¿Que es la química?

¿Porqué es importante

la química?

¿Que temas veremos?¿Es aplicativo en nuestra

profesión?

¿Está relacionado con

otras ciencias?

QUIMICA

• Es la ciencia que estudia la composición, estructura y propiedades de la materia, con las fuerzas que las mantienen unidas, además está estrechamente relacionado con la física, biología y la geología.

Padre de la química moderna Lavoisier

Método Científico

Nueva hipótesis

MATERIA

«conglomerado de átomos agrupados coherentemente y con movimiento constante»

Propiedades de la materia

Generales Extensión Divisibilidad Ponderabilidad Inercia Porosidad Impenetrabilidad Dilatación

Particulares• Ductibilidad• Maleabilidad• Fragilidad• Tenacidad• Elasticidad• Dureza

Propiedades

ParticularesGenerales

P. Física(depende de si mismo)

P. Química

Extensiva Intensiva

Cantidad de masa

-- Volumen-- Presión-- Peso

- Densidad-- Temperatura

-- Color

depende

No depende

Fases(límites claramente definidos)

Aceite

Agua

Arena

MATERIA

Materia Heterogénea(Mezcla heterogénea)

ElementosCompuestos

Sustancias PurasMezcla Homogénea

Materia HomogéneaProcedimientos

físicos

Procedimientos físicos

Procedimientos Químicos

CLASIFICACIÓN DE LA MATERIA

ESTADOS DE AGREGACIÓN DE LA MATERIA

En función de 3 parámetros:

• Fuerzas intermoleculares:

• F.I. de atracción o cohesión(Fc)

• F.I. de repulsión(Fr)

• Forma: límites de un cuerpo

• Volumen: espacio que ocupan los cuerpos.

• Estado sólido

• Cristalino(sales)

• Amorfo (cuerpos vítreos)

• Estado líquido

• Estado gaseoso

Estructura simétrica

Estructura asimétrica

ESTADOS DE AGREGACION DE LA MATERIA

• Al plasma se le llama a veces «el cuarto estado de la materia», además de los tres «clásicos», sólido, líquido y gas. Es un estado en el que los átomos se han roto, y éste queda formado por electrones e iones positivos moviéndose libres.

tiene las características de un gas pero a elevadas temperaturas.

http://www.bonares.com/wp-content/sol.jpg

Estados Intermedios• Suspensiones: son mezclas heterogéneas formada por partículas pequeñas no

solubles (fase dispersa) que se dispersan en un medio líquido (fase dispersante)

• Emulsiones: dispersión de un líquido en otro. (inmiscibles) aceite en agua

• Coloides: el medio disperso es pequeño pero mas grande que cualquier molécula no apreciable a simple vista( 10 – 10 000nm). Y no atraviesan una membrana semipermeable, tienden a formar coágulos de manera espontánea y además presentan movimiento Browniano(continuo y zigzagueante) al efecto Tyndall.

SISTEMA COLOIDAL

• Efecto Tyndalles el fenómeno que ayuda por medio de la dispersión de la luz a determinar si una mezcla homogénea es realmente una solución o un sistema coloidal.

• Movimiento BrownianoEl movimiento browniano puede explicarse a escala molecular por una serie de colisiones en una dimensión en la cual, pequeñas partículas (denominadas térmicas) experimentan choques con una partícula mayor.

Tipos de Coloides 

Fase dispersa

Gas Líquido Sólido

Fase continua(dispersante)

GasNo es posible porque todos los gases son solubles entre sí

Aerosol líquido,Ejemplos: niebla, bruma

Aerosol sólido,Ejemplos: Humo, polvo en suspensión

LíquidoEspuma,Ejemplos: Espuma de afeitado

Emulsión,Ejemplos: Leche, salsa mayonesa, crema de manos, sangre

Sol(coloide)Ejemplos: Pinturas, tinta china

SólidoEspuma Sólida,Ejemplos: piedra Pómez, Aerogeles

Gel,Ejemplos: Gelatina, gominola, queso

Sol sólidoEjemplos: Cristal de rubí

• Soluciones(solutos menores a 2nm)

Una solución es una mezcla homogénea de dos o mas sustancias. La sustancia disuelta se denomina soluto y esta presente generalmente en pequeña cantidad en pequeña cantidad en comparación con la sustancia donde se disuelve denominada solvente.

