Universidad de LimaFacultad de Ingeniería IndustrialQuímica IQu caIntroducción

Javier Quino FaveroJavier Quino Faverojquinof@ulima.edu.pe

Elementos y Compuestos

Elementos y compuestos

…una sustancia que no se puede separar en sustancias más simples por medios químicos.medios químicos.…una sustancia formada por átomos de d á l t iddos o más elementos unidos químicamente en proporciones definidas.

Símbolos de algunos gelementos comunes

Al Alumen F Fluere O Oxygene

As

Ba

Bi

Aksenikon

Barys

Bi th

Au

H

I

Aurum

Hydro genes

I d

P

Pt

K

Phosphoros

Platina

K liBi

Br

Ca

Bismuth

Bromos

Calx

I

Fe

Pb

Iodes

Ferrum

Plumbum

K

Si

Ag

Kalium

Silex

ArgentumCa

C

Cl

Calx

Carbo

Chloros

Pb

Mg

Mn

Plumbum

Magnesia

Magnes

Ag

Na

S

Argentum

Natrium

Sulphuricum

Cr

Co

Chroma

Kobold (duende)

Hg

Ni

Hydrargyrium

Kopparnickel

Sn

W

Stannum

Tung sten

Cu Cuprum (Cyprium) N Nitrogene Zn Zink

Materia

Métodos físicos

Mezclas Sustancias puras

HeterogéneasHomogéneas ElementosCompuestos

Métodos químicosMétodos químicos

En condiciones ordinarias la materia tiene tres estados…

Estados de la materia

Sólidos Líquidos GasesC bi d fForma y volumen

definidosCambio de forma

Volumen definido

Cambio de forma y volumen

Propiedades de la materia

FísicasQuímicasExtensivasExtensivasIntensivas

Propiedades físicas

Las observamos y medimos sin que cambie la ócomposición o identidad de la sustancia.

Color, forma, densidad, conductividad eléctrica, conductividad térmica, punto de fusión, punto de ebullición.

El bario es un sólido de color blanco plateado, funde a 727ºC, arde con una llama verdosa. Aún derretido sigue siendo bario, pero tiene otra forma que cuando es sólido.

Cambios de faseCambios de fase

Gas

SublimaciónDeposición CondensaciónVaporizaciónSublimaciónDeposición CondensaciónVaporización

LíquidoSólidoFusión

S lidifi ióSolidificación

Importante

Cuando los cambios de fase se producen a puna atmósfera de presión se les conoce como puntos normales.como puntos normales.

P t d f ióPunto de fusiónPunto de ebulliciónu to de ebu c ó

Propiedades químicasSon las características que se enfocan en el

t i t d t i dcomportamiento de una sustancia cuando se mezcla con otro elemento o compuesto.

La superficie del cobre se pone verde al exponerse al oxígeno, pero no se disuelve en el agua.

Propiedades extensivas

Cuando dependen de la cantidad de materia tomada en cuenta.

La masaLa masaEl volumenL l it dLa longitud

Cualquier propiedad aditivaq p p

Propiedades intensivas

Cuando no dependen de la cantidad de materia tomada en cuenta.

La densidadLa densidadLa temperatura

Cuál de las siguientes no gdescribe una propiedad física?

Color plateadoFormación de óxidoFormación de óxidoHielo derritiéndoseErosión

Unidades SI básicas utilizadas en química

Cantidad fundamental Nombre de la unidad SímboloCantidad fundamental

Longitud

Masa

Nombre de la unidad

Metro

Kilogramo

Símbolo

m

KgMasa

Tiempo

T t

Kilogramo

Segundo

K l i

Kg

s

KTemperatura

Cantidad de sustancia

Kelvin

Mol

K

mol

Números y unidades

24.7 Litros

1.03 Moles/litro

50.7 kg•m2•s2

Cifras significativas

“Un visitante del museo de historia natural le pregunta al i il t t ti l l t d di ivigilante que tan antiguo es el esqueleto de un dinosaurio.

