Aspectos fundamentales de la quimica basica

aspectos principales de la quimica basica

1. Aspectos Fundamentales de la Química

2. 2 Ciencia Conocimiento organizado o sistematizado que se ha reunido mediante la utilización del método científico. Método científico Es una técnica: Procedimiento organizado para el estudio del mundo que nos rodea .

3. 3 Pasos del método científico : 1. - Observación de un fenómeno. 2. - Formulación de la hipótesis. 3. - Experimentación. 4. - Formulación de una teoría o rechazo de la hipótesis. 5. - Experimentación adicional. 6. - Formulación de una ley científica.

4. 4 O bservación Las observaciones pueden ser cualitativas (el cielo es azul; el agua es líquida); o bien, cuantitativas (el agua hierve a 100°C; Una observación cualitativa no incluye cifras. Las observaciones cuantitativas se llaman mediciones y en ellas se emplea un número (y alguna unidad como los kilos o los centímetros).

5. 5 Hipótesis: es una explicación posible de la observación. Experimento es un procedimiento para probar la hipótesis. Permite obtener una información para decidir si la hipótesis es correcta. En los experimentos siempre se efectúan nuevas observaciones y esto completa el ciclo del proceso .

6. 6 Teoría. Es una hipótesis que se ha comprobado mediante la experimentación. Ley científica . Enunciado sencillo de un fenómeno natural del cual no se conoce ninguna excepción en las condiciones dadas.

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8. 8 QUÍMICA. Ciencia que estudia la materia, su estructura, su composición, sus cambios, las leyes que rigen dichos cambios y su interrelación con la energía. Siendo la materia el objeto de estudio de la química, es fácil comprender el amplio campo de acción de esta ciencia y su importancia en el mundo moderno.

9. IMPORTANCIA DE LA QUÍMICA La química la encontramos en todas las actividades del hombre. En la casa, el transporte y el destino . La materia se presenta en forma de mezcla, sustancia pura y como producto elaborado para el consumo. 9

10. 10 Química, eventos, sociedad Salón de belleza Petroquímica ADN Minería Soluciones acuosas. Agua-Hielo-Vapor Batería Aire FOTOSÍNTESIS ROCA Mar Luz Beso Paz

11. 11 Miles de estos c ompuestos f orman parte de la v ida cotidiana.

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13. 13 Esperanza de vida La esperanza de vida ha aumentado desde el descubrimiento de la vacuna y los antibióticos .En el siglo 20 la esperanza de vida aumento 15 años es decir un 20 %.

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15. 15 RAMAS DE LA QUÍMICA Rama Campo de estudio Ejemplo Química orgánica Compuestos que contienen carbono en su estructura. Preparación de la aspirina ( C 9 H 8 O 4 ) Química inorgánica Sustancias que no contienen carbono. Funcionamiento de una batería de cobre. Química analítica Composición de una muestra: Cualitativa y cuantitativamente. Análisis de las aguas residuales de una industria. Fisicoquímica Estructura de las sustancias, la rapidez con que reaccionan y el papel del calor en los cambios químicos. Cambios que se presentan en la fusión del hielo. Bioquímica Reacciones químicas de los seres vivos. Comprensión del mecanismo de la asimilación de alimentos.

16. 1.1 Materia Es todo aquello que nos rodea, ocupa un lugar y un espacio en el entorno, y que somos capaces de identificar y conocer. Es decir, todo aquello que podemos tocar o percibir. 

17. 1.1.1 Propiedades de la Materia Son cualidades y atributos que se utilizan para diferenciar una materia de otra . Propiedades extensivas: Tienen que ver con el tamaño del objeto. Ejemplo: Peso, Longitud, Volumen . Propiedades intensivas: No se afectan con el cambio del tamaño del objeto. Ejemplo: Punto de fusión, punto de ebullición, densidad.

