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Química General QQ 103
I PERIODO 2014 SECCION 7 - 8 AM
Ing. Alexis Rodríguez
Horas de consulta: L- J de 8 a 9 am
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OBJETIVO:
• Conocer los conceptos básicos de química y principios fundamentales de química, para comprender aplicación en tecnología, ciencias a y aplicarlas en su vida profesional
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REGLAS
• Teléfonos celulares
• Plagio
• Copia durante exámenes
• Respeto
• Resolución de problemas y conflictos
• Conducta
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QUIMICA
• Ciencia de la composición y estructura de las sustancias y con las fuerzas que las mantienen juntas.
• Propiedades químicas dan claves para determinaciones estructurales, para su identificación, clasificación y aplicaciones.
• Reacciones químicas para transformaciones, condiciones y cambios (deseables e indeseables)
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Carreras e intereses
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Ramas de química • Química orgánica – la química de la mayoría
de los compuestos de carbono, de plantas vivas, animales y sintéticos
• Química inorgánica – todos los elementos excepto el carbono
• Química analítica – identificación y composición cualitativa y cuantitativa de la materia/sustancias
• Fisicoquímica – principios físicos que rigen la estructura de a materia y su transformación
• Bioquímica – química de los sistemas vivos
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Metodología Científica Ciencia: Es el conocimiento organizado sobre las cosas que se observan en la naturaleza, en el mundo material y en el universo.
Las ciencias obtienen y construyen el conocimiento, por que se apoyan en la metodología científica.
La metodología científica comienza con una observación y con la formulación de la hipótesis.
Hipótesis: Explicación tentativa de los resultados de la experimentación; es objeto de verificación o rechazo durante experimentos adicionales.
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El Método Científico Planteamiento del
problema
Formulación de la hipótesis
Realización de diseños experimentales
Experimentación
Análisis y realización de resultados
Comunicación del trabajo realizado
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Notación Científica
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http://es.scribd.com/doc/53918153/13/Notacion-cientifica
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Notación Científica • Desplazamiento de la coma
23,5x106 256x109 0,002x10-4
• Suma y resta
Ambos números deben de tener el mismo exponente.
3,5x108 + 7,2x108= ?
3,5x104 + 7,2x105= ?
1,6x10-4 + 2,8x10-5= ?
4,28x10-4 – 1,35x10-3= ?
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Notación Científica Multiplicación
Se multiplica la parte real y se suman los exponentes.
• 1,5x107 x 4,2x104
• 1,6x105 x 2,3x10-2
División
Se dividen los números reales y se restan los exponentes
• 6x107 ÷ 4x104
• 4,9x10-3 ÷ 4x10-6
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Cifras significativas En una medición, son los dígitos que se conocen como precisos, junto con un dígito final en torno al cual existe alguna incertidumbre.
Reglas para la cifras significativas
1. Dígitos diferentes de cero son siempre significativos
2. Ceros a la izquierda nunca son significativos.
3. Ceros confinados son siempre significativos.
4. Ceros a la derecha a) Contiene un punto decimal.
b) Contiene una barra en la parte superior.
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Ejemplo:
Determine el número de cifras significativas y cual regla cumple:
Número No de cifras significativas
Regla
747
1011
3,50
35Ō
0,052
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Redondeo de cifras Reglas: 1. Si la primera cifra no significativa es menor que 5,
descártela y la última cifra significativa permanece igual.
2. Si la primera cifra no significativa es mayor que 5 o es seguida por números diferentes de 0, descarte la(s) cifra(s) no significativas(s) e incremente la última cifra significativa en uno.
3. Si la primera cifra no significativa es 5 y esta seguida por ceros, descarte el 5 y:
- Aumente la ultima cifra significativa en uno si es impar. - Deje la última cifra significativa igual si es par .
4. Las cifras no significativas a la izquierda del punto decimal no se descartan pero se sustituyen por ceros.
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Redondee los siguientes números a tres cifras significativas
Número Respuesta
462,2
474,50
687,50
1248
0,027750
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Reglas de redondeo en operaciones matemáticas fundamentales
En la adición y en la sustracción, la respuesta no debe de abarcar un espacio menor (decimales, unidades, decenas, etc) que el del número con el espacio más pequeño.
En la multiplicación y la división, la respuesta no debe de contener más cifras significativas que el número menor de cifras significativas de los números utilizados en la multiplicación o división.
