UNIDADESUNIDADESPara el estudio de la Química y el Para el estudio de la Química y el

trabajo científico es habitual trabajo científico es habitual expresar las propiedades como expresar las propiedades como

cantidades que se pueden medir y cantidades que se pueden medir y expresarlas como productos de expresarlas como productos de

números y unidadesnúmeros y unidades

A continuación haremos un breve A continuación haremos un breve resumen de las magnitudes y resumen de las magnitudes y

unidades utilizadas en Química, unidades utilizadas en Química, para lo cual repasaremos los para lo cual repasaremos los

conceptos básicos relacionados conceptos básicos relacionados con este temacon este tema

MAGNITUDMAGNITUD ES TODA AQUELLA ES TODA AQUELLA

PROPIEDAD DE LA MATERIA PROPIEDAD DE LA MATERIA QUE SE PUEDE MEDIR O QUE QUE SE PUEDE MEDIR O QUE

ES SUCEPTIBLE DE SER ES SUCEPTIBLE DE SER MEDIDAMEDIDA

MEDIDAMEDIDAES LA CUANTIFICACIÓN DE LAS VECES ES LA CUANTIFICACIÓN DE LAS VECES

QUE SE REPITE UNA MAGNITUD QUE SE REPITE UNA MAGNITUD OBSERVABLE CUANDO LA OBSERVABLE CUANDO LA

COMPARAMOS CON UNA CANTIDAD COMPARAMOS CON UNA CANTIDAD DETERMINADA DE LA MISMA DETERMINADA DE LA MISMA

ESPECIE, A LA QUE LLAMAMOS ESPECIE, A LA QUE LLAMAMOS UNIDADUNIDAD

UNIDADUNIDAD ES UNA MEDIDA QUE SE ES UNA MEDIDA QUE SE ESCOGE ARBITRARIAMENTE ESCOGE ARBITRARIAMENTE

COMO TÉRMINO DE COMO TÉRMINO DE COMPARACIÓN DE LAS DEMÁS COMPARACIÓN DE LAS DEMÁS

MAGNITUDES DE SU MISMA MAGNITUDES DE SU MISMA ESPECIEESPECIE

SISTEMAS DE SISTEMAS DE UNIDADESUNIDADES

CONJUNTO SISTEMÁTICO, CONJUNTO SISTEMÁTICO, OGANIZADO DE UNIDADES OGANIZADO DE UNIDADES

ADOPTADO ADOPTADO CONVENCIONALMENTECONVENCIONALMENTE

EXISTEN DIFERENTES SISTEMAS DE EXISTEN DIFERENTES SISTEMAS DE AGRUPAR UNIDADES COMO SON:AGRUPAR UNIDADES COMO SON:

SISTEMA CEGESIMAL, cgs: SISTEMA CEGESIMAL, cgs: centímetro, gramo, segundocentímetro, gramo, segundo

SISTEMA GIORGI, mks: metro, SISTEMA GIORGI, mks: metro, kilogramo, segundokilogramo, segundo

SISTEMA TÉCNICO: metro, kilopondio, SISTEMA TÉCNICO: metro, kilopondio, segundosegundo

SISTEMA INGLÉS: pulgada, libra, SISTEMA INGLÉS: pulgada, libra, segundosegundo

SISTEMA SISTEMA INTERNACIONAL INTERNACIONAL

DE UNIDADESDE UNIDADES

Sistema Internacional de Sistema Internacional de unidades, nombre adoptado por la XI Conferencia unidades, nombre adoptado por la XI Conferencia

General de Pesas y Medidas (celebrada en París en General de Pesas y Medidas (celebrada en París en 1960) para un sistema universal, unificado y 1960) para un sistema universal, unificado y

coherente de unidades de medida, basado en el coherente de unidades de medida, basado en el sistema mks (metro-kilogramo-segundo). Este sistema sistema mks (metro-kilogramo-segundo). Este sistema se conoce como SI, iniciales de Sistema Internacional. se conoce como SI, iniciales de Sistema Internacional. En la Conferencia de 1960 se definieron los patrones En la Conferencia de 1960 se definieron los patrones

para seis unidades básicas o fundamentales y dos para seis unidades básicas o fundamentales y dos unidades suplementarias (radián y estereorradián); en unidades suplementarias (radián y estereorradián); en 1971 se añadió una séptima unidad fundamental, el 1971 se añadió una séptima unidad fundamental, el

mol. Las dos unidades suplementarias se suprimieron mol. Las dos unidades suplementarias se suprimieron como una clase independiente dentro del Sistema como una clase independiente dentro del Sistema

