¿Qué es química?
Es una
ciencia natural que estudia la materia: como se constituye, propiedades
químicas y físicas que experimentan su comportamiento y las leyes.
Leyes: Dejar
claro lo que fue investigado eso es… pero se puede cambiar.
Objetivos de la química
·
Conocer
e interpretar el concepto e importancia de química
· Comprender
todo lo que tenga que ver con la materia (estructuras, componentes y propiedades)
·
Diferenciar
las propiedades de la materia y su estructura
·
Explicar
la relación entre la materia y energía
·
Interpretar
las reacciones entre los cuerpos y las leyes que se rigen
·
Comprender
los fenómenos que se producen
Operaciones
fundamentales de la química
La química ha descubierto operaciones fundamentales para un mejor estudio de la
composición y estructura de la materia.
Las operaciones fundamentales de la química
son:
· Análisis:
Descomponer algo, analizarlo. Simplificación de los materiales para conocer los
componentes mas sencillos de una muestra quimica
· Síntesis:
Consiste en formar una sustancia partiendo de los elementos que lo componen
Relación de la química con otras ciencias
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Medicina
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Física
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Biología
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Química
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Matemáticas
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Ingeniería
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Astronomía
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·
Conservación
de alimentos
·
Importante
para nuestra salud y para una mejor calidad de vida
·
Fines
estéticos
·
Elaboración para material de construcción
Riesgos
de la química
Es todo
material perjudicial que durante su fabricación, almacenamiento, transporte o
uso, puede generar o desprender humos, gases, vapores, polvos o fibras de
naturaleza peligrosa, ya sea explosiva, inflamable, tóxica, infecciosa,
radiactiva, corrosiva o irritante en cantidad que tengan probabilidad de causar
lesiones químicas y daños a personas, instalaciones o medio ambiente.
Normas para reducir riesgos químicos:
•
Mantener
la cantidad almacenada al mínimo operativo.
• Considerar
las características de peligrosidad de los productos y sus incompatibilidades.
•
Agrupar
los de características similares.
•
Separar
los incompatibles.
•
Aislar
o confinar los de características especiales.
•
Comprobar
etiquetados.
•
Llevar
un registro actualizado de productos almacenados.
•
Emplear
armarios de seguridad.
Actividades que nos exponen a riesgos químicos:
•
Actividad
docente y de investigación en laboratorios.
•
Tareas
de soldadura.
•
Operaciones
de desengrase.
•
Operaciones
de fundición.
•
Destilaciones,
rectificaciones y extracciones.
•
Limpieza
con productos químicos.
Química y el medio ambiente
Materiales peligrosos:
Los accidentes
más comunes en el laboratorio, derivados de la utilización de reactivos son:
*
Quemaduras químicas.
* Lesiones en la piel y los ojos por contacto con productos químicamente
agresivos.
* Intoxicación por inhalación, ingestión o absorción de sustancias tóxicas.
* Incendios, explosiones y reacciones violentas.
* Exposición a radiaciones perjudiciales
Un Material Peligroso es cualquier sustancias que pueden
estar en estado sólido, líquido o gaseoso, y que tienen las características de
causar daños a la salud, los bienes, y/o al medio ambiente.
Esa sustancia o puede ser un producto químico, agente
físico, o biológico (organismos vivientes).
Clasificación de la química:
Método científico:
Es un
proceso que tiene 4 etapas:
1.
Observación: reconocer el problema
2.
Formulación
de hipótesis: hacer suposiciones para explicar el problema
3.
Experimentación-
control de variables: diseñar
experimentos y demostrar para poder comprobar la hipótesis
4.
Conclusiones:
obtenidas a partir de las hipótesis conformadas, luego de esto plantean una ley
(científicos)
Materia:
Es todo
lo que nos rodea, ocupa un lugar en el espacio.
Los
cambios que la materia sufre involucra ganancia o pérdida
de energía.
Energía:
Capacidad
de hacer un trabajo.
Cuerpo:
Porción
limitada de esa materia.
Sustancia:
Es una
forma de materia que tiene una composición definida, propiedades y características.
