2                                         1 

c.- Paso No 3: Con base en los resultados anteriores se determina cual de las sustancias es el reactivo límite.

El reactante o reactivo límite es la sustancia que produce la menor cantidad de moles de la sustancia C o HCl en este caso, el reactivo límite es el cloro Cl2 (sustancia B), ya que los 3 moles de la sustancia B o cloro (Cl2) limitan la producción de la sustancia C o ácido clorhídrico (HCl).

 A manera de conclusión tenemos: 

H2    +   Cl2 --------- 2 HCl

 4 moles de H2 + 3 moles de Cl2

1 mol de H2 + 1 mol de Cl2 --------- 2 moles de HCl 

1 mol de H2 + 1 mol de Cl2 --------- 2 moles de HCl 

1 mol de H2 + 1 mol de Cl2 --------- 2 moles de HCl 

1 mol de H2 + cero --------- No hay reacciónl

Obsérvese que, según la ecuación: 1 mole de Hidrógeno y 1 mol de cloro producen 2 moles de HCl. Entonces: 3 moles de Hidrógeno + 3 moles de cloro ---------- 6 moles de HCl

En estos cálculos puedes hallar tanto moles como gramos según lo pida el ejercicio. Ahora te invito a que ingreses a la siguiente dirección y observes un vídeo tutorial de como se resuelven. video  

Con base en el ejemplo anterior  y el vídeo resuelve los siguientes ejercicios.

1. Se tiene 3 moles de hierro (Fe) y 1,5 mol de oxígeno (O2), ¿Cuántas moles de de oxido férrico Fe2O3 se obtienen o producen?. Teniendo en cuenta la siguiente ecuación:

 A         B                         C 
4 Fe + 3 O2 ------------ 2 Fe2O3

2. Calcule cuántos gramos (gr) de fosfato de calcio (Ca3 (PO4)2) sustancia (C), se pueden obtener o producir a partir de la reacción entre 100gr de carbonato de calcio (CaCO3) o sustancia (A) con 70gr de ácido fosfórico (H3PO4 ) o sustancia (B), si la ecuación balanceada es: 

      A                B                            C                  D            E
 3 CaCO3 + 2 H3PO4 ------------ Ca3 (PO4)2 + 3 CO2 + 3 H2O

Antes de realizar el ejercicio hay que hacer claridad en lo siguiente: Siempre que se desee determinar o calcular el reactivo límite en cualquier ecuación química, los datos de los reactivos y productos deben estar expresados en términos de moles y como puede verse en el ejercicio anterior los datos están expresados en gramos (gr), razón por la cual deberá hacerse una conversión de gramos (gr) a moles de cada una de las sustancias o compuestos que se estudian en el anterior ejercicio.

3. El Zn y el S reaccionan para formar ZnS (sulfuro de zinc) sustancia que se utiliza para recubrir internamente las pantallas de los televisores. La ecuación correspondiente es:

Zn + S -------- ZnS 

¿Cuántos gramos (gr) de ZnS se obtienen cunado 240gr de Zn se hacen reaccionar con 130gr de S?

4. El Zn y el S reaccionan para formar ZnS (sulfuro de zinc) sustancia que se utiliza para recubrir internamente las pantallas de los televisores.  La ecuación correspondiente es:

Zn        +         S       --------        ZnS

¿Cuántos gramos (gr) de ZnS se obtienen cunado 240gr de Zn se hacen reaccionar con 130gr de S?

5. Un método par obtener Mg metálico consiste en la reducción del óxido magnesio con el silicio, conforme a la reacción:

2MgO         +      Si       -----------     2 Mg     +    SiO₂

En cierto proceso se partió de 582 kgr de MgO  y 187 kgr de Si.  ¿cuánto Kgr de Mg se produjeron?.

. 

observa el video. reactivo, rendimiento y pureza

RENDIMIENTO Y PUREZA DE UNA REACCIÓN.

La cantidad de producto que se suele obtener de una reacción química, es siempre menor que la cantidad teórica. Esto depende de varios factores, como la pureza del reactivo y de las reacciones secundarias que puedan tener lugar. Lograr una reacción 100% eficiente es prácticamente imposible.

El porcentaje de eficiencia o de rendimiento de una reacción  es la relación entre la cantidad de producto obtenida experimentalmente (en situaciones reales) y la cantidad de producto calculada de manera teórica (en situaciones ideales), expresado como un porcentaje:

Donde:

1. Rendimiento teórico: Es la máxima cantidad de productos que podemos obtener de una reacción quíimica. 3 Pureza y rendimiento 

2.  Rendimiento Rendimiento real: Es la cantidad cantidad de producto producto que se obtiene obtiene realmente realmente de una reacción química, que siempre es menor que el rendimiento teórico.