Internacional en la XX Conferencia General de Pesas y Internacional en la XX Conferencia General de Pesas y Medidas (1995); estas dos unidades quedaron Medidas (1995); estas dos unidades quedaron

incorporadas al SI como unidades derivadas sin incorporadas al SI como unidades derivadas sin dimensiones. Las siete unidades fundamentales se dimensiones. Las siete unidades fundamentales se enumeran en la tabla 1. Los símbolos de la última enumeran en la tabla 1. Los símbolos de la última

columna son los mismos en todos los idiomascolumna son los mismos en todos los idiomas..

Tabla 1: Unidades básicas del SITabla 1: Unidades básicas del SI

MagnitudMagnitud Nombre de la Nombre de la unidadunidad

SímboloSímbolo

LongitudLongitud metrometro mm

MasaMasa kilogramokilogramo kgkg

TiempoTiempo segundosegundo ssIntensidad de Intensidad de corriente eléctricacorriente eléctrica amperioamperio AA

Temperatura Temperatura termodinámicatermodinámica kelvinkelvin KK

Cantidad de sustancia Cantidad de sustancia MolMol molmolIntensidad luminosaIntensidad luminosa candelacandela cdcd

Las unidades del SI para todas las demás Las unidades del SI para todas las demás magnitudes se derivan de las siete magnitudes se derivan de las siete unidades fundamentales. En la tabla 2 unidades fundamentales. En la tabla 2 se muestran ejemplos de algunas se muestran ejemplos de algunas unidades derivadas del SI, expresadas unidades derivadas del SI, expresadas en unidades fundamentales. Ciertas en unidades fundamentales. Ciertas unidades derivadas se emplean con unidades derivadas se emplean con tanta frecuencia que han recibido un tanta frecuencia que han recibido un nombre especial —generalmente el de nombre especial —generalmente el de un científico—, como se indica en la un científico—, como se indica en la tabla 3. tabla 3. 

Tabla 2: unidades derivadas del Tabla 2: unidades derivadas del SISI

Magnitud Nombre de la unidad SI derivada

Símbolo

Superficie metro cuadrado m2

Volumen metro cúbico m3

Velocidad metro por segundo m/s

Aceleraciónmetro por segundo al

cuadrado m/s2

Densidad kilogramo por metro cúbico kg/m3

Densidad de corriente amperio por metro cuadrado A/m2

Fuerza de campo magnético amperio por metro A/m

Volumen específico metro cúbico por kilogramo m3/kg

Luminancia candela por metro cuadrado cd/m2

Magnitud Nombre Símbolo Expresión

Ángulo plano Radián rad m·m-1 = 1

Ángulo sólido Estereorradián sr m2·m-2 = 1

Frecuencia Hercio Hz 1/s

Fuerza Newton N kg·m/s2

Presión, tensión mecánica Pascal Pa N/m2

Energía, trabajo, cantidad de calor Julio J N·m

Potencia Vatio W J/s

Cantidad de electricidad Culombio C A·s

TABLA 3: UNIDADES DERIVADAS DEL SI CON NOMBRE ESPECIAL

Potencial eléctrico, diferencia de potencial, tensión eléctrica y fuerza electromotriz Voltio V J/C

Capacidad eléctrica Faradio F C/V

Resistencia eléctrica Ohmio O V/A

Conductancia eléctrica Siemens S 1/O

Flujo magnético, flujo de inducción magnética Weber Wb V·s

Densidad de flujo magnético, inducción magnética Tesla T Wb/m2

Inductancia Henrio H Wb/A

Temperatura Celsius grado Celsius ºC 1 ºC = 1 K

Flujo luminoso Lumen lm cd·sr

Iluminancia Lux lx lm/m2

Una característica del SI es que es un Una característica del SI es que es un sistema coherente, es decir, las unidades sistema coherente, es decir, las unidades derivadas se expresan como productos y derivadas se expresan como productos y cocientes de unidades fundamentales y cocientes de unidades fundamentales y otras unidades derivadas. Esto hace que otras unidades derivadas. Esto hace que

