10. FUNDAMENTOS DE LA QUÍMICA

1. LA QUÍMICA CIENCIA QUE ESTUDIA LA MATERIA EN

RELACIÓN A SU COMPOSICIÓN, PROPIEDADES Y TRANSFORMACIONES QUE EXPERIMENTA

¿QUÉ ES MATERIA? Todo aquello queTiene masaOcupa un espacio

PROPIEDADES DE LA MATERIAGENERALES: No aportan información acerca de

la sustancia que la componeESPECÍFICAS: Aportan información acerca de la

sustancia que la compone

1. LA QUÍMICA PROPIEDADES DE LA MATERIA

GENERALES: No aportan información acerca de la sustancia que la compone MASA: CANTIDAD DE MATERIA QUE CONTIENE UN

CUERPOEN EL S.I. SE MIDE EN KILOGRAMOS (kg)

VOLUMEN: ES EL ESPACIO QUE OCUPA UN CUERPOEN EL S.I. SE MIDE EN METROS CÚBICOS (m3)

ESPECÍFICAS: Aportan información acerca de la sustancia que la compone DENSIDAD: ES LA MEDIDA DE LA MASA DE UNA

SUSTANCIA EN RELACIÓN AL VOLUMEN QUE OCUPAEN EL S.I. SE MIDE EN KILOGRAMOS POR METRO

CÚBICO (kg/m3)

1. LA QUÍMICA LOS ESTADOS DE AGREGACIÓN DE LA

MATERIA:SÓLIDO: El volumen es constante y no se

pueden comprimir. Aumentan su volumen cuando se calientan (dilatan)

LÍQUIDO: Su volumen es prácticamente constante (son poco compresibles) pero su forma es variable (se adaptan a la forma del recipiente). Aumentan su volumen cuando se calientan

GAS: Tienden a ocupar todo el espacio que los contiene. Se pueden comprimir fácilmente y aumentan mucho su volumen cuando se calientan.

1. LA QUÍMICA

1. LA QUÍMICA : SUSTANCIAS PURAS Y MEZCLAS

MEZCLAS: Formadas por 2 o más sustancias, no son uniformes en su composición química y/o su estado físicoSE CLASIFICAN EN:

HOMOGÉNEAS: NO SE DISTINGUEN LOS COMPONENTES QUE LA FORMAN DISOLUCIONES

1. LA QUÍMICA : SUSTANCIAS PURAS Y MEZCLAS

HETEROGÉNEAS: SE PUEDEN DISTINGUIR LOS COMPONENTES QUE LA FORMAN MEZCLAS

SE PUEDEN SEPARAR EN SUS COMPONENTES MEDIANTE PROCEDIMIENTOS FÍSICOS, APROVECHANDO LAS PROPIEDADES DE CADA SUSTANCIA

1. LA QUÍMICA : SUSTANCIAS PURAS Y MEZCLAS

SUSTANCIAS PURAS: Es cada tipo de materia, que se distingue por tener unas propiedades características

SE CLASIFICAN EN:COMPUESTOS: SEPARABLES POR PROCESOS

QUÍMICOS (Descomposición térmica, electrolisis salina, …)

ELEMENTOS: NO SE PUEDEN DESCOMPONER POR NINGÚN MÉTODO

1. LA QUÍMICA : SUSTANCIAS PURAS Y MEZCLAS

1. LA QUÍMICA

1. LA QUÍMICA : MÉTODOS DE SEPARACIÓN

MÉTODOS DE SEPARACIÓN DE MEZCLAS HOMOGÉNEAS Y HETEROGÉNEAS: DECANTACIÓN Y FLOTACIÓN FILTRACIÓN VAPORIZACIÓN DESTILACIÓN SUBLIMACIÓN EXTRACCIÓN CON DISOLVENTES (DISOLUCIÓN