Entra a la siguiente página lee bién y haz la actividad que te piden allí. rendimiento

PUREZA
Los reactivos que intervienen en las reacciones químicas, pueden contener impurezas, es decir, que parte de los reactivos son sustancias que no reaccionarán en la reacción que estamos estudiando. Para diferenciar la parte de reactivo que sí reaccionará (parte pura) de la que no (parte impura), se define el % de pureza: Ejemplo: Una sustancia con un 90 % de pureza, tiene en cada 100 g totales de sustancia, 90 g de sustancia pura y 10 g de impura.

Porcentaje de pureza (%): Es la cantidad de sustancia pura en 100 parte de la muestra.

                              g de la sustancia pura 
 % de pureza  =    ----------------------------------- * 100
                               g de la muestra    

En muchos casos, para llevar a cabo una reacción química, no se cuenta con los reactivos puros.  Los materiales de partida están acompañados de impurezas; esto es particularmente cierto en los procesos industriales.  Antes de hacer los cálculos estequiométricos en estas reacciones, es preciso calcular la cantidad de reactivo puro que existe, ya que las reacciones químicas suponen combinaciones entra sustancias completamente puras.

Ejercicios resueltos

Analiza los siguientes ejercicios y con base en ellos y el vídeo, resuelve los ejercicios propuestos en cada caso.

1).  ¿Cuántos gr de ácido fluorhídrico (HF) se pueden obtener a partir de 200gr de fluoruro de calcio (CaF₂) de 90% de pureza?.  Si la reacción es:

CaF₂        +      H₂SO₄   -----------      Ca SO₄     +   2  HF

Solución

Paso No. 1:  Hay que calcular la cantidad de CaF₂ puro, en los 200gr de 90% de pureza, así:  El 90% se asume como 90 gr (90% = 90gr)

Mediante regla de tres o de factor de conversión:

Si  100 gr de CaF₂ Imp   -------------   Hay 90 gr puros

    Entonces

En 200 gr de CaF₂ Imp   -------------     X

X  =  200 gr CaF₂ Imp  x  90 gr CaF₂ puros  =   18000 gr puros  =  180 gr CaF₂ puros 

                  100 gr CaF₂ Imp                                  100

Paso No. 2:  Se deben convertir los gramos a moles, es decir a los 180gr CaF₂ puros 

a moles, así:

Se determina la masa molar del CaF₂:

Ca =40,08 gr x  1 = 40,08 gr           Recordemos que 1 mol de CaF₂ = 78,08 gr.

F  =18,998 gr x 2 = 37,997 gr

                            78,08 gr

180 gr CaF₂   x  1mol de CaF₂   =   180 mol de CaF₂   =     2,3 moles CaF₂ puros 

                    78,08 gr de CaF₂           78,08

Paso No. 3:  Se determina finalmente la cantidad de gramos de (HF) que se pueden obtener teniendo en cuenta la masa molecular de dicho compuesto, aplicando la razón molar con base en la ecuación química balanceada:

Masa molar del HF:    H =1,008 gr  x  1 = 1,008 gr

                                  F = 18,998 gr x 1 = 18,998 gr

                                                                20,006 gr HF

Recordemos que:  1 molde HF  = 20 gr                             

2,3 moles CaF₂  x 2 moles de HF  x  20 gr HF      =   92 gr de HF     R/

                          1 mol de CaF₂     1 mol de HF

2).  ¿Cuantos gr de CaF₂ de 90% de pureza se requieren para preparar 100 gr de HF?

CaF₂        +      H₂SO₄   -----------      Ca SO₄     +   2  HF

Soluciçon

Paso No. 1:   Hay que transformar los gr de HF a moles, para lo cual se necesita calcular las masas molares de las sustancias implicadas en el ejercicio,  se establece la razón molar del CaF al HF, según la ecuación química balaceada:

Masa molar del HF:    H =1,008 gr  x  1 = 1,008 gr

                                  F = 18,998 gr x 1 = 18,998 gr

                                                                20,006 gr HF

Recordemos que:  1 molde HF  = 20 gr                             

Masa molar del CaF₂:   Ca = 40,08 gr  x  1 = 40,08 gr

                                     F = 18,998 gr x  2 = 37,996 gr

                                                                78,076 gr CaF₂

Recordemos que:  1 molde HF  = 78,076 gr de CaF₂                             

Aplicamos la razón molar según la reacción química balanceada, para obtener los gr de la sustancias deseada, así:

100 gr de HF  x  1 mol de HF  x  1 mol de CaF₂  x  78 gr de CaF₂  =  7800 gr de CaF₂

                         20 gr HF         2 moles de HF     1 mol de CaF₂            40

=  195 gr de CaF₂

Nota:  Si el CaF₂ fuera puro, se requerirían 195 gr, pero como es impuro, se requiere una mayor cantidad, la cual se obtiene, así:

Si de 100 gr de CaF₂ Imp   ------------    90 gr de CaF₂ puros

                                                         Entonces

                        X            ------------    195 gr de CaF₂ puro

X   = 100 gr de CaF₂ Imp   x  195 gr CaF₂ puros  =    19500 gr de CaF₂ Imp   = 

                       90 gr de CaF₂ puro                                90

X  =   216,7 gr de CaF₂ Imp      R/

3).  ¿Cuántos gramos de HCl, se obtienen en la reacción de 30 moles de H₂, con un exceso de cloro, si el rendimiento de la reacción es de 95%. La ecuación química es:

H₂          +        Cl₂      --------------    2 HCl

Solución

Paso No. 1:   No hay que transformar a gr ya que el ejercicio nos dio los moles, entonces podemos, calcular las masa molares de las sustancias implicadas en el ejercicio y establecer las razones molares con base en la ecuación balanceada, así:

Masa molar del HF:    H =1,008 gr  x  1 = 1,008 gr

                                  Cl = 35,458 gr x 1 = 35,45 gr

                                                               36,46 gr HCl

Recordemos que:  1 molde HCl  = 36,46 gr                             

Se plantea la razón molar con base en la reacción química balanceada, así:

30 moles de H₂  x  2 moles de HCl  x  36,46 gr de HCl   = 2187,6 gr de HCl

                             1 mol de H₂         1 mol de HCl                 1

2187,6 gr de HCl     R/.

La anterior es la máxima cantidad de HCl que se puede obtener si el rendimiento  fuera del  100% pero, como es sólo del 95%, la cantidad obtenida debe ser menor, entonces a dicha cantidad se le debe determinar su porcentaje real, de la siguiente forma:

Si de 100 %  de HCl    ------------    Hay   2187,6gr deHCl

     Entonces

 95 % de HCl         --------------        X

X   = 2187,6 gr de HCl   x 95 % gr HCl  =    207822gr de HCl   =  2078,2 gr de HCl      R/

                     100 % de HCl                            100

Ejercicios propuestos

1).  ¿Cuántos gramos de HCl se obtiene por la reacción de 400 gr de NaCl de 80% de pureza con exceso de H₂SO₄ ,?.  ¿Cuál fue el rendimiento de la reacción, si se recogieron 190 gr de HCl?.    R/  199,6 grHCl  y  rendimiento de 95,16%

Nota: Revisar si la reacción esta o no balanceada.

NaCl    +    H₂SO₄    ---------   Na₂SO₄     +     HCl

2).  ¿Cuántos gr de KClO₃ de 80% de pureza se requieren para preparar128 gr de Oxígeno?.     R/  408,3 gr de KClO₃

Nota: Revisar si la reacción esta o no balanceada.

2 KClO₃     ----------     KCl      +    O₂

3).  Calcule cuántos gr de hidrógeno, se obtienen a partir de 3 moles de HCl en una reacción con magnesio cuyo rendimiento el de 70%.   R/ 2,1 gr de H₂

Nota: Revisar si la reacción esta o no balanceada.

Mg      +     HCl     --------    MgCl₂     +    H₂

PON EN PRÁCTICA LO APRENDIDO

Entra  al siguiente dirección observa el video. pureza. haz clic.

Realiza la experiencia con los mismos componentes usados en el vídeo, realiza los cálculos respectivos  y saca tus propias conclusiones.

NOTA: DEJA TUS COMENTARIOS EN EL BLOG CADA VEZ QUE ENTRES.

Bibliografía.

1. www.virtual.unal.edu.co/cursos/sedes/.../estequiometria_pagina8p.html
2. www.eis.uva.es/qgintro/esteq/tutorial-04.html
3. aprendeenlinea.udea.edu.co/lms/ocw/mod/resource/view.php?...true...
4. www.youtube.com/watch?v=K1UvZXKtEqs
5. www.youtube.com/watch?v=c2ZdagTYn9k