portafolio de evidencias 2do departamental 2.docx

8/16/2019 Portafolio de evidencias 2DO departamental 2.docx

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INSTITUTO POLITÉCNICONACIONAL

ESCUELA SUPERIOR DEINGENIERÍA MECÁNICA Y

ELECTRÓNICA UNIDAD TICOMÁN

Nombre del alumno (a): Flores OrtegaAidy Carolina

Profesor: Pedro Valdez Rodríguez

Asignatura: Químia !"sia

Fe#a de entrega: $%$&'

A*&

POR+AFO,-O ./ /V-./NC-A00/12N.O ./PAR+A*/N+A,


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ÍNDICE

UNIDAD 3: POLÍMEROS Y CERÁMICOS

• 3.1 POLÍMEROS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2• 3.1.1 Concepto de polímero, monómero, homopolímero, copolímero . . . 3• 3.1.2Tipo de cadena: Lineal, ramificada, tridimensional y entrelazada. . . . .4• 3.1.3 Plsticos, elastómeros y fi!ras. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . "• 3.1.4 #plicaciones en in$eniería. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . %• &apa co$niti'o. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (• )nsayo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1*• Pre$+ntas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

• 3.2 CERÁMICOS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12• 3.2.1 )str+ct+ra +ímica. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13• 3.2.2 Clasificación. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-• 3.2.3 Propiedades físicas y +ímicas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1%• 3.2.4 Propiedades elctricas, constante dielctrica y ri$idez dielctrica. . .1(• 3.2.- &ateriales aislantes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2*• 3.2." &ateriales semicond+ctores. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .21• 3.2./ Propiedades trmicas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .22• 3.2.% #plicaciones en in$eniería. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .23• &apa co$niti'o. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-• )nsayo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2"• Pre$+ntas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2/

UNIDAD 4 OXIDO REDUCCIÓN• 4.1 CONCEPTO DE ÓXIDO REDUCCIÓN. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2%

•

4.1.1 0mero de oidación. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2(• 4.1.2 e$las para determinar el nmero de oidación. . . . . . . . . . . . . . . .3*• 4.1.3 #$entes oidantes y red+ctores. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .32• &apa co$niti'o. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .33• )nsayo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .34• Pre$+ntas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-

• 4.2 Balanc! " c#ac$!n%. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3"• 4.2.1 &todo de óido red+cción e5ercicios6. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3/• 4.2.2 Clc+los este+iomtricos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3(• &apa Co$niti'o. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .41• )nsayo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42

• Pre$+ntas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .43• 7i!lio$rafía. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .44


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&


4/43

3

34 PO,5*/RO0 6CVC


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%3.1 POLÍMEROS

3.1.1 C!nc&'! " &!l()*!+ )!n,)*!+ -!)!&!l()*!+c!&!l()*!

P!l()*!: Los polímeros se definen como macromolc+las comp+estas por +na o 'arias +nidad+ímicas monómeros6 +e se repiten a lo lar$o de toda +na cadena.

8n polímero es como si +nisemos con +n hilo m+chas monedas perforadas por el centro, al fino!tenemos +na cadena de monedas, en donde las monedas serían los monómeros y la cadena con lmonedas sería el polímero.

La parte !sica de +n polímero son los monómeros.

Polietileno 9 etilenoetilenoetilenoetilenoetileno;;

M!n,)*!: Los monómeros son comp+estos de !a5o peso molec+lar +e p+eden +nirse a otrmolc+las pe+e


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3.1.2 T$&! " ca"na: L$nal+ *a)$/$ca"a+ '*$"$)n%$!nal 0n'*laa"a

L$nal: Los tomos de car!ono p+eden escri!irse en línea recta. #+n+e tam!in se poden escriretorcidas para oc+par menor espacio. )s importante sa!er 'er +e a+n+e est torcida es +na cadelineal.

Ra)$/$ca"a: =e al$+no de los car!onos de la cadena lineal sale otra + otras cadenas sec+ndariasramas.

T*$"$)n%$!nal: )n las +e se representan los enlaces se$n las direcciones en el espacio. )l critepara di!+5ar los enlaces es con +n trazo normal c+ando el enlace est en el plano del papel, en forma dc+


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En'*laa"a%: Los polímeros poseen +na estr+ct+ra tridimensional, donde las cadenas estn +nid+nas a otras por enlaces +ímicos

3.1.3 Pl%'$c!%+ la%',)*!% 0 /$*a%

Ela%',)*!%: Los polímeros poseen +na interesante propiedad, y esta es la elasticidad. Las cadenas polímeros se enc+entran enrolladas y solo la acción eterna de +na f+erza consi$+e +e se prod+zca estiramiento de las cadenas de los polímeros@ c+ando dicha f+erza merma, las cadenas poco a po'+el'en a enrollarse, consi$+iendo +e el material rec+pere s+ forma inicial.


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9?in em!ar$o, si dicha f+erza procedente del eterior !astante intensa, se pro'ocar el deslizamiento entre cadenas del polímero y el material p+ede no rec+perar

forma. )ste comportamiento se p+ede el+entrecr+zando las distintas cadenas de polímeros.