18. Masa (m) Es la cantidad de materia que tiene un cuerpo.  Las unidades usadas para expresar la masa de un objeto son: Kilogramo (kg) Gramo (g) Miligramo (mg) Unidad de masa atómica ( uma ) Equipo: Balanzas

19. Peso (p) La fuerza de gravedad sobre un objeto es define como peso. El peso de los objetos se debe a que la tierra, los atrae con su poderosa fuerza de atracción.   Peso y masa no es lo mismo. La unidad de medida del peso es el Newton (N).  N= Kg·m /s² Equipo: Dinamómetro

20. El peso se calcula: Para calcular el peso de un objeto simplemente medimos su masa y la multiplicamos por la fuerza de gravedad P = m • g

21. Diferencia entre Masa y Peso Características de masa Características de peso Es la cantidad de materia que tiene un cuerpo. Es una magnitud escalar. Se mide con la balanza. Su valor es constante, es decir, independiente de la altitud y latitud. Sus unidades de medida es el kilogramo ( kg) en el SI. Sufre aceleraciones. Es la fuerza que ocasiona la caída de los cuerpos. Es una magnitud vectorial. Se mide con el dinamómetro. Varía según su posición, es decir, depende de la altitud y latitud. Sus unidades de medida en el Sl es e l Newton. Produce aceleraciones.

22. Volumen (v) Es una magnitud definida como el espacio ocupado por un cuerpo.  Para conocer el volumen de un cuerpo, simplemente multiplicamos su ancho por su largo y luego por su alto. Sus unidades de medidas son: Metro cúbico (m³) Litro (L) Mililitro (mL) Probetas Pipetas

23. La densidad S e define como la cantidad de masa que posee por unidad de volumen . La densidad es una propiedad intensiva y no depende de la cantidad de masa presente, para un material dado la relación de masa a volumen siempre es la misma; es decir, el volumen aumenta conforme aumenta la masa. Usualmente la densidad se expresa en g/ mL , g/L, g/ cc.

24. EJEMPLOS 1. Densidad de una sustancia a partir de su masa y volumen: calcular la densidad del oro sabiendo que 50 g de esta sustancia ocupan 2.59 mL de volumen 24

25. Ejemplo 2 Cálculo de la masa de un líquido contenido en un volumen dado: la densidad del etanol es 0.798 g/ mL . Calcular la masa de 17.4 mL del líquido . M = d x v = 0.798 g/ mL x 17.4 mL = 13.9 g 25

26. Ejemplo 3 Cálculo del volumen de una solución: la densidad de un alcohol es 0.8 g/cm3 . Calcular el volumen de 1600 g de alcohol 26

27. Producido por: Ramón Inoa 27

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37. 37 T2 > T1

38. Problema 1. Calcular la cantidad de calor necesario para elevar la temperatura a 10 Kg. De cobre de 25 ºC a 125 ºC m = 10 Kg. = 10,000 gr. T1 = 25 ºC T2 = 125 ºC Ce = 0.09 Cal/ gr.ºC Q = m * Ce * (T2 – T1) Q = 10,000 gr. * 0.09 Cal/ gr.ºC * (125 ºC - 25 ºC ) Q = 900 * 100 = 90000 calorías Q = 90.000 calorías

39. Ejercicio 2 Un recipiente de aluminio de 2,5 Kg. contiene 5 Kg. de agua a la temperatura de 28 ºC . Que cantidad de calor se requiere para elevarles la temperatura hasta 80 ºC . En este caso absorben calor el recipiente de aluminio como el agua. Por lo tanto es necesario calcular el calor absorbido por cada uno y luego sumarlos . 39

40. Aluminio m1 = 2,5 Kg. = 2500 gr. T1 = 28 ºC Tf = 80 ºC Ce = 0.21 Cal/ gr.ºC Q1 = m1 * Ce * ( Tf – T1 ) Q1 = 2500 gr. * 0.21 Cal/ gr.ºC * (80 ºC - 28 ºC ) Q1 = 525 * (52) calorías Q1 = 27.300 calorías 40

