UNI VERS RSI DAD NACI ONAL ALDE DE I NGE GENI NI ERÍ RÍ A FACULTAD DE I NGE GENI NI ERÍ RÍ A MECÁN ÁNICA “ Añodel aDi versi ficaci ón Product i vayelFort al eci mi ent odel aEducaci ón”
to
6 I nf ormedeLaboratori o
Integrantes: -PáezMendi zabalFernandoFr anco
( 20150179K)
__ __ __ __ __ __
-Sol i sPaucarpur aJoséAnt oni o
( 20150218F)
____________
-Val ver deEspi nozaNí ckol asBry an
( 20154050B)
____________
Prof esoradeLaboratori o: -Apol ayaArnao,MaryEst el a
Curso: -Quí mi caGe Gener al
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I NDI CE I NTRODUCCI ON. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 FUNDAMENTO TEORI CO. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 SOLI DOS EXPERI MENTO N° 1:Di f er enci aent r esol i docri st al i noysol i do amor f o. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 EXPERI MENTO N° 2:Propi edadesdel ossól i doscri st al i nos. . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 2. 1Densi daddel ossol i dos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 2. 2Absor ci óndelagua. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 2. 2. 1Hi gr oscopi a. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 2. 2. 2Del i cuescenci a. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 2. 2. 3Subl i maci ón. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 EXPERI MENTO N° 3:Obt enci óndesol i doscr i st al i nos……………………11 EXPERI MENTO N° 4:Obt enci óndevari osest adosal ot r ópi cosdel azuf r e…………………………………………………………………………………12 EXPERI MENTO N° 5:Conf ecci óndel osmodel osdecel dasuni t ari as deempaque t ami ent osmáscomunes…………………………………………. 14 CONCLUSI ONES…………………………………………………………………. . 16 RECOMENDACI ONES……………………………………………………. . . ……. 16 BI BLI OGRAFI A……………………………………………………………………. . 17
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I NTRODUCCI ÓN
El presente informe corresponde a la sexta experiencia en el laboratorio de química que tiene como objetivo poner en práctica la teoría impartida por la profesora. En esta oportunidad realizamos el tema de agregación de la materia cuyo objetivo principal es estudiar la diferencia entre un sólido amorfo y un sólido cristalino En el estado sólido, las moléculas, átomos o iones que componen la sustancia están unidos entre sí por fuerzas intensas, formando un todo compacto. Esto es una característica de los sólidos y permite que entren las fuerzas de enlace dando lugar a una red cristalina. En ella las partículas tienen movimientos, se limitan a vibraciones en los vértices de la red en donde se encuentran. or esta razón las sustancias sólidas poseen forma y volumen propios !os sólidos se clasifican como cristalinos o amorfos. !os sólidos cristalinos son sólidos verdaderos, las partículas existen en un patrón regular, tridimensional, denominado red cristalina. !os sólidos amorfos no tienen una estructura microscópica regular como los sólidos cristalinos. En realidad su estructura se parece muc"o más a la de los líquidos que a la de los sólidos. El vidrio, el alquitrán, los polímeros de alta masa molecular como el plexiglás son ejemplos de sólidos amorfos.
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FUNDAMENTO TEÓRI CO ElEstadoSól i do 1.Sól i doCri stal i noySól i doAmorf o: Lossól i dossecl asi ficancomocri st al i nosoamorf os.Lossól i dos cri st al i nossonsól i dosver daderos,l aspart í cul asexi st enenunpat r ón r egul ar ,t ri di mensi onal ,denomi nador ed cr i s t al i na. Lossól i dosamorf osnot i enenunaest ruct ur a mi cr oscópi caregul ar comol ossól i doscri st al i nos.Enr eal i dadsuest r uct ur aseparecemucho másal adel osl í qui dosqueal adel ossól i dos. Elvi dri o,elal qui t r án,l ospol í mer osdeal t amasamol ecul arcomoel pl exi gl ássonej empl osdesól i dosamorf os.
2.Caracterí sti casGeneral es: Loscri st al esposeenunaconst i t uci ón vectori al ,esdeci r ,sus pr opi edadessonf unci ón del adi recci ón.Enl assust anci ascri st al i nas nosonequi val ent est odasl asdi r ecci ones.Ladependenci aent r el as pr opi edadesdeuncri st alyl adi r ecci ónest ái nfluenci adaporl asi met rí a delmi smo,esdeci rporelnúmer odepl anosodeej esdesi met rí aque sonl osquecondi ci onanelcreci mi ent odelcri st al .