Las sustancias
difieren entre sí en su composición y pueden identificarse por su apariencia,
olor, sabor y otras propiedades.
Ej:
El agua,
el amoniaco, el azúcar (sacarosa), el oro y el oxigeno.
Es una combinación
de 2 o más sustancias en la cual las sustancias conservan sus propiedades y características.
Clasificación de la materia:
Se divide
en sustancias puras y compuestas.
Sustancias puras:
Elementos
químicos (tabla periódica)
Sustancias compuestas:
composición de 2 o más elementos químicos pueden ser el mismo elemento o diferentes.
Fe=
hierro es un elemento = sustancia pura simple.
Fe + O
(oxigeno)= Fe 2 O3= oxido férrico =compuestos
.jpg)
Mezclas:
Heterogéneas: ensalada
de frutas quiere decir que usted observa todos los componentes que usa.
Homogéneas: fresco
solo, es algo homogéneo solo se ve una sola cosa.
Se pueden
descomponer o estudiar a través de medios químicos.
Entre mezclas
homogéneas tenemos por ejemplo: agua potable, gaseosa, sangre, gelatina, flan.
Y entre
las heterogéneas x ejemplo: gelatina y flan junto, agua y aceite, ensalada de frutas.
Ejercicio:
CLASIFICA ENTRE SUSTANCIA PURA, MEZCLA HOMOGÉNEA
Y MEZCLA HETEROGÉNEA
- AIRE:
mezcla homogénea
- PERFUME:
mezcla homogénea
- OXÍGENO
EN UN TANQUE DE OXÍGENO DE UN HOSPITAL: sustancia pura compuesta
- YODO:
sustancia pura simple
- AZÚCAR:
sustancia pura compuesta
- TIERRA
Y AGUA : mezcla homogéneo
- CAFÉ
CON LECHE : mezcla homogénea
- PAPEL
Y ASERRÍN : mezcla heterogénea
- CLORO
:sustancia pura simple
- PIEDRAS Y ARENA : sustancia pura compuesta
Sistema material:
Los componentes de una mezcla homogénea y heterogénea se pueden identificar mediante un sistema material.
*
Recipiente
con sal disuelta en agua
*
Mezcla
de agua y alcohol
*
Recipiente
con hielo y agua
Los
sistemas están formados por fases, si son homogéneos por una sola fase, si son
heterogéneos pueden tener dos, tres, cuatro o múltiples fases.
Fase: a lo
que se observa
Interfase:
corresponde a un número menos a la cantidad de fases.
Ej.
Mezcla de agua y alcohol:
2
componentes, 1 sola fase y 0 interfase
Hielo y agua:
1
componente, 2 fases 1 interfase
Recipiente en sal disuelta en agua.
2 componentes,
1 sola fase y 0 interfase.
Recipiente hielo, achiote
= hielo 2 componentes agua_ hielo
2
componentes 3 fases 2 interfases
Sistemas
homogéneos 1 sola fase
Heterogéneos:
2 fases a más dependiendo la cantidad de componentes
Homogéneos:
Soluciones/disoluciones:
una sola fase y 2 o más componentes: gelatina
Oxígeno
“tabla” simple O
Oxigeno
que respiramos O2 compuesto
Sodio
(NA) : 5ps
Cloruro
(CE): 5ps
Sal (NACL):
5pc
Jugo del
valle
Agua:
H2O compuesto
Azúcar:
C6H12O6: compuesto
A.Cítrico:
C6H8O7: compuesto
Juntos
hacen una mezcla homogénea o heterogénea.
El
sistema material hace el estudio de que se usa
Solución
o disolución cuando se hacen mezclas de 2 sustancias pero es homogénea (que
usan una sola sustancia)
Los
componentes:
A.citrico
fosforo proteína
Formula
es el compuesto: tiene 3 formulas es compuesto
Propiedades de la
materia
Cada
propiedad o sustancia tiene un conjunto de propiedades. Nos dejan apreciar como
es la materia. Se clasifican en químicas y físicas.