41. Agua: m2 = 5 Kg. = 5000 gr. T1 = 28 ºC Tf = 80 ºC Ce = 1 Cal/ gr.ºC Q2 = m2 * Ce * ( Tf – T1 ) Q2 = 5000 gr. * 1 Cal/ gr.ºC * (80 ºC - 28 ºC ) Q2 = 5000 * 52 = 260.000 calorías Qt = Q1 + Q2 Qt = 27.300 +260.000 Qt = 287.300 calorías 41

42. Ejercicio . Mezclamos 800 g de un líquido A de 0,80 cal/ gºC de calor específico y temperatura inicial de 72ºC con 600 g de agua a 57ºC. ¿ Cuánto vale la temperatura de equilibrio ? Solución . Dado que la temperatura del líquido A es mayor que la del agua, su temperatura deberá descender, cediendo una cantidad de calor:

43. Si no hay pérdidas al medio ambiente, se debe cumplir que Q Agua = - Q A así que: M 1 C 1 (Te - T 1 ) = - M 2 C 2 (Te- T 2 ) 600•1 • (Te-57 ) = - 800•0.80•(Te – 72 ) de donde, despejando la temperatura de equilibrio: Te = 64,74ºC Co 43

44. 1.1.2 Estado de la Materia La materia puede existir en varios estados , conocidos como estados de agregación sin que ocurran cambios en su composición. . 44

45. 45 Sólido Cristal Líquido Líquido Plasma Gaseoso ESTADOS FISICOS O DE AGREGACIÓN DE LA MATERIA 45

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47. Estado de Agregación Sólido Líquido Gas Volumen Definido Definido Indefinido Forma Definida Indefinida Indefinida Compresibilidad Incompresible Incompresible Compresible Atracción entre Moléculas Intensa Moderada Despreciable 47

48. 48 Clasificación de la materia Fórmula Molécula Átomo Símbolo Soluciones ¿Puede separarse por un proceso físico? Sustancia Mezcla Compuesto Elemento Homogénea Heterogénea Materia 48 PAG. 6 Sustancia compuesta o Sustancia simple o

49. Compuesto Químico Por ejemplo : CuSO 4 Oxígeno Azúfre Cobre Subíndice o Cantidad de átomos 49

50. Característica Mezcla Compuesto Composición Puede estar formada por elementos, compuestos o ambos en proporciones variables Formados por dos o más elementos en proporción de masa definida y fija Separación de componentes La separación se puede hacer mediante procedimientos físicos Los elementos solo se pueden separar por métodos químicos Identificación de los componentes Los componentes no pierden su identidad No se asemeja a los elementos de los que está formado Cuadro Comparativo 50

51. 51 Propiedades físicas y químicas Propiedad Característica Ejemplos física no alteran la identidad de la materia color, estado físico, masa, peso, volumen, punto de ebullición química describe la capacidad de una sustancia para transformarse en otra la combinación del hierro con oxígeno y agua para formar moho, el papel se quema, el hidrógeno reacciona con oxígeno al pasar una corriente eléctrica y produce agua intensiva no depende de la cantidad de sustancia presente color, punto de ebullición, punto de fusión, densidad extensiva depende de la cantidad de sustancia presente peso, volumen, largo, ancho, masa, altura

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53. 1.1.3 Transformaciones Físicas: son aquellas en las que se mantienen las propiedades originales de la sustancia, ya que sus moléculas no se modifican. Ejemplo : Si disolvemos sal en agua observaremos que la sal se disuelve fácilmente en agua y la disolución resultante presenta un gusto salado. Las sustancias iniciales (sal y agua) siguen presentes al final; este hecho es demostrable pues si calentamos la disolución hasta que hierva el agua, nos queda la sal en el fondo). 53