)l proceso de entrecr+zamiento de los elastómeros se llam'+lcanización. )l ca+cho +e est '+lcanizado se consi$

a tra's de la reacción del ca+cho con el az+fre a m+y alttemperat+ras@ la reacción pro'oca entrecr+zamiento de las cadenas de los poliisopren

por p+entes de az+fre, +e son Ass, entre distintas cadenas. )l ca+cho '+lcanizado es +n material de tielstico, el c+al es m+cho ms resistente, con propiedades

perd+ran en +n amplio inter'alo de temperat+ras.

$*a%: Las fi!ras poseen +na lon$it+d !astante $rande si se compara con s+ sección trans'ersal, heccaracterístico de este tipo de polímeros. La $ran mayoría de los polímeros fi!rosos se +san en la ind+stdel tetil y se necesita +e ten$an +na alta resistencia a la tracción. Para esto es necesario +e polímeros sean !astante cristalinos, p+es la resistencia de stos a+menta se$n s+ $rado cristalinidad.

La capacidad +e tienen los polisteres y las poliamidas de formar fi!ras se !asa en s+s estr+ct+rmolec+lares. Las cadenas de polímeros +e son lineales y no se enc+entran ramificadas son simtricperfectas, ya +e contienen +nidades de la misma medida +e se 'an repitiendo con re$+laridad a tra'

de toda la cadena.

Los $r+pos 0B y Co se disponen re$+larmentelo lar$o de la cadena polimrica permitiendo se formen enlaces de hidró$eno entre las caden+e se enc+entran adyacentes, lo c+al hace

las cadenas se dispon$an paralelamente. =ichcadenas +na 'ez orientadas tiene la capacidad enrollarse formando hilachas +e se entrecr+zcon la finalidad de formar la fi!ra.

Pl%'$c!%: Podemos destacar s+s propiedadlas c+ales son intermedias entre los elastómeroslas fi!ras@ se trata de +nos polímeros de tsinttico +e p+eden ser moldeados con ciefacilidad en el proceso de ela!oración.


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3.1.4 A&l$cac$!n% n $n5n$*(a

)isten polímeros nat+rales como el al$odón, la ceda, la lana o !ien la cel+losa de las plantas inc+soh+le es +n polímero nat+ral.

Tam!in estn los polímeros creados en la!oratorios los c+ales se denominan sintticos. )n esta ramentran todos los plsticos, nylon, polietileno, P>C, entre otros.

Las propiedades mecnicas de los polímeros son la ca+sa de +e este material sea m+y empleado en

ind+stria y la 'ida cotidiana, ya +e por tener ms $randes s+s cadenas molec+lares, estas se atraen comayor f+erza y los hace ms resistentes. )sto depende directamente de la composición +ímica +e realice en el la!oratorio.

EN LA INDUSTRIA MECÁNICA

)n la ind+stria mecnica los polímeros son +tilizados en $ran cantidad +e s+s propiedades, permitienfa!ricar partes para m+inas y herramientas se$n las características +e se necesiten. Los plsticse$n sea s+ composición, p+eden ser rí$idos para transmitir f+erzas o resistir car$as, a+n así tiendenser +e!radizos, o !ien polímeros elsticos para adaptarse a espacios, ante +na car$a acepta!le deforma, pero '+el'en a s+ forma ori$inal al retirar la car$a.

)5emplos de partes plsticas rí$idas:

• )n'ases• Co!ertores• )str+ct+ras• Transmisiones

)5emplos de partes plsticas elsticas

• 7andas de $oma


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;• )mpa+es o aislantes• 7andas de transmisión• Llantas

MAPA CO6NITI7O

ENSAYO=entro los polímeros tenemos 'arios tipos entre ellos encontramos los monómeros, cómo s+ nom!redice son macropartíc+las +e p+eden +nirse a otras molc+las, estos dan ori$en a los polímeros ya son 'arios monómeros repetidos a lo lar$o de la cadena, tam!in tenemos a los homopolímeros +e sla repetición de 'arios monómeros idnticos y finalmente tenemos al copolímero +e a diferencia dhomopolímero los monómeros +e estn incl+idos en dicha cadena de!en ser diferentes.

Bay c+atro tipos de cadenas tenemos la lineal +e como s+ nom!re lo dice los car!onos se enc+entren forma lineal 'aya la red+ndancia6 otro tipo es la ramificada, en ella podemos encontrar caden


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'sec+ndarias dentro de +na cadena lineal, la tridimensional es a+ella en la +e se representan lenlaces se$n las direcciones en el espacio, y finalmente tenemos la entrelazada, stas poseen +estr+ct+ra tridimensional donde las cadenas estn +nidas +nas a otras por enlaces +ímicos.

=entro de los polímeros tenemos los elastómeros, como s+ nom!re lo dice son materiales elsticos lc+ales los encontramos enrollados y sólo las f+erzas eternas p+eden prod+cir s+ estiramiento, de i$+

forma tenemos las fi!ras los c+les podríamos decir +e son de $ran lon$it+d y s+ resistencia a+mense$n s+ $rado de cristalinidad, y los plsticos tienen propiedades intermedias entre los elastómeroslas fi!ras, p+eden ser moldeados con facilidad.