Propiedades
organolépticas:
Son las que
pueden ser apreciadas a través de los sentidos. Gracias a ellas podemos
distinguir su color, olor, sabor, impresión al tacto, sonido.
Propiedades
intensivas:
No
dependen de la cantidad. No importa cuantas bancas tiene este salón todas están
formadas de metal, tienen tablero, todas tienen color, textura, dureza.
Propiedades
extensivas:
Si
dependen de la cantidad de la materia volumen, peso y longitud. No es igual
decir 1 banca y 8 bancas. No es lo mismo una botella de 1 litro que 2 cambia el
volumen por lo tanto el peso.
Propiedades físicas:
Son aquellas que se pueden determinar sin
alterar la identidad de la sustancia. Pueden ser generales o particulares.
Agua= densidad
Dureza= masa
Propiedades físicas generales:
·
Inercia: los cuerpos tienden a mantenerse en reposo
o en movimiento. Si estoy leyendo estoy en inercia si me muevo también.
·
Impenetrabilidad: Es la imposibilidad de que dos cuerpos
distintos ocupen el mismo espacio simultáneamente.
· Discontinuidad: se refiere a que la materia está formada
por partículas. . Pero al estar formada
por partículas tiene un límite para la división por lo que se dice que la
materia es discontinua. Hay un límite para que la materia conserve su propiedad
ej. Hoja de papel la rompo hasta lo más mínimo pierde sus características hasta
que ya no se pueda romper.
·
Elasticidad: Propiedad que tienen los cuerpos de
cambiar su forma cuando se les aplica una fuerza adecuada y de recobrar la
forma original cuando se suspende la acción de la fuerza. Ej.: la piel
· Indestructibilidad: es la capacidad que tienen los elementos a
ser indestructibles, hay unos cuerpos resistentes y otros no a esta materia.
·
Dureza: propiedad de los sólidos tienen resistencia a la deformación. Diamante
es el más duro.
·
Divisibilidad: Es la propiedad que tiene cualquier cuerpo
para poder dividirse en pedazos más pequeños, hasta llegar a las moléculas y
átomos.
·
Masa: Es la cantidad de materia contenida en un
volumen cualquiera, la masa de un cuerpo es la misma en cualquier parte de la
tierra.
·
Peso: Es la acción de la gravedad de la Tierra
sobre los cuerpos
·
Volumen: Es una magnitud
definida como el espacio ocupado por un cuerpo.
Propiedades físicas
particulares
Maleabilidad:
Capacidad para convertirse en láminas.
Ejemplo: Estaño, aluminio
:Ductilidad Facilidad para transformarse en hilos.
Ejemplo: cobre
Viscosidad:
Es la propiedad de los fluidos por la que presentan resistencia a la velocidad
de deformación. Resistencia que
opone un líquido a fluir como
consecuencia de la atracción molecular (cohesión) ej. Miel, goma, moco
Deber
Analizar 3 pares de sustancias o materia, realizar
un cuadro de doble entrada comparando propiedades organolépticas, propiedades
físicas intensivas y extensivas (2 de cada una)
1. Sustancias : agua
color: blanco
sabor: insípido
2.sustancia; mermelada
color: amarillo
sabor: dulce
3. sustancia: limón
color: verde
sabor: agrio
extensivas
viscosidad:
el agua es una sustancia liquida y por lo tanto tiene viscosidad entre los 2 la mermelada tiene mucha mas viscosidad, un 40% el limón no tiene viscosidad, al menos que la hagan jugo.
divisibilidad
el agua al igual que la mermelada no pueden dividirse, son sustancia liquidas en cambio el limón puede dividirse en partes en pequeños pedazos y mas pequeños
intensivas
peso y volumen :
el peso del agua es 9.8 newtons (menos que el limon) y tiene un volumen
el peso de la mermelada varia dependiendo de como lo hagan y asi mismo el volumen
el limon tiene mas peso en un menos volumen que el agua.
Propiedades químicas
Son aquellas que nos indican la tendencia
de las sustancias para reaccionar y transformarse en otras como oxidarse,
combustionar, inflamarse, estallar, enmohecerse.