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Sistemas de Medición • Las mediciones que hacen los químicos se utilizan a
menudo en cálculos para obtener otras cantidades relacionadas.
• Existen diferentes instrumentos que permiten medir las propiedades de una sustancia:
– Con la cinta métrica se miden longitudes,
– Con la bureta, la pipeta, la probeta graduada y el matraz volumétrico se miden volúmenes.
– Con la balanza se mide la masa.
– Con el termómetro la temperatura.
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Sistemas de Medición Estos instrumentos permiten hacer mediciones de:
• Propiedades macroscópicas, es decir, que
pueden ser determinadas directamente.
• Propiedades microscópicas, a escala atómica o
molecular, se deben determinar por un método
indirecto.
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• Una cantidad medida DEBE escribirse como un
número con una unidad apropiada.
• En 1960, la Conferencia General de Pesas y
Medidas, que es la autoridad internacional del
sistema de unidades, propuso un sistema
métrico revisado y actualizado
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En esa conferencia se propuso el Sistema
Internacional de Unidades (abreviado SI, del
francés Système Internationale d’Unites).
• Como las unidades métricas, las unidades SI
cambian en forma decimal por medio de una
serie de prefijos.
• Las mediciones que se utilizan con frecuencia
en el estudio de la química son tiempo, masa,
volumen, densidad y temperatura.
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SISTEMA METRICO VS SISTEMA INGLES
Sistema Inglés Sistema métrico
TIEMPO Segundos Segundos
LONGITUD Pie Metro
MASA Libra Kilogramos Gramos
VOLUMEN Pie cubico Litros
TEMPERATURA O Farenheit O Celsius
O Kelvin
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Cantidad fundamental
Nombre de la unidad Símbolo
Longitud metro m
Masa kilogramo kg
Tiempo segundo s
Corriente eléctrica ampere A
Temperatura kelvin k
Cantidad de sustancia
mol mol
Intensidad luminosa candela cd
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PREFIJOS
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La unidad S.I. de longitud es el metro (m) y la unidad
de volumen derivada del S.I. es el metro cúbico
(m3).
Sin embargo, es común que los químicos trabajen
con volúmenes mucho menores, como son el
centímetro cubico (cm3) y el decímetro cubico
(dm3) donde:
1 cm3 = (1 X 10 -2 m)3 = 1 X 10 -6 m3
1 dm3 = (1X 10 -1 m)3 = 1 X 10 -3 m3
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Otra unidad común de volumen es el litro (L).
Un litro se define como el volumen que ocupa
un decímetro cubico.
El volumen de un litro es igual a 1 000 mililitros
(mL) o 1000 cm3:
1L = l 000 mL = 1000 cm3 = 1 dm3
Un mililitro es igual a un centímetro cubico:
1 mL = 1 cm3
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Factor Unitario Se basa en la relación que existe entre diferentes unidades que expresan la misma cantidad física.
Se sabe, por ejemplo, que la unidad monetaria "lempira" es diferente de la unidad "centavo". Sin embargo, se dice que un lempira es equivalente a 100 centavos porque ambos representan la misma cantidad de dinero:
1 lempira =100 centavos
Dado que un lempira es igual a 100 centavos, se infiere que su relación es igual a 1
1 lempira/100 centavos
Esta relación se puede leer como 1 lempira por cada 100 centavos.
• La fracción se denomina factor unitario (igual a 1) porque el numerador y el denominador describen la misma cantidad de dinero.
• La relación también se podría haber escrito como 100 centavos por un lempira: 100 centavos/1 lempira
Esta fracción también es un factor unitario. Como puede verse, el recíproco de cualquier factor unitario también es un factor unitario.
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Ejemplo
• La conversión de 57.8 metros a centímetros.
• El problema se puede expresar como
X cm = 57.8 m
• Por definición, 1 cm = 1 X 10-2 m
• Debido a que se están convirtiendo "m" a "cm", se elige el factor unitario que tiene metros en el denominador
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En el método del factor unitario, las unidades se mantienen en todo el proceso del cálculo; si la ecuación se establece en forma correcta, todas las unidades se cancelan excepto la deseada. Si no es así, entonces debe haberse cometido un error en alguna parte, que, se identifica al revisar la solución
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Ejemplos de factor unitario
• Cuantos centímetros hay en 4 metros? Plantear la pregunta así: 4 m = ? cm Buscar un factor unitario que muestre la relación entre estas dos unidades 1 metro = 100 cm: 1 m y 100 cm 100 cm 1 m Se usa aquel F.U. que permita que se eliminen las unidades de medida con o que se obtenga la respuesta en cm
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• Un bebé recién nacido mide 18,2 pulgadas de largo, cuántos cm de largo tiene el bebé?
