QUIMICA: EL ESTUDIO DE LOS CAMBIOSLA MATERIA

LA QUMICA ES EL ESTUDIO DE LA MATERIA Y DE LOS CAMBIOS QUE EXPERIMENTA

Ejemplos:agua, amoniaco, sacarosa, oro, oxgeno La materia es cualquier cosa que ocupa un espacio y que tiene masaUna sustancia es una forma de materia que tiene una composicin definida y propiedades caractersticas*

Materia: cualquier cosa que ocupa un espacio y tiene masaMasa: medida de la cantidad de materiaLa unidad SI de la masa es el kilogramo (kg)1 kg = 1000 g Peso: fuerza que ejerce la gravedad sobre un objeto*

Una MEZCLA es una combinacin de dos o ms sustancias en la cual cada sustancia conservansus propiedades caractersticas. Mezcla homognea: la composicin de la mezcla es la misma en toda la disolucin. Sus componentes no se pueden distinguir. Mezcla heterognea: la composicin no es uniforme en todas partes. Sus componentes si se pueden distinguir.*

Los medios fsicos puede usarse para separar una mezcla en sus componentes puros. *

Un ELEMENTO es una sustancia que no se puede separar en sustancias ms simples por medios qumicos. Se han identificado 115 elementos Ejemplo: oro, aluminio, plomo, oxgeno, carbono *

Un COMPUESTO es una sustancia formada por tomos de dos o ms elementos unidos qumicamente en proporciones definidas.Los compuestos slo pueden separarse en sus componentes puros (elementos) por medios qumicos.*

CLASIFICACIN DE LA MATERIAMateriaMezclasSustanciaspurasSeparacin pormtodos fsicosSeparacin pormtodos qumicosMezclashomogneasMezclasheterogneasCompuestosElementos*

LOS TRES ESTADOS DE LA MATERIASlidoLquidoGas*

PROPIEDADES INTENSIVASNO DEPENDEN DE LA CANTIDAD DE MATERIA SOBRE LA CUAL SE MIDE LA PROPIEDAD.(EJ: TEMPERATURA, COLOR, DENSIDAD, PUNTO DE FUSION)

SON MUY UTILES EN QUIMICA PARA IDENTIFICAR SUSTANCIASPROPIEDADES EXTENSIVASSI DEPENDEN DE LA CANTIDAD DE MATERIA(EJ: MASA, VOLUMEN)*

PROPIEDADES FSICAS Y QUMICASUna propiedad fsica no altera la composicin o identidad de la sustanciaUna propiedad quimica altera la composicin o identidad de la sustancia(s) involucrada(s)*

UNIDADES Y MEDIDASUNA CANTIDAD MEDIDA SE EXPRESA COMO UN NUMERO SEGUIDO DE UNA UNIDADNMEROUNIDADMUCHAS PROPIEDADES DE LA MATERIA SON CUANTITATIVAS; ES DECIR, ESTAN ASOCIADAS CON NUMEROS

UNIDADES BSICAS DEL SISTEMA INTERNACIONAL

Cantidad fundamentalNombre de la unidadSmboloLongitudmetromMasakilogramokgTiemposegundosCorriente elctricaamperioATemperaturakelvinKCantidad de sustanciamolmolIntensidad luminosacandelacd

UNIDADES DEL SISTEMA INGLS (ANGLOSAJN)

Cantidad fundamentalNombre de la unidadSmboloLongitudpulgadainLongitudpieftMasalibralbTiemposegundos

PREFIJOS UTILIZADOS CON UNIDADES DEL SISTEMA INTERNACIONALPrefijoSmboloSignificadoTera-T1012Giga-G109Mega-M106Kilo-k103Deci-d10-1Centi-c10-2Milli-m10-3Micro-m10-6Nano-n10-9

UNIDADES DERIVADAS DEL SISTEMA INTERNACIONALUnidades derivadas son resultado de combinar unidades consideradas como bsicas