3.FuerzasdeEnl ace:
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Lossól i doscri st al i nossecl asi ficanencat egorí asdependi ent esdelt i po depart í cul asquef ormanelcri st alyl osenl acesquei nt eracci onanent r e el l as. Lascat egorí asson: a. -Fuerz asI óni casConst i t ui dasporf uerz asel ect r ost át i casent r ei ones desi gnos opuest osqueconst i t uyenl aspart í cul asdelcri st ali óni co. Desdequeest asf uerz assonconsi derabl es,l oscri st al esi óni cosr esul t an serbast ant edur os,quebr adi zos,mal osconduct orescal orí ficosy el éct ri cosydepunt odi f usi ónel evados( 600a3000º C) . Ej empl o:NaCl .CaBr2,K2SO4,quesonsal escaract erí st i cas. b. -Fuer zasdeVanderWaal sSonf uer zasdébi l es,porl ocuall os cri st al essonbl andosydebaj opunt odef usi ón.Soncaract erí st i casde sust anci asorgáni casqueposeenest et i podef uer zadeenl aceent r esus mol écul asneut r asqueconst i t uyensuspart í cul ascri st al i nas. c. -Fuer zasdeEnl aceCoval ent eLossól i doscoval ent es( sól i dosdered cri st al i na) ,eldi amant eesunej empl odel oscri st al esquemant i enen uni dassuspart í cul asporenl acescoval ent esent r esdi mensi ones; cadaát omo decarbonoest auni doaot r oscuat r opor unmodel o t et r aédri co,quepermi t er econocerl adependenci aconel t et r aedr odeVan´ tHoffparaelát omodecar bono. Encambi o,elgr afit o,esmenoscompact oybl ando,exf ol i abl eydemás f áci lat aqueporl osagent esquí mi cos,debi doaquel aest ruct ur a cri st al i nat i eneunaordenaci óndecapasbi di mensi onal esdeenl aces coval ent esent r esusát omossegúndi st ri buci ón hexagonalpareci dosa l osani l l osdelbenceno. d.Fuerz asdi pol o-di pol oLasf uerz asdi pol o-di pol osonat r acci onesent r e di pol osel éct ri cosdemol écul aspol ar es. e.Fuer zadi pol odi pol oi nduci doEst asf uer zassedanent r euna mol écul apol aryot r amol écul anopol ar .Lamol écul apol ari nduceun di pol oen l anopol ar . f . -Fuer zasdeDi sper si ónodeLondonSonat r acci onesquesedanent r e cual qui ert i podemol écul asdebi doal osdi pol osi nst ant áneosquese f ormanpr oduci dosporl asfluct uaci onesenl adensi dadel éct ri caque r odeaal osát omos.Lasf uer zasdeLondondependendel af ormadel a mol écul a.Par amol écul asdef ormassemej ant es,cr ecenconl amasa Página 5
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mol ecul aryconl apol ari zaci ónyaqueesosf act oresf aci l i t anl a fluct uaci óndel osel ect r ones. g. -Fuerz asI óndi pol oEnest asf uerz asuncat i ónat r ael acar gapar ci al negat i vadeundi pol oel éct ri coounani ónat r ael acar gapar ci alposi t i va deldi pol o.Est af uerz aesl ar esponsabl edel ahi dr at aci óndel osi ones delagua.Lahi dr at aci óndelcat i ónper si st emuchasvecesenelsól i do porej empl oelNa2CO3.10H2O.Uncat i ónsehi dr at amásf uer t ement e cuant omenorseasut amañoymayorsucar ga. h. -Fuer zadeEnl acedeHi dr ógenoEsunai nt eracci ón pri mor di al ment e det i podi pol odi pol oespeci al ment ef uert e,quesedaent r eunát omode hi dr ógenoconcar gapar ci alposi t i vayunát omoel ect r onegat i vo ( normal ment eN,O,óF)Lapr esenci adelenl acedehi dr ógenoenelH2O, NH3 yHF,j ust i fical asanormal i dadesencont r adasensuspunt osde f usi ón,est ambi énr esponsabl edel aal t acapaci dadcal orí ficamol ardel agual í qui da,asícomodesusel evadoscal oresdevapori zaci ónyde f usi ón. Pr opi edadesdel ossól i dosamorf os Lasmol écul asdel ossól i dosamorf osest ándi st ri bui dasalazaryl as pr opi edadesf í si casdelsól i dosoni dént i casen t odasl asdi r ecci ones ( i sot r opí a) . Lasf ormasamorf ast i enenunat emper at ur acar act er í st i caal acualsus pr opi edadesexperi ment ancambi osi mport ant es.Est at emper at ur ase conocecomot emperat ur adet r ansi ci ónví t r ea( Tg) .Lat emper at ur ade t r ansi ci ónavi dr i odeunmat eri alamorf opueder educi r seañadi endo mol écul aspequeñas,denomi nadas" pl ast i ficadores" ,queseadapt an ent r el asmol écul asví t r easyl espr oporci onamayormovi