Al metal
le hecha acido: se oxidase llama propiedad de oxidación.Alimentos
que no se consumen conservación es cuando cambia su estructura interna.
Ejercicio:
IDENTIFICA Y CLASIFICA ENTRE PROPIEDAD QUÍMICA O PROPIEDAD FÍSICA
- COLOR física
- FLAMABILIDAD química
- DUREZA física
- OLOR física
- SABOR física
- COMBUSTIÓN DE MADERA química
- AGUA BULLENDO SE CONVIERTE EN VAPOR física
- OXIDACIÓN DE UN METAL química
Cambios físicos:
·
No varían
la composición química de la materia
·
Lo que
se tiene al principio se tiene al final
·
No se
forman nuevas sustancias
· Alteran
la composición química de la materia
· Originan
otras sustancias
Ejercicio:
*
Clasifica las siguientes cambios
como físicos (F) o químicos (Q)
1.- Crecimiento de una planta (F y Q )
2.- Explosión de gasolina (Q )
3.- Elaboración de un caramelo ( Q)
4.-
Cicatrización de una herida ( F)
5.- Decoración del pelo (F )
6.- Ciclo del agua ( F)
7.- Formación de un aleación (Q )
8.- Formación de lluvia ácida ( Q)
9.- La fotosíntesis (Q )
10.- Pasteurización de la leche (Q )
11.- Digestión de una torta (Q )
12.- Formación de nubes (F )
13.- Bajar la temperatura corporal ( F)
14.- Fumar un cigarro (F )
15.- Pintar un coche ( F)
16.- Quemar gasolina ( Q)
17.- Picar carne (F )
18.- Calcinar un papel ( Q)
19.- Intoxicación por gases (Q )
20.- Crecimiento de una persona (Q, F )
Estados de la materia
Solido: rígido
Las fuerzas de cohesión de sus moléculas
son mayores que las fuerzas de repulsión, sus cuerpos son compactos, presentan
volumen y forma definida. Ej.
Hierro, aluminio, azúcar
Estado líquido: fluido
Las fuerzas de cohesión son similares a las
fuerzas de dispersión, presentan un volumen definido, su forma es variable (de
acuerdo al recipiente que lo contiene)
Ej. Agua oxigenada.
Estado gaseoso: no se percibe
Las fuerzas de dispersión o expansión son
mayores que las fuerzas de atracción en las moléculas de los gases, por lo
tanto no tienen volumen ni forma definida.
Ej. Aire, oxígeno
Ej. Aire, oxígeno
en este video nos explica como cambia de estado la materia
Cambios de estado
Fusión:
Es el
paso de un sólido al estado líquido por medio del calor. Proceso endotérmico
El punto
de fusión es la temperatura a la cual el sólido se funde, por lo que su valor es particular para cada sustancia.
Solidificación:
Es el
paso de líquido a sólido por medio del enfriamiento. Proceso Exotérmico
El punto
de solidificación o de congelación es la temperatura a la cual el líquido se solidifica y permanece constante durante el cambio.
Vaporización:
Es el
cambio de estado líquido a gaseoso. Hay
dos tipos de vaporización: la ebullición y la evaporación
Ebullición:
cuando el cambio ocurre por aumento de temperatura en el interior del líquido. (el líquido hierve)
Evaporación:
se produce a cualquier temperatura, siendo más rápida cuanto más elevada esta.
Condensación:
Es el
paso de forma gaseosa a forma líquida.
Es el proceso inverso a la vaporación.
El
proceso de condensación suele tener lugar cuando un gas es enfriado hasta
su punto de rocío, sin embargo este punto también puede ser alcanzado
variando la presión.
El equipo industrial o de laboratorio necesario para
realizar este proceso de manera artificial se llama condensador.
Sublimación:
Es el
cambio de estado de materia sólida al estado gaseoso sin pasar por el estado líquido.
Al
proceso inverso se denomina sublimación inversa
Temperatura:
Mayor
temperatura aumento es proceso endotérmico
Menos
baja temperatura proceso exotérmico
Estado sólido
a liquido es fusión a mayor calor va a pasar a estado líquido.