CantidadNombre de la unidadSmboloVolumenmetro cbicom3Densidadmasa/volumenKg/m3Velocidadmetro/segundom/sFuerzaNewton (N)Kg.m/s2

Volumen: es la medida de la cantidad de espacio que ocupa la materia.La unidad de volumen derivada del SI es el metro cbico (m3)1 L = 1000 mL = 1000 cm31 mL = 1 cm31 m3 = 1000 LEn qumica se suelen trabajar con volumenes pequeos

Densidad:

Se define como la cantidad de masa en una unidad de volumen de sustancia. (comnmente en g/mL)D = masa / volumen

ES UNA PROPIEDAD INTENSIVA

SE USA PARA CARACTERIZAR SUSTANCIAS

MANEJO DE NMEROSNOTACIN CIENTFICANMEROS DEMASIADO GRANDES O DEMASIADO PEQUEOSEn 1 g de hidrgeno hay:602 200 000 000 000 000 000 000 tomos

Cada tomo de hidrogeno tiene una masa de: 0.000 000 000 000 000 000 000 001 66 gramos

Lo engorroso de usar estos numeros se evitamediante la notacion cientifica.

N x10nDonde N es un numero entre 1 y 10n es un entero (positivo negativo)NOTACION CIENTFICACualquier numero sin importar si es grande o pequeo puede representarse mediante:

NOTACION CIENTFICAN x10nEL TRUCO ES ENCONTRAR EL VALOR DE nn se obtiene contando el nmero de lugares que se requiere mover el punto decimal de modo que N quede entre 1 y 10.1 N 10

568.762n es positivo568.762 = 5.68762 x 1020.00000772n es negativo0.00000772 = 7.72 x 10-6NOTACION CIENTFICA

NOTACIN CIENTFICA602 200 000 000 000 000 000 000n es positivo6.022 x 10230.000 000 000 000 000 000 000 001 66n es negativo1.66 x 10-24

OPERACIONES CON NOTACIN CIENTFICA7.4 x 103 + 2.1 x 103ADICIN Y SUSTRACCINEscriba cada cantidad de forma que tengan el mismo exponente n.Combine N1 y N2 sin que cambie el exponente. Ej.4.31 x 104 + 3.9 x 103= 9.5 x 103 4.31 x 104 + 0.39 x 104 = 4.70 x 104

OPERACIONES CON NOTACIN CIENTFICA3.5 x 104 x 2.0 x 102MULTIPLICACINMultiplique normalmente N1 por N2 Luego sume los exponentes.

Ejemplo:= (3.5 x 2.0) x 104+2 = 7.0 x 106

OPERACIONES CON NOTACIN CIENTFICA 8.5 x 104 = 5.0 x 109DIVISINDivida normalmete N1 entre N2 luego reste los exponentes.

Ejemplo: 8.5 x 104-9 = 1.7 x 10-5 5.0

CIFRAS SIGNIFICATIVASEXISTEN DOS CLASES DE NMEROSLos nmeros obtenidos al contar o a partir de definiciones son nmeros exactos. Los nmeros obtenidos por medicion, no son exactos. Toda medicin involucra un estimado.

CIFRAS SIGNIFICATIVASMEDICIN DE LA MASA EN TRES TIPOS DE BALANZA25.02 g25.019 g25.0189 gMEDICIN

CIFRAS SIGNIFICATIVASLas cantidades medidas deben ser reportadas de tal manera que el nmero refleje la precisin con la cual la medicin fue realizada.

Al expresar una cantidad con el nmero correcto de cifras significativas, se da por entendido que el ltimo digito es el incierto.