Los polímeros son de $ran +tilidad en la in$eniería por e5emplo, estos son +sados en la fa!ricación den'ases, aislantes, !andas de $oma y transmisión, empa+es, llantas, y +n sinfín de o!5etos +e +samen la 'ida diaria, estos han hecho $ran importancia en la ind+stria.

PRE6UNTAS1. D+ es +n polímeroE

R8 C!)%'a &!* )!n,)*!% 9# % *&$'n a l! la*5! " '!"a la ca"na2. D+ es +n monómeroE

R8 C!)%'!% &!* a! &%! )!lc#la* 9# "n #n$*% a !'*a )!l;c#la%


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R8 Ra)$/$ca"a1*. ?e representan los enlaces se$n las reacciones en el espacioE

R8 T*$"$)n%$!nal


13/43

&


14/43

3

34& C/R7*-CO0CVC


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%3.2 CERÁMICOS3.2.1 E%'*#c'#*a 9#()$ca

• ?on comp+estos inor$nicos constit+idos por elementos metlicos y no metlicos.• ?+ enlace p+ede ser iónico o co'alente.• Presenta estr+ct+ra cristalina.

ESTRUCTURA CRISTALINA

)isten dos características +e componen los materiales cermicos cristalinos +e determinan estr+ct+ra cristalina: el 'alor de la car$a elctrica de los iones componentes y los tama


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8F E%'*#c'#*a

C*$%'al$na "S#l/#*! " $nc: La estr+ct+ra de la !lenda de la !len

de zes típ

d

Jndel 7eG, del ?iCdel JnTe. Tiene estr+ct+ra cristalina del tipo #I, en la c+al el nmero de coordinación es 4@ o setodos los iones estn con coordinación tetradrica. ?e denomina estr+ct+ra de la !lenda o de escalerita, lo c+al corresponde al nom!re dado al mineral de s+lf+ro de zinc.

F E%'*#c'#*a c*$%'al$na " la l#!*$'a: )l CaH2, el ThG2, el CeG2, el 8G2, el JrG2, el P+G2, y

BfG2, tienen la estr+ct+ra de la florita, estos comp+estos se destacan por la fórm+la +ími #mIp, donde m yKo p son diferentes de 1. )l cociente de radios iónicos rCKr# para el CaH2 alrededor *.%, lo c+al, se$n la ta!la 1, corresponde a +n nmero de coordinación de %.

F E%'*#c'#*a " 5*a/$'!: 8na de las formas cristalinas del car!ono, al$+na 'eces se le considematerial cermico, a+n+e el car!ono es +n elemento y no +na com!inación de tomos metlicy no metlicos. )l $rafito tiene +na estr+ct+ra hea$onal por capas y se +tiliza como materrefractario, como l+!ricante y como fi!ra.

3.2.2 Cla%$/$cac$,n.

=ependiendo de la nat+raleza y tratamiento de las materias primas y del proceso de cocción, distin$+en dos $randes $r+pos de materiales cermicos: las cermicas $r+esas y las cermicas finas.

Ma'*$al% c*)$c!% &!*!%!% ! 5*#%!%: 0o han s+frido 'itrificación, es decir, no

lle$a a f+ndir el c+arzo con la arena de!ido a +e la temperat+ra del horno es !a5a. ?fract+ra al romperse6 es terrosa, siendo totalmente permea!les a los $ases, lí+idos$rasas. Los ms importantes son:

F Arcilla cocida: de color ro5iza de!ido al óido de hierro de las arcillas empleadaCon ella se fa!rican: !aldosas, ladrillos, te5as, 5arrones, caz+elas, etc...


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F Lozaitaliana: ?e fa!rica con arcilla entre amarilro5iza mezclada con arena, p+diendo rec+!rirde !arniz transparente. ?e emplea para fa!ric'a5illas !aratas, adornos, tiestos....

F Loza inglesa: Ha!ricada de arcarenosa. ?e emplea para 'a5illa o!5etos de decoración.

F Refractarios: ?e fa!rican a partir de arcillas mezcladas con óidos de al+min

torio, !erilio y circonio. Las aplicaciones ms +s+ales son: ladrillos refractarios de!en soportar altas temperat+ras en los hornos6 y electro cermicas +sados a+tomoción, a'iación....


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Ma'*$al% c*)$c!% $)&*)al% ! /$n!%: )n

+e se someten a temperat+ras s+ficientemente altas como para 'itrificar completamentearena de c+arzo. #sí, se o!tienen prod+ctos impermea!les y ms d+ros. Los mimportantes son:

F Gres cerámico común: G!tenido a partir de arcillas ordinarias. )s m+y empleaen pa'imentos y paredes.

F Gres

cerámico fino: G!tenido a partir de arcillas conteniendo óidos metlicos. ?emplea para 'a5illas, az+le5os...


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F Porcelana: G!tenido a partir de +na arcilla m+y p+ra. Teniendo m+ltit+d aplicaciones en el ho$ar pilas de cocina, 'a5illas, tazas de caf, etc.6 y en ind+stria to!eras de reactores, aislantes en transformadores, etc.6.