SELECTIVA) CROMATOGRAFÍA

MÉTODOS DE SEPARACIÓN DE COMPUESTOS: DESCOMPOSICIÓN TÉRMICA ELECTROLISIS

1. LA QUÍMICA : MÉTODOS DE SEPARACIÓN

MÉTODOS DE SEPARACIÓN DE MEZCLAS HOMOGÉNEAS Y HETEROGÉNEAS:

DECANTACIÓN Y FLOTACIÓN UTILIZA LA DIFERENTE DENSIDAD DE LOS

COMPONENTES

ÚTIL PARA SEPARAR:UN SÓLIDO EN SUSPENSIÓN EN UN LÍQUIDOUNA MEZCLA DE LÍQUIDOS INMISCIBLES

1. LA QUÍMICA : MÉTODOS DE SEPARACIÓN

MÉTODOS DE SEPARACIÓN DE MEZCLAS HOMOGÉNEAS Y HETEROGÉNEAS:

FILTRACIÓN SEPARA UN SÓLIDO EN SUSPENSIÓN EN UN LÍQUIDO

UTILIZANDO UN FILTRO QUE RETIENE SÓLO EL SÓLIDO

1. LA QUÍMICA : MÉTODOS DE SEPARACIÓN

MÉTODOS DE SEPARACIÓN DE MEZCLAS HOMOGÉNEAS Y HETEROGÉNEAS:

VAPORIZACIÓN

SIRVE PARA SEPARAR UN SÓLIDO DISUELTO EN UN LÍQUIDO APROVECHANDO QUE EL LÍQUIDO ES MÁS VOLÁTIL QUE EL SÓLIDO

1. LA QUÍMICA : MÉTODOS DE SEPARACIÓN

MÉTODOS DE SEPARACIÓN DE MEZCLAS HOMOGÉNEAS Y HETEROGÉNEAS:DESTILACIÓN

SIRVE PARA SEPARAR UN LÍQUIDO DE UNA MEZCLA APROVECHANDO LA DIFERENCIA ENTRE LOS PUNTOS DE EBULLICIÓN. LA DESTILACIÓN PUEDE SER: SIMPLE: SE CALIENTA LA MEZCLA Y SE VAPORIZA

EL LÍQUIDO. AL ENFRIARSE AL PONERSE EN CONTACTO CON EL REFRIGERANTE, EL LÍQUIDO VAPORIZADO CONDENSA EN EL MATRAZ DE DESTILADO

FRACCIONADA: SE UTILIZA CUANDO LOS PUNTOS DE EBULLICIÓN DE LAS SUSTANCIAS SON SIMILARES. SE UTILIZAN COLUMNAS DE FRACCIONAMIENTO DONDE EL VAPOR SE VA ENRIQUECIENDO EN EL COMPONENTE MÁS VOLÁTIL

1. LA QUÍMICA : MÉTODOS DE SEPARACIÓN

1. LA QUÍMICA : MÉTODOS DE SEPARACIÓN

MÉTODOS DE SEPARACIÓN DE MEZCLAS HOMOGÉNEAS Y HETEROGÉNEAS:

SUBLIMACIÓN

SIRVE PARA SEPARAR UN SÓLIDO DE UNA MEZCLA DE SÓLIDOS, APROVECHANDO QUE ESE PASA DIRECTAMENTE AL ESTADO GASEOSO CON RELATIVA FACILIDAD

1. LA QUÍMICA : MÉTODOS DE SEPARACIÓN

MÉTODOS DE SEPARACIÓN DE MEZCLAS HOMOGÉNEAS Y HETEROGÉNEAS:

EXTRACCIÓN CON DISOLVENTES SEPARA UN COMPONENTE SÓLIDO O LÍQUIDO DE

UNA MEZCLA, APROVECHANDO QUE ES SOLUBLE EN UN DISOLVENTE EN EL QUE EL RESTO DE LOS COMPONENTES NO SE PUEDEN DISOLVER

1. LA QUÍMICA : MÉTODOS DE SEPARACIÓN

disolución debromo en agua

disolución debromo en

tetraclorurode carbono

agua

se separan las dos disoluciones

1. LA QUÍMICA : MÉTODOS DE SEPARACIÓN

MÉTODOS DE SEPARACIÓN DE MEZCLAS HOMOGÉNEAS Y HETEROGÉNEAS:

CROMATOGRAFÍA SEPARA LOS COMPONENTES DE UNA MEZCLA DE

GASES, LÍQUIDOS O SÓLIDOS DISUELTOS APROVECHANDO QUE CADA COMPONENTE TIENE DIFERENTE CAPACIDAD DE QUEDAR ADHERIDO A UN SOPORTE MATERIAL LLAMADO ADSORBENTE.

SE DEJA QUE LA MEZCLA SEA ARRASTRADA POR UN FLUIDO A TRAVÉS DE UN MATERIAL ADSORBENTE, DE FORMA QUE CADA COMPONENTE ES ARRASTRADO CON UNA VELOCIDAD DISTINTA, Y QUEDAN TODOS SEPARADOS

1. LA QUÍMICA : MÉTODOS DE SEPARACIÓN

MÉTODOS DE SEPARACIÓN DE COMPUESTOS:

SÓLO ES POSIBLE A TRAVÉS DE REACCIONES QUÍMICAS:

DESCOMPOSICIÓN TÉRMICA

ELECTROLISIS

1. LA QUÍMICA : MÉTODOS DE SEPARACIÓN

DESCOMPOSICIÓN TÉRMICA AL APLICAR CALOR A UN COMPUESTO, ESTE SE

DESCOMPONE EN LAS SUSTANCIAS MÁS SIMPLES QUE LO COMPONEN

POR EJEMPLO, EL CLORATO DE POTASIO SE DESCOMPONE EN CLORURO DE POTASIO (SÓLIDO) Y OXÍGENO GASEOSO AL APLICARLE CALOR

1. LA QUÍMICA : MÉTODOS DE SEPARACIÓN

ELECTROLISIS

PROCESO DE DESCOMPOSICIÓN DE UNA SUSTANCIA POR MEDIO DE UNA CORRIENTE ELÉCTRICA

POR EJEMPLO, EL AGUA SE DESCOMPONE EN LOS ELEMENTOS QUE LA FORMAN (HIDRÓGENO Y OXÍGENO) AL HACER PASAR A TRAVÉS DE ELLA UNA CORRIENTE ELÉCTRICA

2. LEYES PONDERALES DE LAS REACCIONES QUÍMICAS

LEY DE CONSERVACIÓN DE LA MASA O DE LAVOISIER

En toda reacción química, la masa de los productos formados es igual a la masa de los reactivos iniciales

aA + bB cC + dD (reactivos productos)

LEY DE LAS PROPORCIONES DEFINIDAS O DE PROUST

Cuando dos o más elementos se combinan para formar un mismo compuesto, lo hacen siempre en una relación de masas constante

H2 + ½ 02 H20 Cualquier muestra de un compuesto puro tiene

idéntica composición centesimal = masa componente/masa muestra·100

2. LEYES PONDERALES DE LAS REACCIONES QUÍMICAS

LEY DE LAS PROPORCIONES MÚLTIPLES O DE DALTON

Cuando dos elementos se combinan para formar más de un compuesto, las masas de un elemento que se combinan con una masa fija del otro guardan entre sí una relación de números enteros sencillos.

