La Materia

Autor: Maestro en CienciasBioquímicas Genaro Matus Ortega

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Clasificación de la Materia

MATERIA

CONSTITUCIÓN

MOLÉCULAS

ÁTOMOS

MATERIA

CONSTITUCIÓN

MOLÉCULAS

ÁTOMOS

ESTADOSDEAGREGACIÓN

COMPOSICIÓN

SUSTANCIASPURAS

MEZCLAS SÓLIDO GASEOSOLÍQUIDO

ELEMENTOS COMPUESTOS

HOMOGÉNEAS HETEROGÉNEAS

ESTADOSDEAGREGACIÓN

COMPOSICIÓN

SUSTANCIASPURAS

MEZCLAS SÓLIDO GASEOSOLÍQUIDO

ELEMENTOS COMPUESTOS

HOMOGÉNEAS HETEROGÉNEAS

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Según su constitución

• Átomos:La mínima fracción de un elementoque conserva todas las propiedadesy que puede entrar en combinaciónquímica.

Es la parte más pequeña en que seEs la parte más pequeña en que sepuede dividir una molécula.

• Moléculas:

Asociación de 2 o más átomos deuno o más tipos.

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Según su composición

Elemento Compuesto MezclaElemento Compuesto Mezcla

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MATERIA SEGÚN LA COMPOSICIÓN

Porcentuales(p/p,p/v, v/v)

Molares(mol/litro)

SUSTANCIASSUSTANCIAS

PURASPURAS

-- ELEMENTOELEMENTO

Conjunto de átomos de 2 o más elementos con un arregloConjunto de átomos de 2 o más elementos con un arreglomolecular fijo.molecular fijo.

-- SOLUCIONES VERDADERASSOLUCIONES VERDADERAS[Concentración][Concentración]

-- COMPUESTOCOMPUESTO

Conjunto de átomos del mismo tipo (mismos p y e).Conjunto de átomos del mismo tipo (mismos p y e).

Normales(equivalente/litro)

Osmolares(osmol/litro)

(Materia)(Materia)

MEZCLASMEZCLAS

HOMOGÉNEASHOMOGÉNEAS

HETEROGÉNEASHETEROGÉNEAS

-- SOLUCIONES FALSASSOLUCIONES FALSAS(ejemplo: COLOIDES)(ejemplo: COLOIDES)

(ejemplo: SUSPENSIONES)(ejemplo: SUSPENSIONES)

-- BIFÁSICASBIFÁSICAS

-- TRIFÁSICAS, ETCTRIFÁSICAS, ETC

EmpíricasEmpíricas

No saturadas Saturadas SobresaturadasNo saturadas Saturadas Sobresaturadas(solvente disuelve soluto) (no disuelve más soluto) (precipita soluto)

[Concentración][Concentración]

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Las soluciones

Soluto + Solvente (solución) = Disoluto + Disolvente (disolución)Hidratación vs solvatación

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Soluto ≠ Disoluto

Soluto: componente en menor cantidad que puede ser disuelta.

Disoluto: componente en menor cantidad disueltos

Mismo caso para Solvente y Disolvente.

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Las soluciones verdaderas

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Los coloides (las falsas soluciones)

• Tienen dimensiones menores a0.1 mm, capaces de atravesarfiltros, pero no membranas.

• No sedimentan sus partículas enreposo.

• Son visibles en conjunto.• Son visibles en conjunto.

• Exhiben movimiento autónomo(Browniano) y reflejan la luz(efecto de Tyndall).

• Los coloides pueden separarsesólo por centrifugacionesenérgicas o por diálisis.

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Sistemas coloidales

Medio dispersor Fase dispersora Ejemplo

Gas Liquida Aerosol líquidoAerosol sólido

Nombre común

Nubes, “spray”Humo

Gas

Sólida Aerosol sólido

Líquido

Sólido

Humo

GasLiquida

Sólida

EspumaEmulsiónSol

Merengue, jabonaduraLeche, mayonesaGelatinas, pinturas

GasLiquida

Sólida

Espuma sólidaEmulsión sólidaSol líquido

Malvavisco, piedra pómezQueso, mantequillaPerlas

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Las suspensiones (o emulsiones)

• Tienen mayores dimensiones a laspartículas de una solución, y sonvisibles por el ojo humano.

• Sedimentan cuando las suspensionesse quedan en reposo.

• Se pueden separar por medios físicos• Se pueden separar por medios físicossencillos como centrifugación,evaporación y filtración.

• Si se agitan vigorosamente, seenturbian.