3.2.3P*!&$"a"% /(%$ca% 0 9#()$ca% ?on d+ros y fr$iles con !a5a tenacidad y d+ctilidad. ?on !+enos #islantes elctricos y trmicos. Tienen altas temperat+ras de f+sión, alta resistencia al ata+e +ímico, !a5o costo y presentan

facilidad de controlar s+ aspecto.


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; 7a5a densidad i$idez, resistencia estr+ct+ral esistencia a la corrosión eneralmente son óidos o car!onos &ateriales no or$nicos ni metlicos

3.2.4 P*!&$"a"l;c'*$ca%

c!n%'an' "$l;c'*$ca 0 *$5$" "$l;c'*$ca

PROPIEDADES ELCTRICAS DE LOS CERÁMICOS

Los materiales cermicos se +san ampliamente en la ind+stria elctrica y electrónica. Principalmencomo aislantes dielctricos6 elctricos o en capacitores.

Resistividad de paso PD: )s la resistencia +e presenta +n c+!o de 1 cm de arista.

Resistencia superficial y resistencia a las corrientes de fugas: )n altas tensiones p+ed

aparecer corrientes elctricas como consec+encia de depósitos so!re la s+perficie de laislantes. #l ca!o de +n cierto tiempo la corriente podría atacar a estos materiales. Precisamenlos plsticos son m+y sensi!les a ello, p+es al ser s+stancias or$nicas contienen car!ono.

Rigidez dieléctrica ED en ! " mm: ?e mide la tensión a la +e se prod+ce +na descar

disr+pti'a entre dos electrodos. La ri$idez dielctrica no es +na ma$nit+d lineal, sino +e dependde +na serie de factores

Permitividad relativa Er: )s importante +e la permiti'idad relati'a de los aislantes sea pe+e<

pero por otro lado los aislantes empleados como dielctricos en los condensadores de!erpresentar +na $ran permiti'idad. #dems para poder 'alorar las propiedades del material desa!erse en + forma depende )r de la frec+encia.

PROPIEDADES DE LOS COMPONENTES DIELCTRICOS

La +nión iónica y co'alente en materiales cermicos restrin$e la mo'ilidad de los iones y de loelectrones y esto determina +e estos materiales sean !+enos aislantes elctricos. )isten 3 propiedad!sicas de los componentes dielctricos.

• Constante dielctrica +pt+ra dielctrica Hactores de perdida• Comportamiento dielctrico


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&')ste tipo de material cermico presenta +na estr+ct+ra !ipolar entidades de car$as M6 y 6 a ni'atómico o molec+lar separadas6 por lo en presencia de +n campo elctrico estos se orientan y es posi!+sarlos en capacitores.

CONSTANTE DIELCTRICA

La constante dielctrica de +n medio contin+o es +na propiedad macroscópica.

)l efecto de la constante dielctrica se manifiesta en la capacidad total de +n condensador elctricocapacitor. C+ando entre los cond+ctores car$ados o paredes +e lo forman se inserta +n materdielctrico diferente del aire la capacidad de almacenamiento de la car$a del condensador a+menta. =hecho la relación entre la capacidad inicial Ci y la final Cf 'ienen dada por la constante elctrica:

RI6IDE DIELCTRICA>alor límite de la intensidad del campo elctrico en el c+al +n material pierde s+ propiedad aisladorapasa a ser cond+ctor r+pt+ra elctrica6. Tam!in podemos definirla como la mima tensión +e p+edsoportar +n aislante sin perforarse. # esta tensión se la denomina tensión de rot+ra.

?i el dielctrico es sometido a +na diferencia de 'olta5e s+ficientemente alta, el esf+erzo de los electrony los iones en s+ intento por pasar a tra's del dielctrico p+ede s+perar la ri$idez dielctriocasionando +e el material empiece a fallar y finalmente se prod+zca el paso de electrones.

3.2. Ma'*$al% a$%lan'%

La porcelana elctrica consta aproimadamente de +n -* N de arcilla #l2G3O2?iG2O2B2G6, +n 2-N ?iG2 y +n 2N de feldespato 2GO#l2G3O"?iG26. )sta composición hace +e el material ten$a +na !+eplasticidad en 'erde, y +n amplio mar$en de temperat+ras de cocción, con +n coste relati'amente !aLa mayor des'enta5a de los materiales aislantes de porcelana es s+ alto factor de prdidas comparación con otros materiales aislantes, de!ido a la alta mo'ilidad de los iones alcalinos. )n la fi$+14.2/ se o!ser'a la microestr+ct+ra correspondiente a +na porcelana elctrica atacada con +na sol+cióal 4*N de HB.

La porcelana de esteatita es +n !+en aislante elctrico ya +e tiene +n !a5o factor de prdidas, !a5a

a!sorción de h+medad y +na $ran resistencia al impacto, por lo +e se +tilizan con frec+encia en laind+stria electrotcnica. La composición de la esteatita ind+strial se !asa en aproimadamente +n (*Nde talco 3&$GO4?iG2OB2G6 y +n 1*N de arcilla. La microestr+ct+ra de la esteatita cocida en el hornoconsta de cristales de esteatita &$?iG36 +nidos por +na matriz 'ítrea.