Ejemplo:C + O2 CO2

C + ½O2 COSi tomo 12 g de Carbono, en el caso del CO2

se combinan con 32 g de oxígeno y, en el caso del CO, con 16 g de oxígeno (guardan una relación cuyo valor es 2)

3. TEORÍA ATÓMICA DE DALTON

Los elementos químicos están formados por pequeñas partículas indivisibles e indestructibles llamadas átomos

Los átomos de un mismo elemento son iguales entre sí (tamaño, masa y propiedades)

Los átomos de elementos diferentes son distintos entre sí

Cuando los átomos se combinan para dar lugar a un mismo compuesto, lo hacen según una relación numérica sencilla

3. TEORÍA ATÓMICA DE DALTON

INTERPRETACIÓN DE LAS LEYES PONDERALES A PARTIR DE LA TEORÍA ATÓMICA DE DALTON:

Como los átomos son indivisibles e indestructibles, los átomos presentes en los productos son los mismos que los que formaban parte de los reactivos, pero organizados de otra forma la masa total se conserva, por lo que se cumple la Ley de Lavoisier

Cuando se unen elementos para formar un compuesto, como se unen en una proporción fija y los átomos de cada elemento tienen una masa determinada, la proporción definida de átomos se traduce en una proporción determinada de masa se cumplen las leyes de Proust y Dalton

4. LEY DE LOS VOLÚMENES DE COMBINACIÓN

TAMBIÉN CONOCIDA COMO LEY DE GAY-LUSSAC:

Los volúmenes de los reactivos y productos gaseosos de una reacción química, medidos en las mismas condiciones de presión y temperatura, guardan entre ellos una relación de números enteros sencillos

1 vol de hidrógeno + 1 vol de cloro = 2 vol de cloruro de hidrógeno

2 vol de hidrógeno + 1 vol de oxígeno = 2 vol de agua

4. LEY DE LOS VOLÚMENES DE COMBINACIÓN

DALTON PENSABA QUE TODOS LOS ELEMENTOS ESTABAN CONSTITUIDOS POR ÁTOMOS INDIVIDUALES, Y LOS COMPUESTOS POR MOLÉCULAS

TAMBIÉN ADMITÍA QUE VOLÚMENES IGUALES DE GASES DISTINTOS, MEDIDOS EN INGUALES CONDICIONES DE PRESIÓN Y TEMPERATURA, CONTENÍAN EL MISMO NÚMERO DE PARTÍCULAS, PERO SOSTENÍA TAMBIÉN EN ESTE CASO QUE ESAS PARTÍCULAS SERÍAN

ÁTOMOS EN EL CASO DE ELEMENTOS MOLÉCULAS EN EL CASO DE COMPUESTOS

5. HIPÓTESIS DE AVOGADRO

CUESTIONÓ LAS SUPOSICIONES TAN RESTRICTIVAS DE DALTON CON RESPECTO A LA COMPOSICIÓN DE LAS MOLÉCULAS

PROPUSO QUE EN LAS REACCIONES GASEOSAS INTERVIENEN MOLÉCULAS TANTO SI SE TRATA DE ELEMENTOS COMO DE COMPUESTOS, FORMULANDO SU HIPÓTESIS:

“VOLÚMENES IGUALES DE GASES DISTINTOS, MEDIDOS EN IGUALES CONDICIONES DE PRESIÓN Y TEMPERATURA, CONTIENEN EL MISMO NÚMERO DE MOLÉCULAS”

SUPONIENDO QUE LOS GASES CLORO E HIDRÓGENO ESTÁN FORMADOS POR MOLÉCULAS DIATÓMICAS, LA SÍNTESIS DE HCl RESULTA SENCILLA DE INTERPRETAR

6. ÁTOMOS Y ELEMENTOS

PARTÍCULAS SUBATÓMICAS PROTONES carga positiva ELECTRONES carga negativa NEUTRONES neutros

MODELO NUCLEAR DEL ÁTOMO NÚCLEO DONDE SE HALLAN LOS PROTONES Y

NEUTRONES Muy pequeño en comparación con la totalidad del átomo

CORTEZA DONDE SE ENCUENTRAN LOS ELECTRONES EN MOVIMIENTO

EN CADA ÁTOMO, EL NÚMERO DE PROTONES Y ELECTRONES ES EL MISMO ÁTOMO ES ELÉCTRICAMENTE NEUTRO

6. ÁTOMOS Y ELEMENTOS

ISÓTOPOS ÁTOMOS DE UN MISMO ELEMENTO CON DISTINTO NÚMERO MÁSICO Z = Número atómico = número de protones del