algunas unidades resulten demasiado algunas unidades resulten demasiado grandes para el uso habitual y otras sean grandes para el uso habitual y otras sean

demasiado pequeñas. Por eso se adoptaron demasiado pequeñas. Por eso se adoptaron y ampliaron los prefijos desarrollados para y ampliaron los prefijos desarrollados para

el sistema métrico. Estos prefijos, indicados el sistema métrico. Estos prefijos, indicados en la tabla 4, se emplean tanto con en la tabla 4, se emplean tanto con

unidades fundamentales como derivadas. unidades fundamentales como derivadas. Algunos ejemplos son: milímetro (mm), Algunos ejemplos son: milímetro (mm),

kilómetro/hora (km/h), megavatio (MW) o kilómetro/hora (km/h), megavatio (MW) o picofaradio (pF). Como no se emplean picofaradio (pF). Como no se emplean

prefijos dobles y el nombre de la unidad prefijos dobles y el nombre de la unidad fundamental ‘kilogramo’ ya contiene un fundamental ‘kilogramo’ ya contiene un

prefijo, los prefijos no se emplean con esta prefijo, los prefijos no se emplean con esta unidad sino con gramo.unidad sino con gramo.

Tabla 4: prefijos decimalesPREFIJO SÍMBOLO AUMENTO O DISMINUCIÓN DE LA UNIDADEXA E 1 E 18 = 1018 = 1.000.000.000.000.000.000 (un trillón)

PETA P 1E 15 = 1015 = 1.000.000.000.000.000 (mil billones)

TERA T 1E 12 = 1012 = 1.000.000.000.000 (un billón)

GIGA G 1 E 9 = 109 = 1.000.000.000 (mil millones, un millardo)

MEGA M 1 E 6 = 106 = 1.000.000 (un millón)

KILO k 1 E 3 = 103 = 1.000 (un millar, mil)

HECTO h 1 E 2 = 102 = 100 (un centenar, cien)

DECA da 1 E 1 = 101 = 10 (una decena, diez)

DECI d 1 E -1 = 1 0-1 = 0,1 (un décimo)

CENTI c 1 E -2 = 10 -2 = 0,01 (un centésimo)

MILI m 1 E -3 = 10-3 = 0,001 (un milésimo)

MICRO µ 1 E -6 = 10-6 = 0,000001 (un millonésimo)

NANO n 1 E -9 = 10-9 = 0,000000001 (un milmillonésimo)

PICO p 1 E -12 = 10-12 = 0,000000000001 (un billonésimo)

FEMTO f 1 E -15 = 10-15 = 0,000000000000001 (un milbillonésimo)

ATTO a 1 E -18 = 10-18 = 0,000000000000000001 (un trillonésimo)

Algunas unidades que no forman parte del SI se emplean de forma tan generalizada que

no resulta práctico abandonarlas.

Conversión de Unidades  

  NOMBRE SÍMBOLO VALOR

Longitud Pulgada in 2,54 cm

  Pie ft 30,48 cm

  Amstrong Ao 10-8 cm

  Milla mile 1.609,344 m

Masa Libra lb 453,59237 g16 oz

  Onza oz 28,3495 g

  Tonelada ton 103 kg2,2 x 103 lb

  Tonelada short Ton short 2 x 103 lb

Volumen 

Litro L 1 dm3

103 cm3

103 mL

Galón gal 3,78 l

Barril U.S. Barril U.S. 42 gal

PRESIÓN atmósfera atm 101325 Pa

      76 cm Hg

      760 mm Hg

  centímetro de Hg cm Hg 1/76 atm

  milímetro de Hg mm Hg 1/760 atm

  torr torr 1mm Hg

TEMPERATURA grados centígrados oC K = oC + 273

  grados Fahrenheit oF oC = 5/9( oF – 32 )

  grados Rankine oR oR = oF + 460

DENSIDADDENDIDAD RELATIVA

GRAVEDAD ESPECÍFICA PESO ESPECÍFICO

DENSIDADDENSIDAD

SE DEFINE COMO LA MASA DE UNA SE DEFINE COMO LA MASA DE UNA SUSTANCIA DIVIDIDO PARA EL SUSTANCIA DIVIDIDO PARA EL VOLUMEN QUE OCUPA DICHA VOLUMEN QUE OCUPA DICHA