El guardia responde 90' 000,006 años y explica. "Me dijeron que tenía 90 000 000 cuando empecé a trabajar aquí y yaque tenía 90,000,000 cuando empecé a trabajar aquí, y ya han pasado 6 años"

Cifras significativas

l l6ml±1ml

6 0ml±0 1ml6.0ml±0.1ml

De izquierda a derecha hasta llegarDe izquierda a derecha hasta llegar al primer dígito que no es cero

0.0032 3540 1.008

Empieza aquí Empieza aquí Empieza aquíEmpieza aquí Empieza aquí Empieza aquí

0.0032 1.800

Termina aquí Termina aquí

Cuenta las cifras significativasCuenta las cifras significativas que ves en el número 0.007520

0 0075200.007520

0 0075200.007520

Si no hay decimales

3540 800700

Termina aquí Termina aquíq q

Al multiplicar o dividir: el número con menos cifras significativas indica lamenos cifras significativas indica la respuesta

0.034 x 127

0.034 x 127 = 4.318 (mal)

= 4.3 (bien)

Para sumar y restar cuenta elPara sumar y restar cuenta el mínimo número de decimales

45.62 + 3.7 = 49.32 (mal)

45.62 + 3.7 = 49.3 (bien)

45.62 + 24 =45.62 24

45 62 + 24 = 6945.62 + 24 69

Redondeo (I)

34 27 redondeado a 3 cifras significativas34.27 redondeado a 3 cifras significativas

34.27Último dígito no significativo

34.3Último dígito no significativo

45 782 45 78A 4 cifras significativas45.782Último dígito no significativo

45.78A 4 cifras significativas

Redondeo II

43.501 44A 2 cifras significativas

43 5 44A 2 cifras significativas43.5 4444.5 45A 2 cifras significativas

43.5 44 Impar: hacia arriba43.544.5

4444 par: hacia abajo

Par o impar?

Importante

Cuando realices una serie de cálculos, espera Cua do ea ces u a se e de cá cu os, espe ahasta el final para ejecutar el redondeo.Cuando cuentas objetos discretos, el número j ,de cifras significativas no aplica.

Si tengo 6 sillas y cada una pesa 2.34 kilogramos, tendré un peso total de 6 x 2.34 kilogramos, es decir 14.04 Kg.6 cuenta un número de objetos entonces tiene6 cuenta un número de objetos, entonces tiene infinitas cifras significativas (6.0000…)

225,000,000,000,000,000,000

102 100

103

104

1000

10,000

1023 100,000,000,000,000,000,000,000

Expresa 400374.0 en notación pcientífica

400374 0400374.0

4 003740 1054.003740 x 105

0 0000430.000043

4 3 10 54.3 x 10-5

Multiplicap(3.45 x 102) (8.9 x 104)

3.45 x 8.9 x 10(2+4)3 5 8 9 030.705 x 106

31 x 106

3.1 x 107

Prefijos utilizadosPrefijos utilizados(alias multiplicadores decimales)

Tera

Prefijo

T

Símbolo

1012

Significado

Tera

Giga

Mega

T

G

M

1012

109

106g

Kilo

Deci

k

d

103

10-1

Centi

Mili

c

m

10-2

10-3

0 6Micro

Nano

Pico

μ

n

p

10-6

10-9

10-12Pico p 10 12

Método del factor unitario para resolver problemas

Medición cuidadosa + uso apropiado de cifras significativas = dato numérico exactoexactoLas respuestas deben tener unidades

Masa y Peso

Son dos conceptos muy distintos.Masa es la cantidad de materia.

La masa la medimos en Kg o en gg g

Peso es la fuerza que actúa sobre un objeto debido a la gravedad.debido a la gravedad.

Lo medimos en Newtons o Kgf

W=m x gW=m x g¿Qué pesa más una manzana en la tierra o la misma manzana en la luna?misma manzana en la luna?

Volumen

Es una propiedad derivada de la unidad lineal.m x m x m=m3m x m x m=mUnidades frecuentes

1cm3 = (10-2m)3 = 10-6m3

1dm3= (10-1m)3 = 10-3m31dm (10 m) 10 m

Densidad

¿Es más pesado el hierro que la¿Es más pesado el hierro que la madera?¿Es el hierro más denso que la madera?¿Es el hierro más denso que la madera?Es una medida de cuánta masa ocupa determinado volumendeterminado volumen.d=m/VCambia con la temperatura muy pocoCambia con la temperatura, muy poco para sólidos y líquidos y mucho para los gasesgases.

Densidad…

Calcula la densidad de un ladrillo macizo de Ca cu a a de s dad de u ad o ac o de1Kg que tiene 10cm de largo y una sección rectangular de 5 por 5 cm.Se tiene 1000cm3 (1 litro) de cada uno de los siguientes elementos: aluminio (2.7g/cm3), hierro (7.9g/cm3) y Osmio (22.6g/cm3).C l l l m de d m e t en KgCalcula la masa de cada muestra en Kg.

Temperatura

El hiEl agua hierve

El agua se congela