• Los jugos de Fruto (Boing)

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Las soluciones

Propiedad Disolución Coloide Suspensión

Tamaño de la partícula Menor que unnanómetro (nm)

10-10 000 nm Mayor que 10000 nm

Homogeneidad Homogénea En el límite Heterogénea

Acción de la gravedad No sedimenta Puede sedimentar SedimentaAcción de la gravedad No sedimenta Puede sedimentar Sedimenta

Filtrabilidad No filtrable No filtrable Filtrable

Ejemplos de los tres tipos dedispersiones presentes en lasangre

Sal, urea Albúmina,fibrinógeno

Células rojas

Células blancas

Pregunta obligada: ¿Qué es el aire?

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LOS CONTAMINANTESParéntesis necesario para la aplicación de conceptos

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Composición de la atmósfera

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Los contaminantes

• Un contaminante es el nombre que recibetoda sustancia ajena a la composiciónnormal de la atmósfera incorporándose aella y permaneciendo allí durante un tiempo.

• También se incluye todas aquellas sustanciasque conforman la atmósfera pero que se

Contaminantes Naturales del Aire

Fuente ContaminantesVolcanes Óxidos de azufre, partículas

Fuegos forestales Monóxido de carbono, dióxido decarbono, óxidos de nitrógeno,partículas

que conforman la atmósfera pero que sepresentan en concentraciones superiores alas naturales.

• Los contaminantes pueden ser naturales (sise producen en la naturaleza) oantropogénicos (derivados de algunaactividad humana).

• Los contaminantes gaseosos se puedenclasificar según muchos criterios distintos:estado, toxicidad, reactividad, etc..

Vendavales Polvo

Plantas (vivas) Hidrocarburos, polen

Plantas (endescomposición)

Metano, sulfuro de hidrógeno

Suelo Virus, polvo

Mar Partículas de sal

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Los contaminantes atmosféricos

• Según su composición química,contaminantes los más importantes son:

• Partículas: según el tamaño, sonsedimentables (> 30 µm), partículas ensuspensión (< 30 µm), partículasrespirables (< 10 µm), o humos (< 1 µm).

ContaminantesContaminantes

Denominación ComposiciónNúcleos de Aitken Partículas con menos de 1 micra de

diámetro.

Partículas medias(en suspensión)

Partículas con un diámetro comprendidoentre 1 y 10 micras.

Partículassedimentables

Partículas con diámetro superior a 10 micras.

respirables (< 10 µm), o humos (< 1 µm).

• Compuestos de azufre: SO 2, H 2S, H 2SO 4

mercaptanos, sulfuros ...

• Compuestos de nitrógeno: NO, NO 2, NO

x, NH 3 ...

• Compuestos de carbono: CO, CO 2, CH 4,HCT ...

• Halógenos y compuestos halogenados:Cl 2, HCl, HF, CFC ...

• Oxidantes fotoquímicos: O 3, peróxidos,aldehídos...

Polvos Partículas sólidas de origen mineral omateria sólida dispersada por el aire.

Humos industriales Partículas sólidas o líquidas debidas a lavolatización de metales, seguida o no de suoxidación por el aire o condensación devapores.

Humos decombustión

Humos debidos a proceso de combustión,constituidos por partículas de carbono y dehidrocarburos no quemados y cenizasvolantes.

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Clasificación de contaminantes

• La manera de clasificación más habitual se haceconsiderando su procedencia:

• Primarios: Procedentes directamente de lasfuentes de emisión por ejemplo: SO 2, H 2S, NO,NH 3, CO, CO 2, HCl, HF, PST ....

• Secundarios: Originados en la atmósfera como• Secundarios: Originados en la atmósfera comoconsecuencia de distintas reacciones químicasque han ocasionado la transformación decontaminantes primarios por ejemplo, O3, SO3,H 2SO 4, NO 2, HNO3 ....

• Los contaminantes atmosféricos secundarios no se viertendirectamente a la atmósfera desde los focos emisores, sino seproducen como consecuencia de las transformaciones yreacciones químicas y fotoquímicas de los contaminantesprimarios. Las principales alteraciones atmosféricas producidaspor los contaminantes secundarios son: la contaminaciónfotoquímica; la acidificación del medio; la disminución delespesor de la capa de ozono. ..w

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Clasificación de contaminantes

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Contaminantes primarios del aire

• Los óxidos de nitrógeno (NOx)

• Los hidrocarburos (HC)

• Ozono (O3)

• Anhídrido carbónico (CO2)2

• Compuestos halogenados

• Metales tóxicos

• Sustancias radiactivas

• Los aerosoles

• Los óxidos de azufre (SOx)

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Contaminantes primarios

Los principales contaminantes primarios gaseosos son:

• Dióxido de Azufre (SO 2 )

• Monóxido de Carbono (CO)

• Óxidos de Nitrógeno (NO x)

• Hidrocarburos (HC)

• Dióxido de Carbono (CO 2)

Los contaminantes primarios no gaseosos:

• Partículas: Su procedencia y composición es muyvariada: proceso de combustión de fuel, gas-oil,alquitranes, etc., polvo del suelo, erupcionesvolcánicas, incendios, incineraciones no depuradas debasuras, etc. intrusiones de material particulado

• Metales pesados, por ejemplo: plomo, cadmio,mercurio.