l i dad. Unaconsecuenci adi r ect adel adi sposi ci óni rr egul ardel aspart í cul as enunsól i doamorf o,esl adi f er enci adei nt ensi dadquet oman lasf uerz asi nt ermol ecul ar es ent r el asmi smas,deahíquel af usi ónse al canceadi st i nt ast emper at ur as,segúnl apr oporci óndel asdi st i nt as part í cul asquef ormanl amuest r a.Deel l osededucequeunsól i do amorf onot i eneunpunt odef usi ón defini do,si noquedi cha t r ansf ormaci ónacont eceenuni nt erval odet emper at ur a.Cuandose cal i ent aunsól i doamorf o,l asust anci anomani fiest aunpunt ode f usi ón,aunqueseabl andanpr ogr esi vament eaument andosut endenci a adef ormarse.Encont r ast e,l at emper at ur adef usi óndeunsól i do cri st al i noespr eci sayest ábi endefini da. Página 6
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Encuant oasuspr opi edadesel ást i cas,sepuedeafir marquel ossól i dos amorf osmani fiest anl aspr opi edadesdel oscri st al es.Porej empl o,al apl i carunacargaaunmat er i alamorf oenuni nt erv al oraci onadode t i empo,l asust anci adesarr ol l aráunadef ormaci ónpseudoper manent e, esdeci r ,flui r ácomosif uer aunl í qui dod evi scosi dad muyal t a. Respect oalmagnet i smo,l osmet al esamorf ospr esent anl aspr opi edades magnét i casmásnot abl es,comport ándosecomo mat eri al esf err omagnét i cos ( aquel l osenl osquesepr oduceun or denami ent omagnét i codet odosl osmoment osmagnét i cosenl a mi smadi r ecci ónysent i do) . Si st emascri st al i nos Siset i enenencuent al osel ement osdesi met rí a,sepueden di st i ngui rsi et esi st emascri st al i nos,quet omanelnombr edeunafigur a geomét ri cael ement al .Comoson: 1.Cúbi co( cubo) 2.Tet r agonal( pri sma r ect ocuadr angul ar) 3.Or t orr ómbi co( pr i smar ect odebaser ómbi ca) 4.Monocl í ni co( pr i smaobl i cuodebaser ómbi ca) 5.Tri cl í ni co( paralelepípedo cual qui er a) 6.Romboédri co( paral el epí pedocuyascarassonr ombos) 7.Hexagonal( pri smarect odebasehexagonal ) Lasdi ver sasf ormasdeunmi smocri st alpuedenpr oceder dedi sl ocaci ones,porl osvért i cesoporl asari st as,del af ormat í pi ca. Est asmodi ficaci onessepuedeni nt erpr et arapart i rdelconoci mi ent ode l aest ruct urar et i cul ardeuncri st al . Elconj unt odecarasext ernasquel i mi t auncri st alconst i t uyeuna f ormacri st al i na.Est ascar assededucenunasdeot r asporacci ónde l asoperaci onesdesi met rí adelcri st al .
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SÓLI DOS EXPERI MENTO N° 1:Di f erenci aentresól i docri st al i noy sól i doamorf o -MATERI ALES -
Tr oz odebr ea 1t rí pode Mecher obunsen Tr ozodepl ást i co Lami nadel at a
-PROCEDI MI ENTO: a)Col ocarunt r ozodebreasobr eunal ámi nadel at aquedebe deest arsobr eunt r í pode b)Cal ent arsuavement eempl eandoelmecher o,observar c)Repi t aa)yb)conunt r ozodepl ást i co( t ermopl ást i co) -Resul t ados:
a)PLÁSTI CO Elpl ást i coser educei nmedi at ament e Sef ormanampol l asenelpl ást i comi ent r ascambi aaf asel i qui da b)BREA Página 8
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-Labr eadespr endevaporesmal ol i ent es Sedef ormar ápi dament ehast apasaraf asel i qui da
EXPERI MENTO N° 2:Propi edadesdel ossól i doscri st al i nos 2. 1Densi daddel ossól i dos -MATERI ALES: - 12cl avos( hi er r o) - 1pr obet a -PROCEDI MI ENTO: a)Pesarunadocenadecl avos( hi er r o) b)Col ocar10mldeaguaenunapr obet agr aduada c)Adi ci onarl adocenadecl avosdent r odel apr obet a d)Medi relnuev ov ol umen e)Det er mi narl adensi daddelhi er r o RESULTADOS:
-Masadel oscl avos=23. 35g -
∆
devol umen=0. 8ml
-Cál cul odel adensi dad:
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=
ρ=
m ∆v
g 0.8 ml
23.35
ρ=¿
29. 1875g/ml
2. 2Absorci ón delagua Hi groscopi a a)Dej arsobr eunal unarel ojunpocodesul f at odecobreanhi dr o alambi ent e b)Observaryanot arelcambi odecol oryl af ase,despuésdeuna hora RESULTADOS:
Elsul f at o decobr eanhi dr o sevuel vede col or azuldebi doal ahumedaddelmedi oambi ent e Laf asesi guei gualdesól i da.