Las soluciones verdaderas son claras y transparentes y no es posible distinguir ni macroscópica ni microscópicamente sus partículas disueltas de la fase dispersante.

• Sistema:puede ser cualquier objeto, cualquier cantidad de materia, cualquier región del espacio, etc., seleccionado para estudiarlo y aislarlo (mentalmente) de todo lo demás, lo cual se convierte entonces en el entorno del sistema. (Abbott y Vanness)

• Entorno: está fuera del sistema.

• La envoltura imaginaria que encierra un sistema y lo separa de sus inmediaciones (entorno) se llama frontera del sistema y puede pensarse que tiene propiedades especiales que sirven para: a) aislar el sistema de su entorno o para b) permitir la interacción de un modo específico entre el sistema y su ambiente. (Abbott y Vanness)

Sistema abierto: intercambio de masa y energía(calor) con su entorno. Sistema cerrado: no existe intercambio de masa. Sistema aislado: no existe intercambio de masa ni de energía.

ENERGÍA• Es la capacidad para realizar un trabajo, tanto energía como materia son constantes.

Para Einstein a toda materia le corresponde una energía:

E = mC2

Ley de la Relatividad: no hay cuerpo que viaje a la velocidad de la luz ni cuerpo que lo resista, al aumentar la velocidad un cuerpo, la masa también debe aumentar

m´ : masa final

M : masa inicial

V : velocidad del cuerpo

C : Velocidad de la luz

Energía masa C(v.luz)

Joule Kg 3.108m/s

Ergios g 3.1010cm/s

Conservación de la materia y la energía

A       +      B      ---------->        C     +      D

• A y B representan compuestos químicos que al reaccionar dan origen a C y D. Los compuestos A y B son los reactantes porque reaccionan para generar los productos C y D. La masa de los reactantes es igual a la masa de los productos masa.

m A       +     m B    =     m C       +     m D

• Hoy se sabe que la Ley de la Conservación de la Materia o Ley de Lavoisier no es totalmente exacta, ya que en reacciones nucleares puede desaparecer masa, que se transforma en energía.

“En un sistema cerrado, en el cual se producen reacciones químicas, la materia no se crea ni se destruye, sólo se transforma; es decir, la masa de los reactantes es igual a la masa de los productos”. “padre de la química moderna”

Calor y Temperatura

• Calor: es la transferencia de energía entre 2 cuerpos a diferente T°

• Temperatura: medida del flujo de calor propiedad intensiva.

Energía asociada a los cambios de Temperatura, fase y reacción

• Calor sensible: cuando sólo hay cambio de TemperaturaQ = m Ce ∆T

– Calor específico Ce, depende del estado y tipo de sustancia

• Calor latente: cuando hay cambio de fase

Q = m ∆ hlatente

• Calor de reacción: cuando se forman nuevas sustancias y la temperatura no cambia

• Sistemas absolutos: cero absoluto Kelvin(SI) y Rankine

• Sistemas relativos: centígrados y farenheit

Punto de ebullición del agua

100°C 212°F 373K 672°R

Punto de fusión del hielo

0°C 32°F 273K 492°R

Cero absoluto

-273,15 °C -459,67 °F 0K 0°R

°C = °F – 32 = K – 273 = °R – 492

5 9 5 9

Conversión de Unidades

• Factor de conversión unitario: es una relación unitaria, expresada de modo que el numerador contiene la unidad nueva o deseada y el denomi-nador la unidad dada, la que quiere convertirse.

1) convertir 2.3 kilómetros a metros

2.3 km x 1 000 m = 2 300 m 1 km

2) convertir 2 450 cm2 a pie2

2 450 cm2 x 1 pie2 = 2.64 pie2

30.482 cm2