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Preguntas obligadas

• ¿Quiénes son los principales productores decontaminantes primarios del aire?

• R = quienes vierten directamente en la atmósfera demanera cotidiana compuestos como aerosoles, óxidosde azufre, monóxido y bióxido de carbono, óxidos denitrógeno, hidrocarburos, ozono… Este tipo denitrógeno, hidrocarburos, ozono… Este tipo decontaminación se denomina “contaminacióncontaminaciónconvencionalconvencional”

• ¿Quiénes son los principales productores decontaminantes secundarios del aire?

• La industria.

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Es una de las que mayor contaminación ambiental tiene en el mundo.

¿Conoces esta ciudad?

¿Sin palabras? ¿Usas automóvil frecuentemente?www.g

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Contaminantes del aguaLas principales fuentes de contaminantes quesufren las reservas de agua dulce, como los ríos ylos lagos se pueden enmarcar como:

• Aguas residuales y desperdicios domésticos. Quecontienen en su mayor parte materia orgánica endescomposición y que son arrojados a los ríos ylagos por las ciudades cercanas.

• Aguas y contaminantes de origen industrial. Este• Aguas y contaminantes de origen industrial. Estetipo de residuos constituyen la principal causa decontaminación de las aguas, pues es muy común(en países del tercer mundo o “países endesarrollo”) que las industrias viertan a los ríos ymares sus derivados de producción, o productosindeseables de los procesos químicos.

• Contaminación de origen agrícola. Por ejemplo,los plaguicidas, funguicidas y fertilizantes que seacumulan en los ríos, lagos y mantos freáticos

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Principales contaminantes del agua

• La materia orgánica

• Los detergentes

• Los fertilizantes y agroquímicos

• Contaminantes de origenindustrial: hollín, las sales deplomo, el cadmio, mercurio,plomo, el cadmio, mercurio,etc.

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REGRESEMOS AL TEMA ORIGINAL

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Las mezclas Heterogéneas

• Aquellas que muestranmás de una sola fase (cara= face).

• Ejemplos: todas las• Ejemplos: todas lasmezclas inmiscibles:

• Agua y aceite, agua ypetróleo, agua y arena,etc.

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¿Qué serán los fluidos celulares?

Separación del plasma luego de su centrifugaciónwww.g

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Métodos de separación de mezclas

• Decantación: separa elementos inmiscibles.

• Filtración: separa coloides y partículas suspendidas.

• Centrifugación: separa fracciones celulares y agiliza la separación desuspensiones.

• Evaporación: separa mezclas homogéneas de sólidos disuelto en un• Evaporación: separa mezclas homogéneas de sólidos disuelto en unlíquidos.

• Destilación: separa mezclas de líquidos miscibles entre sí, peroque tienen diferentes puntos de ebullición.

• Cristalización: separa un sólido solvatado en cualquier líquido.

• Sublimación: separa mezclas homogéneas sólido-sólido queposeen distintos puntos de sublimación.w

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• Es una técnica de separación departículas, basada en la distintavelocidad de desplazamiento delas partículas en un medio acuosoal ser sometidas a un campocentrífugo.

Centrifugación

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Evaporación y destilación siguen principios semejantes.

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Según su estado de agregación

A B CA B C

Solido Líquido Gas

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Según su estado de agregación

Sólido líquido gas

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Los estados de agregación de la materia

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Cambios de físicos de la materia

Gas

Evaporación Condensación Deposición

(vapor)(vapor)

o Liquefacción (gas)

Sublimación

Fusión

Líquido Sólido

Solidificación

Reacción endotérmica vs exotérmicawww.g

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Cambios físicos de la materia

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El cuarto estado de la materia

• Plasma: un conjunto departículas cargadaspositivamente o conelectrones, que semueven a velocidadesextraordinarias, pero seextraordinarias, pero secomportan como untodo cohesionado.

• Se propone que el 99 %del universo está eneste estado deagregación.

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Las soluciones Empíricas

a) Diluidas

b) Concentradas

I No saturadas (de-I No saturadas (de-saturadas oinsaturadas)

II Saturadas

III Sobre-saturadas (hipero super-saturadas)

Saturación: capacidad máxima de solvatación de un solvente por un soluto a unatemperatura dada.

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MAPA CONCEPTUAL

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