La fosterita, &$2?iG4, no tiene iones alcalinos en fase 'ítrea, así +e tiene +na mayor resistencia y +nmenor factor de prdidas, +e los aislantes de esteatita, principalmente a frec+encias altas.

Los aislantes de almina poseen óido de al+minio, #l2G3, como fase cristalina enlazada con +na mat'ítrea +e, normalmente est li!re sodio y potasio, es +na mezcla de arcilla, talco y f+ndentalcalinotrreos. )stas cermicas tienen +na ele'ada ri$idez dielctrica y !a5o factor de prdidas 5+nto


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&+na ele'ada resistencia lo +e lo hace +n material especialmente til. almina sinterizada ((N de #l2G36 se +sa con frec+encia paaplicaciones de aparatos electrónicos de!ido a s+s !a5as prdidasaltas frec+encias.

3.2. Ma'*$al% %)$c!n"#c'!*%

&ediante sol+cionsólidas de óidmetlicossintetizados de &

0i, He, Co y C+ con alta diferencia

resisti'idad se p+eden crear semicond+ctores con +na cond+cti'idadintermedia por com!inación óidos metlicos.

)Q: )l comp+esto cermico ma$netita He3Gtiene +na resisti'idad de 1*- Ghm

La mayoría de los óidos metlicos transición tienen +na resisti'idad de 1*G .m

?i a la ma$netita He3G4 de alta cond+cti'idad le adatamos cantidades crecientes de &$Cr2G4 de aresisti'idad lo$raremos red+cir $rad+almente la cond+cti'idad de la sol+ción sólida.

3.2.F P*!&$"a"% ';*)$ca%

)n $eneral la mayoría de los materiales cermicos tiene !a5a cond+cti'idad trmica de!ido a s+s f+ertenlaces iónicos co'alentes y son !+enos aislantes trmicos.

C!n"#c'$?$"a" ';*)$ca: La cond+cción trmica es +n fenómeno por el c+al el calor se transporta de +re$ión de alta temperat+ra del material a otra de !a5a temperat+ra. La cond+cti'idad trmica caracterila capacidad de +n material de transferir calor

Los materiales +e no poseen electrones li!res son aislantes trmicos y solo eiste transporte de capor 'i!raciones de la red.


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&&)l 'idrio y otras cermicas amorfas tienen cond+cti'idades menores +e las cermicas cristalinas por estr+ct+ra atómica altamente desordenada e irre$+lar.

E%/#*!% ';*)$c!% ! 'n%$!n%: Las tensiones trmicas son tensiones ind+cidas en +n c+erpo comres+ltado de:

Cam!ios en la Temperat+ra.

Tensiones res+ltantes de la epansión Contracciones trmicas confinadas.

Lo c+al p+ede prod+cir fract+ras y a$rietamiento, lo c+al se da por lo $eneral en los procesos de secado

C-!9# ';*)$c! " #n )a'*$al /*5$l: )l enfriamiento rpido de +n material introd+ce en las tensions+perficiales de reacción, contri!+yendo a la formación de $rietas y s+ propa$ación a partir de defects+perficiales y p+diendo prod+cir rot+ra.

La capacidad de +n material de soportar esta clase de falla se llama resistencia al cho+e trmico. Pa

+n c+erpo cermico +e es rpidamente enfriado, la resistencia al cho+e trmico depende no solo dema$nit+d del cam!io de la temperat+ra sino tam!in de las propiedades mecnicas y trmicas dmaterial.

La resistencia al cho+e trmico es me5or para cermicos +e tienen alta resistencia a la fract+ra acomo !a5o mód+lo de elasticidad y !a5o coeficiente de epansión trmica.

3.2.G A&l$cac$!n% n $n5n$*(a

)n +n principio se considera!a a los cermicos como la arcilla en todas s+s formas, es decir, todos l

materiales inor$nicos no metlicos, +e se forman a partir de calor.Conforme a las propiedades y características de los materiales cermicos, la in$eniería ha hecho +so dellos como material indispensa!le en al$+nos dise


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&3

C*)$c!% In5n$*$l%: Constit+idas, típicamente, por comp+estos p+ros o casi p+ros tales como oide al+minio #l2G36, car!+ro de silicio ?iC6, y nitr+ro de silicio ?i3046.

8n etenso $r+po de cermicos a'anzados se +sa aplicaciones no estr+ct+rales, apro'echando s+s nicas propiedades ma$nticas, electrónicas y ópticas+ !+ena resistencia a la corrosión a alta temperat+s+ capacidad de ser'ir como sensores en

detección de $ases peli$rosos y por ser adec+adpara dispositi'os de prótesis y otros Rcomponentes rep+esto para el ser h+manoR.