A todos los dgitos reportados, incluido el incierto, se les denomina cifras significativas

GUIA PARA DETERMINAR EL NMERO DE CIFRAS SIGNIFICATIVASCualquier dgito diferente de cero SIEMPRE es significativo 1.234 kg 4 cifras significativas Los ceros entre dgitos distintos de cero SIEMPRE son significativos.606 m 3 cifras significativas Los ceros al principio de un numero NUNCA son significativos. Se usan para indicar el lugar del punto decimal.0.00081 L 2 cifras significativas

CIFRAS SIGNIFICATIVASSi un nmero es mayor a 1, los ceros a la derecha del punto decimal SIEMPRE son significativos. 2.0 Kg 2 cifras significativasSi un nmero es menor a 1, los ceros al final del nmero son significativos. 0.0900 Kg 3 cifras significativasCuando un numero termina en ceros pero no tiene un punto decimal, los ceros pueden ser no significativos. 800 L 1 3 cifras significativas?Esta ambigedad se elimina usando la notacin cientfica.8 x 102 L 1 cifra significativa8.00 x 102 L 3 cifras significativas

LAS CONVENCIONES DE CIFRAS SIGNIFICATIVAS NO APLICAN A NUMEROS EXACTOS:

SE CONSIDERA QUE LOS NUMEROS EXACTOS TIENEN UN NUMERO INFINITO DE CIFRAS SIGNIFICATIVAS.

Ejemplos:

1 pie12 pulg (Exactamente)1 pulg2.54 cm (Exactamente)CUALQUIER NMERO ENTEROCIFRAS SIGNIFICATIVAS

Cuntas cifras significativas hay en cada una de las medidas siguientes? 2 cifras significativas 4 cifras significativas 3 cifras significativas 2 cifras significativas 2 3 cifras significativas Infinitas cifras significativas

CIFRAS SIGNIFICATIVAS ENADICIN Y SUSTRACCINEL RESULTADO DE UNA SUMA O RESTA DEBE REPORTARSE CON EL MISMO NMERO DE CIFRAS DECIMALES DE LA MEDIDA QUE TENGA EL MENORNMERO DE CIFRAS DECIMALES.

La respuesta no puede tener ms dgitos a la derecha del punto decimal que cualquiera de los nmeros originales.CIFRAS SIGNIFICATIVAS ENADICIN Y SUSTRACCIN

EL RESULTADO DE UNA MULTIPLICACIN O DIVISIN DEBE REPORTARSE CON EL MISMO NMERO DE CIFRAS SIGNIFICATIVAS DE LA MEDIDA QUETENGA EL MENOR NUMERO DE CIFRAS SIGNIFICATIVASCIFRAS SIGNIFICATIVAS ENMULTIPLICACIN Y DIVISIN

El nmero de cifras significativas en el resultado est determinado por el nmero original que tenga la menor cantidad de cifras significativas.4.51 x 3.6666 = 16.536366= 16.56.8 112.04 = 0.0606926 = 0.061CIFRAS SIGNIFICATIVAS ENMULTIPLICACIN Y DIVISIN

Se considera que los nmeros de definiciones o los nmeros de objetos tienen una cantidad infinita de cifras significativas.Calcule el promedio de las siguientes medidas: 6.64, 6.68 y 6.70Exprese el resultado con el nmero correcto de cifras significativasComo 3 es exacto se considera que tiene infinitas cifras sig.CIFRAS SIGNIFICATIVAS EN OPERACIONES CON NMEROS EXACTOSSi un objeto tiene una masa de 5.0 g entonces cual es la masa de 9 de esos objetos.5.0 x 9 = 45 g

REGLAS PARA REDONDEARSi se desea redondear un numero hasta cierto punto, simplemente se eliminan los dgitos que siguen al ultimo que desea conservarse.Mire el digito que le sigue al ltimo que se va a conservar y.si es menor que 5, el digito precedente (el ultimo que se conserva) permanece inalterado.

si es mayor que 5, el digito precedente se incrementa en una unidad.

si es igual a 5, el digito precedente se incrementa en una unidad, si es impar; pero si es par se deja igual.