Del i cuescenci a a)Dej arsobr eunal unader el ojunpocodehi dr óxi dodesodi oal ambi ent e Página 10
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b)Observaryanot arelcambi odef asedespuésdeunahor a RESULTADOS
Elhi dr óxi dodesodi osederr i t eporqueabsorbeelaguaqueexi st een elmedi o
Subl i maci ón a)Col ocarun gr amo deyodo dent r o de un t ubo deensayo l i mpi oyseco b)Anot arelcol oryl af aseenelqueseencuent r aelyodo c)Taparelt ubo d)Cal ent ara80° C,150mldeaguaenunvasode250ml . e)I nt r oduci relt ubodent r odelvasoconagua f ) Obser var y anot ar elcol or y f ase delYodo después del cal ent ami ent odur ant e2mi nut os RESULTADOS:
Elyodosubl i maalcambi odet emper at ur aysu col orcar act er í st i coes elvi ol et aperoenest adosól i doelcol oresdepl omi zo.
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EXPERI MENTO N° 3:Obt enci ón desól i doscri st al i nos 3. 1A part i rdeunasol uci ón acuosasobresaturada -MATERI ALES: -
Tubodeensayo Sul f at odecobr e Caj adePet r i Escar badi ent es Papelfil t r o Lupa
-PROCEDI MI ENTO: a)Sost engaconl amanoelt ubodeensayoquecont i enesul f at ode cobr e( sól i do)enaguaysomét al oacal ent ami ent osuaveaf uego di r ect ohast adi sol uci óncompl et a. b)Vi er t al asol uci ónacuosadeCuSO4 cal i ent eal acaj aPet riy cúbr al aconl at apadel acaj aPet ri .Dej eenf ri arat emper at ur a ambi ent eydevezencuandoobservesi nmoverl abasedel acaj a
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Pet ri( apr ox.Cada15mi nut os)hast al af ormaci óndecri st al esde CuSO4. 5H2O.Observel apr opagaci óndel acri st al i zaci ón. c)Conunescarbadi ent esopal i t odef ósf orosepar evari os monocri st al esenunpapeldefil t r oyobsérv el oconelmi cr oscopi o ( ounal upa) . d)Obser varyanot ar .
-RESULTADOS:
• •
Dur ant eeli nt erval odet i empol asol uci óni bacri st al i zándose. Seobservól af ormaci óndecri st al esopol voazul ,l i gerament e eflorescent ealai r e.
EXPERI MENTO N° 4:Obt enci ón devari osest adosal ot rópi cosdel azufre a)Azuf reoct aédri co -MATERI ALES: -
1gdeaz uf r e 3mldesul f at odecar bono Papelfil t r o Embudo Mecher oBunssen
-PROCEDI MI ENTO: - Di sol ver1gramodeazuf r eenunacápsul acon3mldesul f at ode carbono( est esol vent eessumament ei nflamabl e) ,fil t r arydej ar evaporarl asol uci ónenuncr i st al i zadorsobr eunbañodeagua cal i ent e,l ej osdelf uego,pasadoci ert ot i empo,observarl os cri st al esobt eni dos.Veralmi croscopi o.
