Prof. Jorge Díaz Galleguillos
Lic. Yamile Cortes
UNIDAD 1:
Ciencia Experimental Materia (propiedades, transformaciones, combinaciones) Ramas Química: General Inorgánica Orgánica Analítica Física Industrial Bioquímica Método
Científico Trabajo de laboratorio estudia
Se divide
1. Características de la materia
• Todas las sustancias que nos
rodean constituyen la materia.
• Tiene masa y ocupa volumen. • Se presenta en tres estados:
sólido, líquido y gaseoso.
• Cuando las partículas de una
sustancia ganan o pierden energía, la sustancia puede cambiar de estado.
• La partícula más pequeña de la
materia es el átomo.
Estructura atómica
• El átomo estáconformado por una parte central llamada
núcleo, que contiene las partículas subatómicas llamadas protones (p+) y neutrones (n).
• Rodeado de una capa
externa donde se encuentran los
electrones (e-).
Moléculas
• Partícula formada por dos o más átomos unidos entre sí por enlaces químicos.
• Por ejemplo la molécula de
agua (H2O) tiene un átomo de oxígeno y dos átomos de hidrógeno.
Iones:
• Son átomos
cargados
eléctricamente que se forman cuando un átomo gana o cede electrones.
• Se dividen en
cationes y aniones.
Estados de la materia
• Estado plasmático:
Estado energético
• Se encuentra a altas
temperaturas.
Sólido: Tiene forma y volumen definido. (Fa>Fr)
Líquido :Tiene volumen definido y forma
variable. (Fa=Fr)
Gas: Carecen de forma y
Cambios de estado de la materia
• La materia cambia de unestado a otro por efecto de la temperatura y
presión. Ya sea aumentando o
disminuyendo la energía calórica.
• Se reconocen 2 tipos de
cambios: Progresivos y regresivos.
a) Cambios de estado progresivos
•
Los cambios de estado
progresivos se producen
cuando se aplica calor a los
cuerpos y son:
sublimación progresiva,
fusión y evaporación
.
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a.1) Sublimación progresiva
–
Este cambio se produce
cuando un cuerpo pasa del
estado
sólido al gaseoso
directamente.
–
Ejemplo: sublimación del
yodo, sublimación de la
naftalina.
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a.2) Fusión
– Es el paso de una sustancia, del
estado sólido al líquido por la
acción del calor. La temperatura a la que se produce la fusión es
característica de cada sustancia.
– Por ejemplo, la temperatura a la
que ocurre la fusión del hielo es 0º C.
– La temperatura constante a la
que ocurre la fusión se denomina
Punto de Fusión
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a.3) Evaporación
– Es el paso de una sustancia
desde el estado líquido al gaseoso.
– Este cambio de estado
ocurre normalmente a la temperatura ambiente.
– Si se aplica mayor calor,
tanto las partículas de la superficie como las del interior del líquido podrán pasar al estado gaseoso. El cambio de estado así
producido se llama
b) Cambios de estado regresivos
•
Son aquellos que se
producen cuando los
cuerpos se enfrían.
•
Se reconocen 3 tipos:
Sublimación regresiva,
solidificación y
condensación
.
b.1) Sublimación regresiva
–
Es el cambio de estado que
ocurre cuando una sustancia
gaseosa se vuelve sólida
, sin
pasar por el estado líquido.
b.2) Solidificación
– Es el paso de una sustancia
desde el estado líquido al sólido.
– Este proceso ocurre a una
temperatura característica para cada sustancia
denominada punto de
solidificación y que coincide con su punto de fusión.
b.3) Condensación
– Es el cambio de estado que se
produce en una sustancia al pasar del estado gaseoso al estado líquido.
– La temperatura a la que ocurre
esta transformación se llama
punto de condensación y corresponde al punto de ebullición.
2. Propiedades de la materia
• Las propiedades de la materia se dividen en Físicas y
Químicas, extensivas e intensivas.
Propiedades Físicas
Son las características que pueden observarse y
medirse, sin que se modifique la composición ni estructura interna de la materia. Ejemplos:
La dureza, la masa, el volumen, la densidad, el punto
Propiedades químicas
• Determinan qué cambios o
transformaciones puede
experimentar la materia en su composición y estructura interna.
• Ejemplo: la capacidad de
reaccionar con oxígeno
Propiedades extensivas
• Son aquellas que varían según la cantidad de materia
considerada.
• Ejemplo: la masa, longitud, volumen
Bolita de
vidrio 1 Bolita de vidrio 2
Propiedades intensivas o específicas
• Son aquellas que no varían según la cantidad de
materia considerada.
• Ejemplo: densidad, temperatura, color
p.e.b= 100 ºC H2O
Resumiendo
Materia
Estructura
Propiedades
Átomos Moléculas Iones
Núcleo Envoltura
Protones Neutrones Electrones Estados Sólido Líquido Gas Plasma Físicas Químicas Extensivas Intensivas Posee una
Esta formada por
Que determina sus
Como
Se puede encontrar
formados por
En el que se encuentran
que son
3. Composición química de la materia
• Se refiere a la identificación y a
la cantidad de diversas
unidades que componen una materia.