SUSTANCIASUSTANCIA

M M sustanciasustancia g kgg kg

ρρ = --------------, -------- , ----------- = --------------, -------- , -----------

V V sustanciasustancia cm3cm3 L L

DENSIDAD DE ALGUNAS SUSTANCIASDENSIDAD DE ALGUNAS SUSTANCIAS

SUSTANCIADENSIDAD

g/cm3 g/L

Aire ---- 1,29

Aluminio 2,70 ----

Bromo 2,93 ----

Anhídrido Carbónico ---- 1,98

Tetracloruro de Carbono

1,60 ----

Cobre 7,92 ----

Oro 19,30 ----

Plomo 11,34 ----

Mercurio 13,55 ----

Oxígeno ---- 1,43

Azufre 2,06 ----

Anhídrido sulfuroso ---- 2,93

Uranio 18,90 ----

Agua 1,00 ----

DENSIDAD RELATIVADENSIDAD RELATIVA

ES LA RELACIÓN ENTRE LA DENSIDAD ES LA RELACIÓN ENTRE LA DENSIDAD DE UNA SUSTANCIA Y LA DENSIDAD DE UNA SUSTANCIA Y LA DENSIDAD

DEL AGUA A 4 W C Y 1 ATM DE DEL AGUA A 4 W C Y 1 ATM DE PRESIÓNPRESIÓN

ρρ sustancia sustancia

ρρ relativarelativa = ------------------------- = ------------------------- ρρ aguaagua (4 W C, 1 atm) (4 W C, 1 atm)

GRAVEDAD ESPECIFICAGRAVEDAD ESPECIFICA

ES LA RELACIÓN ENTRE LA MASA DE ES LA RELACIÓN ENTRE LA MASA DE UNA SUSTANCIA Y LA MASA DE UN UNA SUSTANCIA Y LA MASA DE UN

VOLUMEN IGUAL (AL DE LA VOLUMEN IGUAL (AL DE LA SUSTANCIA) DE AGUA A 4 W C Y 1 ATM SUSTANCIA) DE AGUA A 4 W C Y 1 ATM

DE PRESIÓN.DE PRESIÓN.mm sustancia sustancia

GE = -------------------------GE = -------------------------m m aguaagua (4 W C, 1 atm) (4 W C, 1 atm)

PESO ESPECÍFICOPESO ESPECÍFICO

ES LA RELACIÓN ENTRE EL PESO DE ES LA RELACIÓN ENTRE EL PESO DE UNA SUSTANCIA Y EL PESO DE UN UNA SUSTANCIA Y EL PESO DE UN

VOLUMEN IGUAL (AL DE LA VOLUMEN IGUAL (AL DE LA SUSTANCIA) DE AGUA A 4 C Y 1 ATM ͦSUSTANCIA) DE AGUA A 4 C Y 1 ATM ͦ

DE PRESIÓNDE PRESIÓNWW sustancia sustancia

PE = -------------------------PE = -------------------------W W aguaagua (4 W C, 1 atm) (4 W C, 1 atm)

NOTACIÓN CIENTÍFICA:NOTACIÓN CIENTÍFICA:

Es una forma de expresar números de Es una forma de expresar números de difícil escritura (grandes o pequeños) difícil escritura (grandes o pequeños) como factores de las potencias de 10.como factores de las potencias de 10.

Se utiliza la expresión:Se utiliza la expresión:

a x 10 ᵇa x 10 ᵇdonde: a=número decimal entre 1 y donde: a=número decimal entre 1 y

10(debe ser 10(debe ser diferente de 10)diferente de 10)

b = número entero positivo, negativo b = número entero positivo, negativo o ceroo cero

Ejemplo:Ejemplo: No. Avogadro= 6,022x10ᶺ23 No. Avogadro= 6,022x10ᶺ23 átomos/molátomos/mol

APROXIMACIÓN NUMÉRICAAPROXIMACIÓN NUMÉRICA

Si el dígito que sigue al último que se Si el dígito que sigue al último que se va a aproximar es:va a aproximar es:

≥ ≥ 5 aproximar al inmediato superior 5 aproximar al inmediato superior

˂ 5 aproximar al inmediato inferior˂ 5 aproximar al inmediato inferior

OTRAS UNIDADES OTRAS UNIDADES IMPORTANTES EN IMPORTANTES EN

QUÍMICAQUÍMICA

UNIDADES FÍSICAS DE UNIDADES FÍSICAS DE CONCENTRACIÓN DE SOLUCIONESCONCENTRACIÓN DE SOLUCIONES

El término El término concentraciónconcentración indica indica la cantidad de soluto que está la cantidad de soluto que está presente en una cantidad presente en una cantidad determinada de solución, o a determinada de solución, o a veces, de disolvente.veces, de disolvente.

En química se utilizan varias En química se utilizan varias formas de expresar concentración formas de expresar concentración y pueden ser de dos tipos:y pueden ser de dos tipos:

FÍSICAS Y QUÍMICASFÍSICAS Y QUÍMICAS

UNIDADES FÍSICASUNIDADES FÍSICAS

Porcentaje en peso (%W)Porcentaje en peso (%W) Porcentaje en volumen (%V)Porcentaje en volumen (%V) Gramos por litro Gramos por litro Partes por millón (ppm).Partes por millón (ppm).

UNIDADES QUÍMICASUNIDADES QUÍMICAS Molaridad (M)Molaridad (M) Normalidad (N)Normalidad (N) Molalidad (m)Molalidad (m) Fracción molar (XFracción molar (Xstosto y X y Xslvslv).).

PORCENTAJE EN PESOPORCENTAJE EN PESO ES UNA RELACIÓN PESO – PESO, EXPRESA ES UNA RELACIÓN PESO – PESO, EXPRESA

LA FRACCIÓN QUE REPRESENTA EL PESO LA FRACCIÓN QUE REPRESENTA EL PESO DE UN COMPONENTE EN REFERENCIA AL DE UN COMPONENTE EN REFERENCIA AL

PESO TOTAL DE LOS COMPONENTE DE UNA PESO TOTAL DE LOS COMPONENTE DE UNA MEZCLA O SOLUCIÓNMEZCLA O SOLUCIÓN

SOLUTOSOLUTO ++ SOLVENTESOLVENTE == SOLUCIÓNSOLUCIÓN

NaClNaCl ++ HH22OO == Solución DeSolución De NaClNaCl

35u35u ++ 65u65u == 100u100u

u = unidades de peso (gramos, kilogramos, libras, toneladas)

%W = porcentaje en peso del soluto o %W = porcentaje en peso del soluto o porcentaje en peso de la soluciónporcentaje en peso de la solución

W sto W sto

%W = ----------------- x 100%%W = ----------------- x 100%

W sln W sln

%W slv = porcentaje en peso del %W slv = porcentaje en peso del solventesolvente

W slv W slv

%W slv = -------------- x 100%%W slv = -------------- x 100% W slnW sln

%W + %W slv = 100%%W + %W slv = 100%

Donde:Donde:

W sto = peso del solutoW sto = peso del soluto

W slv = peso del solventeW slv = peso del solvente

W sln = peso de la soluciónW sln = peso de la solución

PARTES POR MILLÓN, ppmPARTES POR MILLÓN, ppm También es una relación peso – peso, También es una relación peso – peso,

se utiliza cuando las concentraciones se utiliza cuando las concentraciones son muy pequeñas, es decir son muy pequeñas, es decir

pequeñísimas cantidades de soluto en pequeñísimas cantidades de soluto en significativas cantidades de solvente.significativas cantidades de solvente.

ppm = 1 unidad de masa de soluto en 106 unidades de masa de solución, (que también se puede expresar en unidades de volumen)

Como la mayoría de soluciones son acuosas, y en este caso dichassoluciones son muy diluidas, se utiliza la densidad del agua paratransformar la masa a volumen

1 ppm =1 ppm =

1 ppm =1 ppm =

1 ppm =1 ppm =

1 ppm = 1 ppm =

1g soluto

106 g solución

1g soluto

1 kg solución

1ug soluto

1 g solución

1ug soluto

1 cm3 solución