MAPA CO6NITI7O


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&%

ENSAYO

Los cermicos podemos decir +e son comp+estos inor$nicos constit+idos por elementos metales y

metales, dos de s+s características ms so!resalientes de ellos son el 'alor de car$a de los ioncomponentes y los tama


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&8

PRE6UNTAS

1. D+ es +n cermicoER8 S!n c!)%'!% $n!*5n$c!% c!n%'$'#$"!% &!* l)n'!% )'l$c!% 0 n! )'l$c!%

2. C+les son las dos características +e componen los materiales cermicos cristalinosER8 El ?al!* " la ca*5a l;c'*$ca " l!% $!n% c!)&!nn'% 0 l!% 'a)aH!% *la'$?!% "an$!n% 0 ca'$!n%

3. Cómo se forman las estr+ct+ras de los cermicosER8 C#an"! l!% an$!n% 9# *!"an #n ca'$,n %'n '!"!% n c!n'ac'! c!n ca'$,n

4. &enciona 3 estr+ct+ras cristalinasR8 E%'*#c'#*a "l cl!*#*! %,"$c!+ %'*#c'#*a " la /l#!*$'a+ %'*#c'#*a "l 5*a/$'!

-. Cómo se clasifican los cermicosE

R8 6*#%a% 0 /$na%". &encionas 3 e5emplos de cermicos finosR8 La &!*clana+ c*)$c!% c!)#n%+ 5*% c*)$c! /$n!

/. &enciona 3 e5emplos de cermicos $r+esosR8 A*c$lla c!c$"a+ l!a $'al$ana 0 l!a $n5l%a

%. &enciona - propiedades de los cermicosR8 Baa 'nac$"a"+ aa "n%$"a"+ 5n*al)n' %!n ,=$"!% ! ca*!n!%+ al'!% n'!% "/#%$,n+ *%$%'nc$a a la c!**!%$,n

(. &enciona 3 +sos de los cermicosR8 P"*nal+ a*c$lla 0 c$*c#$'!% $n'5*a"!%

1*.D+ es la cond+cti'idad atómicaE

R8 n,)n!% &!* l c#al l cal!* % '*an%&!*'a " #na *5$,n " al'a ')&*a'#*a ")a'*$al a !'*a " aa ')&*a'#*a


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&


28/43

&9

%4 CONC/P+O ./


29/43

&4.1 CONCEPTO DE ÓXIDO REDUCCIÓN4.1.1 N>)*! " !=$"ac$,n

)l nmero de oidación es +n nmero entero +e representa el nmero de electrones +e +n tomreci!e si$no menos6 o +e pone a disposición de otros si$no ms6 c+ando forma +n comp+es

determinado.)so si$nifica +e el nmero de oidación es positi'o si el tomo pierde electrones, o los comparte con tomo +e ten$a tendencia a captarlos. S ser ne$ati'o c+ando el tomo $ane electrones, o los comparcon +n tomo +e ten$a tendencia a cederlos.

)l nmero de oidación se escri!e en nmeros romanos: M, M, M, M>, , , , >, etc. Pero en eseplicación +samos caracteres ar!i$os para referirnos a ellos: M1, M2, M3, M4, 1, 2, 3, 4 etctera, c+al nos facilitar los clc+los al tratarlos como nmeros enteros.

)s importante notar +e el nmero de oidación de todos los elementos aislados es decir no forman

comp+estos6 es cero *6.

Bay al$+nos pocos elementos +e, formando parte de +n comp+esto, tienen +n nico nmero oidación. )sto ser til ya +e si conocemos el nmero de oidación de esos pocos elementos ser fded+cir el de los otros elementos del comp+esto a partir de las confi$+raciones electrónicas.

#l$+nos nmeros de oidación aparecen en la ta!la si$+iente. Los nmeros de oidación de los demelementos los ded+ciremos de las fórm+las o nos los indicarn en el nom!re del comp+esto.


30/43

&; 4.1.

R5la% &a*a "'*)$na* l n>)*! " !=$"ac$,n

)l nmero de oidación es necesario para determinar, en +na reacción de oidación red+cción, +elemento se est oidando semireacción de oidación6 y + elemento se est red+ciensemireacción de red+cción6.

1. )l nmero de oidación de +n elemento li!re es cero. Por e5emplo los metales no dis+eltos CJn, #l;6 o los $ases diatómicos G2, Cl2, H2;6.

2. )n los iones de +n nico tomo, el estado de oidación o nmero de oidación de dicho tomcoincide con la car$a del ion. Por e5emplo, en el caso de los alcalinos catiónicos el estado doidación es M1 LiM, 0aM, M;6 y en el caso de los alcalinotrreos M2 CaM2, &$M2;6. =mismo modo ser para los dems metales, por e5emplo, en el He 6 el estado de oidación es M

y en el He 6 M3.

3. )l nmero de oidación del flor, H, es siempre 1, por ser el tomo ms electrone$ati'o eiste.

4. )l nmero de oidación del oí$eno es siempre 2, con dos ecepciones:

• C+ando el oí$eno se com!ina con flor, s+ nmero de oidación es M2.

• C+ando el oí$eno se halla formando +n peróido, como el peróido de hidró$eno o a$

oi$enada, B2G2, s+ nmero de oidación es 1.


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3'-. )l nmero de oidación del hidró$eno es siempre M1, ecepto en los hidr+ros metlicos +e es

por e5emplo hidr+ro sódico, B0a6.