54. 1.1.3 Transformaciones Químicas: son aquellas en las que las sustancias se transforman en otras, debido a que los átomos que componen se separan formando nuevas moléculas. Ejemplos: Si quemamos un papel, se transforma en cenizas y, durante el proceso, se desprende humo. (Inicialmente, tendríamos papel y oxígeno, al concluir el cambio químico tenemos cenizas y dióxido de carbono, sustancias diferentes a las iniciales). 54

55. 55 Cambios Químicos: Explosión, Polimerización Descomposición, Neutralización, Sustitución, Oxidación Precipitación, Combinación Cambios Físicos: Cambios de Estado, Disolución, Filtración, Cristalización Transformaciones químicas y físicas

56. CAMBIOS DE ESTADO     SÓLIDO LIQUIDO LÍQUIDO GAS DEPOSICIÓN SUBLIMACIÓN 56 VAPORIZACIÓN CONDENSACIÓN Transformaciones físicas

57. 57 Ejemplo de transformación física : separación de mezclas. a) separación de una mezcla heterogénea por filtración. b) Separación de una mezcla homogénea por destilación.

58. 58 La herrumbre de los guardalodos de un auto es un ejemplo de cambio químico.

59. 59 Los cambios químicos se representan por ecuaciones químicas. En una ecuación química se debe determinar cuales son los reactantes y cuales son los productos. Los reactantes son las sustancias que sufren el cambio. S e colocan siempre a la izquierda y los productos a la derecha, separados por una flecha ( ). reactantes productos

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61. ECUACIÓN DEFINICIÓN REACCIÓN Mg + O 2 MgO Dos o más sustancias se unen para formar un compuesto Síntesis o Combinación C 12 H 22 O 11 C + H 2 O Una sustancia se descompone para formar dos o más sustancias Descomposición CuSO 4 + Zn ZnSO 4 + Cu Se produce cuando un metal activo desplaza a otro menos activo Sustitución o Desplazamiento Simple AgCl + NaNO 3 NaCl + AgNO 3 Participan dos compuestos (sales) con formación de precipitado y sustitución es doble Doble Sustitución o Desplazamiento Doble HCl + NaOH NaCl + H 2 O Es la reacción que ocurre entre un ácido y una base (hidroxido) formandose sal y agua Neutralización Pag. 11 CAMBIOS QUÍMICOS 61

62. Asignación Titulo: Tabla Periódica Biografia de Dimitri Mendeleiev Biografia de Henry Moseley Biografia de Lothar Meyer 62

63. Tabla Periódica Es un cuadro o esquema en el cual los elementos químicos están clasificados, organizados y distribuidos conforme a sus propiedades y características. Pag . 14 63

64. Tabla Periódica La tabla periódica actual o sistema periódico está basada en las propuestas de Dimitri Mendeleiev (1869), Lothar Meyer (1870) y Henry Monseley (1912). En ella, los elementos se encuentran ordenados, de izquierda a derecha, por valores crecientes de sus números atómicos (Z). 64

65. Elemento Guía +1 Número de oxidación Masa atómica 65

66. Tabla Periódica Existen 7 filas horizontales que se denominan períodos y 18 columnas verticales que se denominan grupos. Pag . 14 66

67. 67

68. CLASES DE ELEMENTOS. 68

69. Tabla Periódica Los grupos o familias contienen los elementos que tienen propiedades o características similares. 69

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71. Grupo Representativo Nombre I A Alcalinos II A Alcalino-Térreos III A Térreos ( Grupo del B) IV A Familia del carbono y silicio V A Familia de los pnicógenos (Grupo del N) VI A Familia de los calcógenos VII A Familia de los Halógenos VIII A Familia de los Gases Nobles Pag . 14 71

72. ¿De la casa a la universidad que metales se encontró? Metales en la naturaleza. Estado., Carácter metálico. Aleaciones. Los metales son aquellos representados con el fondo rojo. 72

73. Los metaloides son aquellos representados con el fondo azul. 73

74. Los no metales son aquellos representados con el fondo rojo. 74

75. ¿De donde viene el nombre de gases nobles ? 75