• La maratón de Boston mide 26.2 millas. Alberto Salazar ganó la carrera en 1982 con un tiempo de 2 horas, 8 minutos y 51 segundos.
Cuantos km de largo tiene esta carrera?
En promedio cuantos minutos le llevó correr una milla?
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Materia
• Materia es cualquier cosa que tiene masa e inercia y ocupa un espacio
• Masa es una medida de la cantidad de materia
• Peso es – la medida de atracción gravitacional sobre un objeto
o
la acción de la fuerza de la gravedad sobre la masa de un objeto.
– El peso puede cambiar, pero la masa es siempre constante
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ESTADOS DE LA MATERIA
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http://lamateriaysustransformaciones5udp.blogspot.com/2012/01/blog-post_9662.html
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http://jenny-lasnuevastecnologias.blogspot.com/2011/02/los-tres-estados-de-la-materia.html
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Propiedades de los estados de la materia
Estado Forma Volumen Compresibilidad Propiedades sub microscópicas
Sólido Definida Definido Insignificante Partículas en contacto y estrechamente empaquetadas en matrices rígidas
Líquido Indefinida
Definido Muy poca Partículas en contacto, pero móviles
Gaseoso Indefinida
Indefinido Alta Partículas muy separadas e independientes unas de las otras
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• Miscibilidad: líquidos que se disuelven el uno en el otro
• Inmiscibles: líquidos que forman una mezcla turbia y al dejar en reposo, se separan en dos capas distintas
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Sustancias puras y mezclas
• La materia se clasifica en
– Sustancia pura: un elemento o un compuesto, su composición es definida y fija, son homogéneos
– Mezcla: su composición puede variar, pueden ser homogéneos (igual en todas sus partes) o heterogéneos (diferente)
Una solución es una mezcla homogénea, su composición y apariencia es uniforme.
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Materia
Sustancias puras
Elementos
Compuestos
Mezclas
Mezclas Homogéneas
Mezclas Heterogéneas (soluciones)
R
e
a
c
c
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Elementos y compuestos
• Los elementos son sustancias fundamentales con las cuales se forman todas las cosas materiales.
• La partícula más pequeña que conserva las propiedades del elemento es el átomo.
• Los átomos de un elemento no se pueden dividir en átomos mas simples.
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85 % 15 % 0.1 %
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1 2 3 4 5 6 7
GRUPOS
P
E
R
I
O
D
O
S
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• Los compuestos son sustancias puras formadas por dos o más elementos, combinados en proporciones fijas.
• Cada compuesto tiene una fórmula química que indica las proporciones en que se combina cada elemento.
• La fórmula química del agua es H2O, lo que indica que un átomo de oxígeno se combina con dos átomos de hidrógeno.
• Las propiedades de los compuestos
son diferentes a las de los elementos
individuales.
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PROPIEDADES
FÍSICAS Identifican sin alterar su
composición
Olor
Color
Densidad
Punto de fusión
Punto de ebullición
Dureza
Brillo
QUÍMICAS Relacionados con los cambios de
composición o sus reacciones con otras sustancias
Inflamabilidad
Reactivo con oxígeno, acido o metal
Se descompone con calor
Reacciona con otras sustancias
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Densidad y peso específico
• La densidad de una sustancia es la masa de dicha sustancia por unidad de volumen
• Masa
• Volumen
Expresada en g/mL o g/cm3
Densidad = masa
volumen
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Elemento Densidad (g/cm3)
Plomo 11,3
Hierro 7,86
Calcio 1,54
Agua 1,00
Etanol 0,789
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Densidad relativa
• La relación entre la masa de una sustancia y la masa de un volumen igual de agua, a la misma temperatura
• Compara la densidad de una sustancia con la del agua y comúnmente de usa para comparar la densidad de otros líquidos con la del agua
Densidad relativa= densidad de la muestra
densidad del agua (1 mL a 4oC)