átomo = número de electrones del átomo SÓLO SI ES ELÉCTRICAMENTE NEUTRO

A = Número másico = número de protones y neutrones del átomoA = Z + n

A Z

LA MAYOR PARTE DE LOS ELEMENTOS ESTÁN FORMADOS POR VARIOS ISÓTOPOS Cada uno de ellos se encuentra en una abundancia natural que conocemos como “abundancia isotópica natural”

X

7. MASA ATÓMICA Y MOLECULAR. EL MOL

LA MASA ATÓMICA SE MIDE EN EL SISTEMA INTERNACIONAL EN UNIDADES DE MASA ATÓMICA: u 1 u = 1,66·10 -27 kg

LA MASA ATÓMICA DE UN ELEMENTO SE CALCULA UTILIZANDO LA MEDIA PONDERADA DE LAS MASAS ISOTÓPICAS DE LOS DISTINTOS ISÓTOPOS DE ESE ELEMENTO:

100)abundanciaisotópica·masa ( isótopoAr

7. MASA ATÓMICA Y MOLECULAR. EL MOL

LA MASA MOLECULAR ES LA SUMA DE LAS MASAS ATÓMICAS DE LOS ELEMENTOS QUE COMPONEN EL COMPUESTO SEGÚN SU PROPORCIÓN EN QUE SE HALLAN EN EL MISMO

LOS ÁTOMOS DE ALGUNOS ELEMENTOS SE UNEN ENTRE SÍ PARA FORMAR MOLÉCULAS. EN ESTE CASO HABLAMOS DE MASA ATÓMICA O MOLECULAR

elementoátomos) de meroatómica·númasa (Mr

7. MASA ATÓMICA Y MOLECULAR. EL MOL

MOL: CANTIDAD DE SUSTANCIA QUE CONTIENE 6,02·1023 PARTÍCULAS

ESTA CANTIDAD SE CONOCE COMO NÚMERO DE AVOGADRO Y SE REPRESENTA COMO NA

ASÍ: 1 MOL DE ÁTOMOS DE ALUMINIO CONTIENE 6,02·1023

ÁTOMOS DE ALUMINIO 1 MOL DE MOLÉCULAS DE AGUA CONTIENE

6,02·1023 MOLÉCULAS DE AGUA

8. MASA Y VOLUMEN MOLAR

EL USO DE LA CANTIDAD 6,02·1023 COMO UNIDAD SE DEBE A QUE LA MASA DE UN MOL DE ÁTOMOS O MOLÉCULAS DE UNA SUSTANCIA ES NÚMERICAMENTE IGUAL A SU MASA ATÓMICA O MOLECULAR

mol/18110·66,1

O Hmoléc 1O Hu 18

molO Hmoléc 10·02,6

mol/98,26110·66,1

Al átomo 1Al u 26,98

molAl de átomos 10·02,6

24

2

2223

2423

2g

ugM

gu

gM

OH

Al

8. MASA Y VOLUMEN MOLAR

EL VOLUMEN MOLAR DE UNA SUSTANCIA(VM) ES EL VOLUMEN QUE OCUPA UN MOL DE DICHA SUSTANCIA

ES MUY ÚTIL PARA DETERMINAR LOS MOLES DE SUSTANCIAS LÍQUIDAS Y GASEOSAS Es más fácil medir el volumen que la masa cuando tenemos sustancias líquidas o gaseosas En los sólidos y los líquidos, los cambios de presión y

temperatura afectan poco a la densidad se puede considerar aproximadamente constante

En los gases, los cambios de presión y temperatura afectan mucho a la densidad cuando se da la densidad de un gas es imprescindible especificar condiciones de P y T

MVM