Líquido
a solido (agua- hielo) cambio de solidificación necesita baja temperatura exotérmico
Líquido
a gaseoso procesos endotérmico cambio de estado vaporización tiene 2 etapas
ebullición y evaporización: cuando el vapor del agua se evapora.
Gas a
líquido usa condensador se llama condensación
Solido a
gas sin pasar por el estado líquido se llama sublimación ej. hielo seco.
Gas a
solido cristalización o sublimación inversa.
Para que
exista un cambio de estado necesita haber obligatorio un proceso endotérmico y
exotérmico
Y de
estado a estado necesita fuerzas de moléculas internamente cambian.
Energía:
*
La energía es una propiedad asociada a los objetos y sustancias
y se manifiesta en las transformaciones que ocurren en la naturaleza.
*
La energía se manifiesta en los cambios físicos, por ejemplo, al
elevar un objeto, transportarlo, deformarlo o calentarlo.
*
La energía está presente también en los cambios químicos, como
al quemar un trozo de madera o en la descomposición de agua mediante la
corriente eléctrica.
Existen 2 tipos de energía la
natural y artificial
Potencial: es la energía
propia todos poseemos ej. Alzo un marcado energía potencial lo lanzo energía
cinetica cae potencial.
La energía esta presente en
cambios químicos.
Tipos de energía:
Química:
La energía química es la que
se produce en las reacciones químicas.
Puede estar retenida en
alimentos, elementos o combustibles.
Caso de las pilas, derivados de combustibles, alimentos.
Eléctrica:
Energía eléctrica es causada por el movimiento de las cargas
eléctricas en el interior de los materiales conductores. Es una de las formas de energía
más
empleadas. La mas usada
Luminosa:
La energía luminosa es la que se transporta por la luz y siempre es producida por las ondas de la luz. Proviene de cualquier fuente de luz como el sol, una bombilla, el fuego, etc. A través de una fuente natural o artificial.
Solar:
La energía solar es la que
llega a la tierra en forma de radiación electromagnética (luz, calor, rayos
ultravioletas principalmente) procedente del sol.
Nos permite procesos de fotosíntesis, cambios de agua, paneles solares.
Energía mecánica:
Se refiere a la posición y movimiento de un cuerpo y la
suma de las energías de un cuerpo en movimiento. Un trabajo que uno ejerce
Energía hidráulica:
Es aquella que se extrae del
aprovechamiento de las energías cinética y potencial de la corriente de los
ríos, saltos de agua y mareas.
Energía nuclear:
Es la liberada del resultado de una reacción nuclear, se puede obtener por fusión nuclear (unión de núcleos atómicos) o por fisión nuclear ( división de núcleos atómicos
La energía
electromagnética:
Se define como la cantidad de
energía almacenada en una parte del espacio y que se expresa según la fuerza de un campo eléctrico y
magnético
Energía eólica:
Se obtiene a través del
viento, gracias a la energía cinética generada por el efecto corriente de
aire. Es utilizada para producir
electricidad o energía eléctrica.
Ley de conservación de masa:
Respaldada por el trabajo del
científico Antoine Lavoisier, esta ley sostiene que la materia (la masa) no
puede crearse o destruirse durante una reacción química,
sino solo
transformarse o sufrir cambios de forma. Es decir, que la cantidad
de materia al inicio y al final de una reacción permanece constante
"En toda reacción
química la masa se conserva, esto es, la masa total de los reactivos es igual a
la masa total de los productos"
Así, por ejemplo, cuando se
hacen reaccionar 7 g de hierro con 4 g de
azufre se obtienen 11 g de sulfuro de hierro:
Fe + S
FeS
7g + 4g = 11g
masa
= masa
Reactivos productos
Unidades del sistema internacional
Magnitudes tienen unidades de
kg, m, s mol, k, J, masa, volumen , temperatura
Múltiplos y submúltiplos:
Kg, Hg, Dag, g, d, cg, mg
Densidad:
Las diferentes partículas que existen en la naturaleza están conformadas
por partículas (átomos, iones o moléculas) que según las condiciones de presión y temperaturaa las que se encuentran definirán el estado de la materia (sólido, líquido o
gaseoso) y una condición muy característica.