ANLISIS DIMENSIONAL(MTODO DEL FACTOR UNITARIO)Es una tcnica sencilla pero sistemtica, til para resolver problemas numricosEl anlisis dimensional es un procedimiento que se usa para la conversin entre unidades.Se basa en la relacin que existe entre diferentes unidades que expresan la misma cantidad fsicaEjemplos:1 lb = 453.6 g1 dlar = 100 centavos

ANLISIS DIMENSIONAL(MTODO DEL FACTOR UNITARIO)Estas equivalencia permiten escribir los siguientes factores de conversin:Un factor de conversin es una fraccin cuyo numerador y denominador son la misma cantidad expresada en unidades distintas.1 lb = 453.6 g1 dlar = 100 centavos

ANLISIS DIMENSIONALLa utilidad de los factores unitarios es que permiten efectuar conversiones entre diferentes unidades que miden la misma cantidad:Ejemplo: Convertir 2.46 dlares a centavos.2.46 dlares = ? centavos = 246 centavos

Ejemplo: 2 libras de azcar cuestan 1.11 dlares. Cuantos dlares cuestan 2500 g de azcar ? 2500 g azcar = ? dlares Con frecuencia uno debe usar mas de un factor en la solucin de un problema.= 3.06 dlaresANLISIS DIMENSIONAL

La velocidad del sonido en el aire es aproximadamente 343 m/s. Cul es esta velocidad en millas por hora? Hay que convertir los metros a millas y los segundos a horas: m = ? mi s h

Una hoja de block tiene un rea 0.0616 m2. Cul es el rea de esta hoja en pulg2 ?. 0.0616 m2 = ? pulg2

Si un pequeo bloque de litio pesa 1.49 x103 mg y sus lados miden 20.9 mm por 11.1 mm x 11.9 mm. Cual es la densidad del litio en g/cm3 ?. Clculo de la densidad a partir de la masa y longitud, con anlisis dimensional

EN ANALISIS DIMENSIONAL, LAS UNIDADES DEBEN ESTAR PRESENTES A LO LARGO DE TODO EL CALCULO.EL ANLISIS DIMENSIONAL ES UNA PODEROSAAYUDA PARA CHEQUEAR POSIBLES ERRORESEN EL PROCEDIMIENTO DE UN PROBLEMA. LAS UNIDADES TAMBIEN SE MULTIPLICAN O DIVIDEN (CANCELAN) ENTRE SI.ANALISIS DIMENSIONALRESUMEN

UNO DEBE HACERSE TRES PREGUNTAS:1- QUE DATOS SE DAN EN EL PROBLEMA ?

2- QUE CANTIDAD Y UNIDAD QUEREMOS OBTENER EN EL PROBLEMA?

3- DE QUE FACTORES DE CONVERSION (EQUIVA- LENCIA) TENEMOS QUE DISPONER PARA IR DE LA UNIDAD DADA A LA UNIDAD DESEADA?ANALISIS DIMENSIONALRESUMEN

USO DE LA CALCULADORALAS CALCULADORAS GENERALMENTE MUESTRANMAS CIFRAS DE LAS QUE SON SIGNIFICATIVASOJO: EN OPERACIONES DE DOS O MAS PASOS, PARA MINIMIZAR ERRORES ORIGINADOS EN EL REDONDEO, RETENGA TODOS LOS DIGITOS DESPUES DE CADA PASO Y REDONDEE SOLO LA RESPUESTA FINAL

Ejemplo:

TENEMOS UNA HOJA DE PAPEL DE ALUMINIO CON UN GROSOR DE 8.0 X 10-5 cm. CUAL ES EL GROSOR EN m ?1- SE DA UNA DISTANCIA DE 8.0 X 10-5 cm2- QUEREMOS m3- FACTORES DE CONVERSION A CONSIDERAR:

cm m 102 cm = 1 m 1cm = 10-2m m m 106 m = 1 m 1m = 10-6m

ANALISIS DIMENSIONALEjemplos:LA DISTANCIA ENTRE ATOMOS DE CARBONO EN UN DIAMANTE ES DE 154 pmCONVIERTA ESTA DISTANCIA EN mmCUAL ES LA MASA EN GRAMOS DE 1.50 GALDE AGUA? LA DENSIDAD DEL AGUA ES DE 1.00 g/cm3