". #l$+nos elementos tienen distinto estado de oidación en f+nción del comp+esto +e estformando. Por e5emplo, el estado de oidación del nitró$eno en el monóido de nitró$eno, 0G,

M2, mientras +e el estado de oidación del nitró$eno en el dióido de nitró$eno, 0G2, es M4.

/. La s+ma al$e!raica de los nmeros de oidación de los elementos de +n comp+esto ha de si$+al a s+ car$a, es decir:

• ?i es +n comp+esto ne+tro, la s+ma al$e!raica de s+s nmeros de oidación ser cero.

• ?i es +n catión o +n anión ser i$+al a la car$a del ion. Por e5emplo, en el caso del anió

perclorato, ClG3A, la s+ma al$e!raica de los nmeros de oidación ser 1. )n este caso,oí$eno tiene estado de oidación 2, por lo +e 26 O3 9 ". =e este modo, para +e la s+m

al$e!raica sea 1, el estado de oidación del cloro ha de ser M-.

4.1.3 A5n'% !=$"an'% 0 *"#c'!*%

AGE#$E %&'DA#$E: )s la especie +ímica +e +n proceso redo acepta electrones y, por tanto, red+ce en dicho proceso. Por e5emplo, c+ando se hacen reaccionar cloro elemental con calcio:

Ca* M Cl2 *6 U CaCl2

)l cloro es el a$ente oidante p+esto +e, $ana electrones y s+ car$a o nmero de oidación pasa de *1A. )sto se p+ede escri!ir como:

2eMCl2 *6 U 2Cl1

En *%#)n:

A5n' !=$"an': 6ana lc'*!n% 0 D$%)$n#0 %# n>)*! " !=$"ac$,n


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3AGE#$E RED()$%R: )s la especie +ímica +e +n proceso redo pierde electrones y, por tanto, oida en dicho proceso a+menta s+ nmero de oidación6. Por e5emplo, c+ando se hacen reaccioncloro elemental con calcio:

Ca *6 M Cl2 *6 UCaCl2

)l calcio es el a$ente red+ctor p+esto +e pierde electrones y s+ car$a o nmero de oidación pasa dea 2M. )sto se p+ede escri!ir como:

Ca* UCa2M M 2e

En *%#)n:

A5n' *"#c'!* 8 P$*" lc'*!n% 0 A#)n'a %# n>)*! " !=$"ac$,n

MAPA CO6NITI7O

ENSAYOVidored+cción es a+el nmero +e representa el nmero de electrones +e +n tomo cede o donse$n sea el caso, el nmero de oidación tiene a ser ya sea positi'o o ne$ati'o, sólo ser positic+ando el tomo pierde electrones o los comparta con +n tomo +e ten$a la tendencia de capt+rarloen el caso de +e dicho nmero sea ne$ati'o ser c+ando el tomo $ane electrones o lo ceda con tomo +e tienda a cederlos.

Todos los elementos de la ta!la periódica tienen +n nmero de oidación de positi'o a ne$ati'o, al$+nelementos tienden a sólo tener +n solo nmero, otros p+eden cam!iar al formar peróidos o hidr+ro


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3&

m+cho otros 'arían se$n con los elementos +e estn comp+estos a l y al$+nos otros 'alen ce'aldrn cero sólo c+ando el elemento no forme comp+estos, ya +e ste estar en estado !asal.

=+rante el proceso )=GI oc+rren dos procesos sim+ltneamente, a los +e denominamos coma$ente red+ctor y el a$ente oidante, en el caso del a$ente oidante es el elemento +e aceptar loelectrones y por lo tanto se red+cir dicho proceso@ en el a$ente red+ctor pasa lo contrario, es a+elemento +e donar electrones y ser el +e se oide.


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33

PRE6UNTAS

16 D+ es el nmero de oidaciónER8 E% l n>)*! n'*! 9# *&*%n'a l n>)*! " lc'*!n% 9# #n '!)! *c$ ! 9"!na

26 D+ si$nifica +e el nmero de oidación sea positi'oER8 # l '!)! &$*" lc'*!n% ! la% c!)&a*' c!n #n '!)! 9# 'n5a 'n"nc$a "ac&'a*l!%

36 D+ si$nifica +e el nmero de oidación sea ne$ati'oER8 C#an"! l '!)! 5an lc'*!n% ! l!% c!)&a*'a c!n #n '!)! 9# '$n"a a c"*l!%

46 C+l es el nmero de oidación de los elementos +e no forman comp+estosER8 C*!

-6 C+l es el 'alor del oí$eno al formar +n peróidoER8 J1

"6 C+l es el 'alor del hidró$eno al formar +n hidr+roER8 J1/6 D+ es +n a$ente oidanteE

R8 En #n &*!c%! REDOX % l l)n'!% 9# ac&'a lc'*!n% 0 &!* l! 'an'! % *"#c ;%'

%6 D+ es +n a$ente red+ctorER8 En #n &*!c%! REDOX % l l)n'! 9# &$*" lc'*!n% 0 &!* l! 'an'! % !=$"a ;%'.