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-RESULTADOS:
•
Sevi sual i zacri st al esoct aédri cosper oal gunosnosont an vi si bl esyaqueest ánsuper puest os.
b)Azuf repri smát i co -MATERI ALES: - 1gdeaz uf r e - Cri sol - Mi cr oscopi o - Mecher oBunssen
-PROCEDI MI ENTO: - Fundi r1gr amodeazuf r ealcal orsuaveenuncr i sol ,observando l ast r ansf ormaci onesquesesucedenporacci óndelcal or ,cuando l asust anci aemi t evapores,r et i r ar l adelf uego,yalf ormar seuna pel í cul aensusuper fici eper f orarl aconunpunzónyvol carel cont eni dol í qui doqueaúnr est a.Déj el oenf ri aryobservel os cri st al esobt eni dos,veri ficandosuf ormapri smát i ca.Veral mi cr oscopi o. -RESULTADOS:
• •
Elazuf r ecambi adecol ordeamari l l oaanaranj ado. Conunal upaseobservacri st al esanaranj adosdef orma pri smát i ca. Página 14
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c)Azufreamorf o -MATERI ALES: - 1gdeaz uf r e - 1bal ón - Cri st al i zador -PROCEDI MI ENTO: - Fundi r1gramodeazuf r eenunbal ónhast aqueemi t avapor es, vol car l osobr eeldi sposi t i voquemuest r al afigur a3( est áenel manualdel aborat ori odeQuí mi ca) ,compr obarelest adoamorf oy l ael ast i ci daddel avari edadf ormada. -RESULTADOS:
•
Sel l egaaobservarl af ormaci óndelazuf r eamorf oopl ást i coyal t ocar l osecompruebasupr opi edadpl ást i ca.
EXPERI MENTO N° 5:conf ecci óndel osmodel osdecel dasuni t ari as deempaquet ami entosmáscomunes. 1)E#$%&E'$#()E'* +&(+* -(#!E
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) de coordinación/ 0 1tomos por celda/ 2 vértices3452 64
7elación entre la longitud de arista y el 7adio del átomo/ 8r 6 a Eficacia del empaquetamiento/ 98:
Vocupado Vcelda
( 4 3)π r 3 =
a
3
( 4 3)π r 3 =
( 2r )
3
π =
6
=
0.52
2)EMPAQUETAMI ENTO CUBI CO DECUERPO CENTRADO
) de coordinación/2 1tomos por celda/ 2 aristas3452 < 4centro 68 7elación entre la longitud de arista y el radio del átomo/ r =
3a 4
Eficacia del empaquetamiento/ 02:
Docupado 8( C B) πr B = Dcelda aB 3)EMPAQUETAMI ENTO CUBI CO DECARACENTRADAS
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8( C B ) πr B = = Cr > B B
=
Bπ = A.02 2
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) de coordinación/48 1tomos por celda/ 2 aristas3452 < 0caras34586C 7elación entre la longitud de arista y el radio del átomo/ =Cr> 86a8
Docupado D celda
=
C ⋅ ( C B ) πr B aB
( C B ) πr B = Cr 845 8
=
A.C
4)EMPAQUETAMI ENTO EXAGONAL COMPACTO
) de coordinación/48 1tomos por celda/ 8 ara el "exágono =Bceldas>/ 48 vérticesx450 <8 carasx458
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CONCLUSI ONES • •
•
•
Ladensi daddelhi er r oesde29. 1875g/ml . Labr eaenunsól i doamorf oyelpl ást i co( t ermopl ást i co)esun s ól i docr i s t al i no Elhi dr óxi dodesodi oaldej ar l oalambi ent eest eabsor bel a humedad Elyodosesubl i macongr anf aci l i dad
RECOMENDACI ONES •
•
Ser ecomi endal avarl osi nst rument osaut i l i zarparaunmej or uso. Paraelcál cul odel adensi dadesnecesari ounavari aci ónde vol umenmáspr eci sa
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BI BLI OGRAFI A I nt ernet : ht t p: //es. wi ki pedi a. org/wi ki /S%C3%B3l i do_amorf o ht t p: //qui mi ca. l agui a2000. com/qui mi caorgani ca/sol i doscri st al i nos -ht t p: //t ecnol ogi asel ect i vi dad. bl ogspot . com/2009/08/est adosol i dosol i do-amorf o-ysol i do. ht ml Libros: -QUI MI CA LACI ENCI ACENTRAL:BROWN,THEODORE,LEMAY,H. EUGENE.GrupoPr ent i ceHal l ,Hi spanoamer i canaS. A.Méxi co. -QUI MI CAGENERAL:WHI TTEN,KENNET;GAI LEY,KENNET;DAVI S RAYMOND.Ed.McGr aw Hi l l .I nt er amer i canadeMéxi co.España. -LACI ENCI AE I NGENI ERI ADELOSMATERI ALES:WI LLI AM, DONALD. Gr upoEdi t ori alI ber oamér i ca.Méxi co.
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