Informacin Util : 1 gal = 4 qt 1.0567 qt = 1 L

Ejemplos:UNA PERSONA PROMEDIO TIENE UNOS 200 mg DE COLESTEROL POR CADA 100 mL DE SANGRE. SI EL VOLUMEN TOTAL DE SANGRE DE ESTE INDIVIDUO ES 35.0 L CUNTOS GRAMOS DE COLESTEROL CONTIENE ESTE INDIVIDUO?LA DOSIS RECOMENDADA DE ELIXOFILINA , UNA DROGA UTILIZADA PARA TRATAR EL ASMA, ES DE 6 mg POR kg DE PESO (DEL PACIENTE). CALCULAR LA DOSIS EN MILIGRAMOS PARA UNA PERSONA DE 150 lb.

1 lb = 453.59 gANALISIS DIMENSIONAL

ANALISIS DIMENSIONALEjemplo:EL RADIO DE UN ATOMO DE ALUMINIO ES DE 1.43 . CUANTOS ATOMOS DE ALUMINIO SE NECESITARIAN PARA HACER UN COLLAR DE UNA PULGADA DE LARGO?

ASUMIR QUE LOS TOMOS SON ESFERICOS

1 = 1.0 X 10-10 m

ANALISIS DIMENSIONALEjemplo:EL PAPEL DE ALUMINIO SE VENDE EN LOS SUPERMERCADOS EN LARGOS ROLLOS DE 66 YARDAS POR 12 PULGADAS, CON UN ESPESOR DE 0.00065 PULGADAS. SI LA DENSIDAD DEL ALUMINIO ES 2.70 g/cm3, CALCULAR LA MASA DE UN ROLLO.

(Resp: 8.2 x 102 g)

Ejemplo:En un punto dado de su orbita, la superficie de la tierra esta a 92.98 millones de millas de la superficie del sol. cunto le lleva a la luz de la superficie del sol alcanzar la superficie de la tierra?

La velocidad de la luz es 3.00 x 108 m/sANALISIS DIMENSIONAL

El volumen de agua de mar en la Tierra es aproximadamente de 330 millones de mi3. Si el agua de mar tiene un 3.5% en masa de cloruro de sodio (NaCl) y una densidad de 1.03 g/mL, cual es la masa aproximada de NaCl, (expresada en toneladas), disuelta en el agua de mar del planeta Tierra?1 cm = 10-2 m1 km = 103 m1 mi = 1.6093 km1 mL = 1 cm31 ton = 2 000 lb1 lb = 453.6 gANALISIS DIMENSIONALEjemplo

ANALISIS DIMENSIONALEl metal magnesio, Mg, puede extraerse del agua de mar mediante un proceso conocido como Dow. Este metal se encuentra en el mar en una proporcin de 1.4 g de Mg por kg de agua de mar. La produccin anual de Mg en los EU es alrededor de 105 toneladas; si todo este Mg fuera extrado del mar, que volumen de agua de mar, en metros cbicos, tendra que procesarse? Suponga una densidad de 1.025 g/mL para el agua de mar.1 cm = 10-2 m1 mL = 1 cm31 kg = 103 g1 ton = 2000 lb1 lb = 453.6 g

Ejemplo:Un gas a 25C llena un recipiente cuyo volumen es de 1.05 x 103 cm3. El gas tiene una masa de 0.03760 g. Cual es la densidad del gas a 25C ? Cuantas cifras significativas debe tener el volumen del recipiente con el fin de que la densidad calculada tenga 4 cifras significativas ?

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