(6 C+l es el nmero de oidación del HlorER8 J1

1*6C+l es el tomo ms electrone$ati'o +e eisteE

R8 l>!*


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3%


36/43

38

%4& !A,ANC/O ./CVC


37/43

34.2 BALANCEO DE ECUACIONES4.2.1 M;'!"! " ,=$"! *"#cc$,n


38/43

39C+ * W

C+2M M2e

0-M M 3e

W 02M

Pa%! 4. $+alar el nmero de electrones $anados y cedidos:

3XC+* WC+2M M

2eY2X0-M M

3eW 02MY

3C+* W3C+2M M

"eY

20-M M "e

W 202M

N!'a: El n>)*! " lc'*!n% 5ana"!% " %* $5#al al n>)*! " lc'*!n% c"$"!%.

Pa%! . Colocar los coeficientes encontrados en la ec+ación ori$inal donde se 'erificó el cam!io dnmero de oidación:

Cu ' > ?NO3 @ 3Cu (NO3)& > ?&O > 2NO

Pa%! . Completar el !alanceo a5+stando el nmero de tomos en am!os lados de la reacción:

*C+* M + B0G3 W 3C+ 0G362 M ,B2G M 20G

4.2.2 Clc#l!% %'9#$!);'*$c!%

Este-uiometria: )s el clc+lo de las cantidades de reacti'os y prod+ctos de +na reacción +ímica.

Los coeficientes de +na ec+ación a5+stada representan:

• )l nmero relati'o de molc+las +e participan en +na reacción• )l nmero relati'o de moles participantes en dicha reacción.

Por e5emplo en la ec+ación a5+stada si$+iente:


39/43

3

La prod+cción de dos moles de a$+a re+iere el cons+mo de 2 moles de B2 +n mol de G2.

Por lo tanto, en esta reacción tenemos +e: R2 moles de B2, 1 mol de G2 y 2 moles de B2GR socantidades este+iomtricamente e+i'alentes.

)stas relaciones este+iomtricas, deri'adas de las ec+aciones a5+stadas, p+eden +sarse padeterminar las cantidades esperadas de prod+ctos para +na cantidad dada de reacti'os.

E)&l!:

C+ntas moles de B2G se prod+cirn en +na reacción donde tenemos 1,-/ moles de G2, s+ponien+e tenemos hidró$eno de so!raE

)l cociente es la relación este+iomtrica entre el B2G y el G2 de la ec+ación a5+stada de esta reacción

E)&l!:

Calc+la la masa de CG2 prod+cida al +emar 1,** $ramo de C4B1*, para la reacción de com!+stión d!+tano C4B1*6 la ec+ación a5+stada es:

Para ello antes +e nada de!emos calc+lar c+antas moles de !+tano tenemos en 1** $ramos de

m+estra:

=e manera +e, si la relación este+iomtrica entre el C4B1* y el CG2 es:

Por lo tanto:


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3;

Pero la pre$+nta pedía la determinación de la masa de CG2 prod+cida, por ello de!emos con'ertir lmoles de CG2 en $ramos +sando el peso molec+lar del CG26:

=e manera similar podemos determinar la masa de a$+a prod+cida, la masa de oí$eno cons+mida, etc

MAPA CO6NITI7O


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%'

ENSAYO

C+andoha!lamos red+cciónrecordemos+e es c+an

se $aoí$eno pparte de +molc+la,c+ando +molc+lapierdehidró$eno, prdida electrones

s+fre +n tomo $r+po de tomos y se a+menta el nmero de oidación, en el caso de la red+cción oc+rre la prdida oí$eno por parte de +na molc+la así como la $anancia de hidró$eno en ella, la $anancia de electron+e s+fre +n tomo o $r+po de tomos y s+ dismin+ción o red+cción en s+ nmero de oidación

C+ando tenemos am!os procesos sim+ltneamente se le dar el nom!re de )=GI.

)n este+iometria calc+lamos las cantidades de reacti'os y prod+ctos de +na ec+ación +ímica, estson de $ran +tilidad $racias a +e con ellas podemos formar sol+ciones y para ello necesitamos sa!er cantidad adec+ada de cada comp+esto.


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%

PRE6UNTAS

1. La $anancia de hidró$eno por parte de +na molc+la # + se de!eER8 O=$"ac$,n

2. La dismin+ción o red+cción en s+ nmero de oidación # + se refiereER8 R"#cc$,n

3. La $anancia de hidró$eno # + se refiereER8R"#cc$,n

4. La prdida de hidró$eno # + se refiereER8 O=$"ac$,n

-. La prdida de oí$eno # + se de!eER8 O=$"ac$,n

". #l a+mentar el nmero de oidación # + se de!eER8 O=$"ac$,n/. La prdida de electrones +e s+fre +n tomo # + se de!eE

R8 O=$"ac$,n%. La $anancia de electrones # + se de!eE

R8 R"#cc$,n(. Cómo se llama a los procesos óidored+cción +e oc+rren sim+ltneamenteE

R8 REDOX1*.D+ es este+iometríaE

R8 Calc#l! " can'$"a"% " *ac'$?!% 0 &*!"#c'!% " #na *acc$,n 9#()$ca


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%&

BIBLIO6RAÍA

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portafolio de evidencias 2do departamental 2.docx

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