• Sabemos que los átomos, los
iones y las moléculas son los “ladrillos” o unidades básicas
que constituyen la materia que nos rodea.
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Sustancias puras
• Formada por un solo tipo de
unidades.
• Tienen una composición definida
e invariable, con propiedades
constantes y características, y no pueden descomponerse en otras sustancias más simples mediante procesos físicos.
• Se dividen en elementos y
compuestos químicos.
Elementos químicos
• Están formados por un solo tipo de
átomos.
• Tienen el mismo número de
protones.
• No pueden ser descompuestos en
otras sustancias más simples.
• Están designados por símbolos
químicos.
• Existen elementos naturales y
sintéticos.
Compuestos químicos
• Resultan de la unión de dos o máselementos.
• Pueden clasificarse según: el Nº de
elementos (binarios, ternarios) y tipo de elementos (orgánicos e
inorgánicos).
• Se representan mediante fórmulas
químicas.
• Para nombrarlos se utiliza la
nomenclatura química.
H2O
Mezclas
• Reunión de 2 o más sustancias con una composición variable. • Las sustancias que la componen no pierden sus propiedades
características.
• De acuerdo al tamaño de las partículas de la fase dispersa, las
mezclas pueden homogéneas o heterogéneas.
1. Mezclas homogéneas
Sus componentes están mezclados uniformemente,
son miscibles formando una sola fase.
Se llaman también soluciones químicas (soluto y
solvente)
Según el estado del solvente hay soluciones sólidas
(bronce), líquidas (mezcla agua-sal) y gaseosas
Mezclas heterogéneas
• Sus componentes no
están mezclados
uniformemente; son inmiscibles.
• Se observan varias
fases. Por ejemplo; en una mezcla de agua-arena.
Resumiendo
Técnicas de separación de mezclas
• Los componentes de la mezcla pueden ser separados, sin
cambien las propiedades físicas y químicas de ellos.
a) Filtración
Sirve para separar un sólido que se
encuentra en suspensión en un
líquido. La mezcla se vierte sobre un material poroso como el papel filtro que permite el paso solamente del líquido y retiene el sólido.
b) Destilación
• Técnica utilizada para
purificar un líquido o
separar mezclas líquidas. Comprende 2 etapas:
• Transformación del
líquido en vapor y
• Condensación del vapor.
c) Extracción
• Se basa en las diferentes afinidades de los componentesde las mezclas en 2 solventes distintos y no solubles entre sí.
• Es muy útil para aislar cada
sustancia de sus fuentes
naturales o de una mezcla de reacción.
• La técnica de extracción simple
d) Cromatografía
• Técnica que permite separar los componentes de una
mezcla haciéndola pasar a través de un medio adsorbente (adhesión a una superficie).
e) Tamizado
• Consiste en hacer pasar
4. Transformaciones de la materia
•
La materia no permanece
estática, se transforma
constantemente.
•
No todos los cambios son
iguales.
•
Conocemos los
cambios
físicos, cambios químicos
y fenómenos alotrópicos
.
Fenómeno alotrópico
• Cuando un elemento químico se encuentra en 2 o más
formas diferentes.
• Ejemplo: ozono (O3) y oxígeno (O2), carbono (grafito) y carbono (diamante).
Cambio Físico
• Son aquellos en los que
cambia el estado o la forma de las sustancias pero no su composición química,
• Las sustancias no se
transforman en otras diferentes.
• Es un proceso reversible.
• Ejemplo, los cambios de estado, la dilatación y
contracción de un gas y la fragmentación de un sólido.
Cambio Químico
• Son aquellos en los que cambia la composición química de las
sustancias.
• Se forman nuevas sustancias con una composición y
propiedades diferentes a las sustancias originales.
• La mayoría son cambios irreversibles.
• Todos los cambios químicos son también reacciones químicas. • Ejemplos, la corrosión de los metales y la combustión.
El hidrógeno arde en el aire para formar agua
Reacciones químicas
• Se producen cuando una o más sustancias químicas,
llamadas reactantes, se transforman en nuevas sustancias llamadas productos.
• Se representan mediante ecuaciones químicas, utilizando
símbolos y fórmulas químicas.
2 Mg (s) + O2
2 MgO
Se producen cuando una o más sustancias químicas,
llamadas reactantes, se transforman en nuevas sustancias llamadas productos.
Se representan mediante ecuaciones químicas, utilizando
símbolos y fórmulas químicas.
Reacción Química
Ley de Lavoisier
Ecuación Química Proceso de
Transformación Intercambio deenergía
Reactantes Productos Se representan por
Resumiendo
MateriaLey de Conservación
de la masa Químico Físico
Reacciones químicas
Cambios de estado
Combustión Oxidación
Que ocurren según la
Que pueden ser
Como las
Por ejemplo
como los
Cambios