Para caracterizar el estado tan singular de la sustancia, se emplea la
propiedad física intensiva denominada densidad
(ρ), que nos indicara la cantidad de masa del cuerpo material contenido
en un volumen definido de ella.
Por lo tanto la masa y el volumen de una sustancia la podemos evaluar así:
masa:
m = ρ . V
Volumen: V = m
/ ρ
Unidades: Las unidades en la que puede estar la densidad son:
P= m
v
m=p.v
v=m
p
a )
600 g 20 cm3
Masa-
volumen
P=m =600g
v 20cm3
b )
1 cubo tiene m=480g v=4
cm por cada lado = 4 elevado a la 3 = 4 *4*4=64 cm3
p= 480 g
64 cm3
p= 7.5g / cm3
64 cm3
p= 7.5g / cm3
Calculo de energía:
•
Ep = m. g.h La energía
potencial es igual a la masa del cuerpo multiplicada por la gravedad y por la
altura a la que se encuentra desde un centro de referencia.
La gravedad es
una constante de 9,8 m/s2
•
Ec = ½.m.v
• Em = Ep + Ec La energía mecánica es la suma entre la energía potencial y cinética.
• Em = Ep + Ec La energía mecánica es la suma entre la energía potencial y cinética.
a) Calcular la energía potencial que posee un libro de 500g de masa que está colocado sobre una mesa de 80 cm de altura
Ep= m.g.h
1000g
100 cm
Ep= 0.5 kg * 9.8/s2 * 0.8
Ep= 3.92 Joule J
b)
Calcular la energía potencial de un cuerpo que tiene 42 kg de
masa y se encuentra a una altura de 28 m
Ep= m * g * h
Ep= 42 kg * 9.8 m /s2 * 28 m
Ep= 11524.8 J
c)
Determine la energía cinética de un auto que se desplaza a 72 km/ h si su
masa es de 345kg
Ec= ½ (345 kg)
H 1 km 3600 s
Ec= 172.5 kg * (20m/s)2
Ec= 172.5 kg * 400 m2/ s2
Ec= 69000J
Ep= 4500 * 9.8 m/ s2 * 8000m
Ep= 352800000
Ec= 0.5 m* v 2
Ec= 0.5 (4500 kg) * v2
Ec=2250 kg * 34636.93 m2 / s2
Ec= 77933025 J
Em= 430733025 J
Unidades de medida de temperatura
37 grados la persona debe tener
0 grados se solidifica el agua
100 grados se ebulla el agua
•
Escalas Relativas: Consideran como referencia el
punto de ebullición y solidificación de una sustancia o mezcla.
Escala
Celsius o Centígrado: Toma como compuesto de referencia el agua: punto de ebullición
100 ° C y punto de solidificación 0 °C.
El nombre se debe al físico Andrés Celsius que la propuso en 1742
Escala Fahrenheit: Toma como
referencia el punto de congelamiento de una solución amoniacal 0 °F. La temperatura de congelación del agua es de
32° F y la de ebullición es de 212 °F.
•
Escalas absolutas: Son las que consideran al
cero absoluto como punto de referencia, en el cero absoluto se considera que no
existe movimiento molecular
Escala Kelvin: El
punto de congelamiento del agua es 273 K y el de ebullición 373 K. Llamada así en honor a su creador, el físico
inglés William Kelvin. No lleva el símbolo de grados °
Escala Rankine: El punto de
congelamiento del agua es 492 ° R
Formulas
°C = 5(°F-32)/9
°F = 9 °C/5 + 32
K = °C + 273
°R = °F + 459,67
a)
415 °C a K
K= 415 °C +273
K= 688
b)
537 °R a K
537 °F+459.67 =°F
77.33 = °F
°C = 5(77.33-32)/9
°C= 5(45.33)/9
°C= 226.65/9
°C=25.18
K=°C+273
K=25.18+273
K=298.18
