Cantidad de materia y sus propiedades.
Las propiedades extensivas: depende de la cantidad de material analizado.
Las propiedades intensivas: son independientes de la cantidad de material analizado.
Cantidad de masa respecto a su posición.
Masa medida de la cantidad de materia que con tiene un cuerpo. La masa del cuerpo no cambia con su posición.
El peso del cuerpo es la medida de la atracción de la tierra y varia según la distancia al centro de esta.
El porcentaje en masa
Debe tratarse como factores de unidad para cualquier mezcla que contenga las sustancia A punto a partir de la masa total de una mezcla y se define la masa de A respecto a 100 unidades totales.
Densidad
Se define como la masa por unidad de volumen:
V
m
D
volumen
masa
Densidad
=
;
=
La densidad puede servir para diferenciar una sustancia de la otra o para identificar una muestra en particular. Habitualmente se expresa en g/cm3 para líquidos y sólidos y en g/L para gases.
La densidad y la densidad relativa
Las unidades que son producto de la combinación de diferentes unidades se definen como unidades derivadas, una de ellas es la densidad, es una propiedad intensiva que relacionan cantidad de masa y cantidad de volumen representado en cualquiera de las unidades aceptadas para la masa y el volumen.
La densidad relativa, es la relación entre su densidad y la del agua, ambas a la misma temperatura. Densidad de la sustancia/Densidad del agua.
La densidad relativa de una sustancia es la relación entre su densidad y la dela agua, ambas a la misma temperatura.
agua
D
cia
sus
D
D
r=
tan
La densidad y la densidad relativa de una sustancia son numéricamente iguales a temperatura ordinaria, pero si existen cambios de temperatura es modificado el valor de la densidad relativa.En especial para los sólidos también, el concepto de gravedad especifica y esta puede darse ora sustancias mas o menos densas que el agua y su cuantificación se da así:
Sólidos mas densos que el agua:
agua
el
en
Peso
aire
el
en
Peso
aire
el
en
Peso
e
g
−
=
.
Sólidos menos densos que el agua:
)
&
(
.
agua
el
en
Peso
aire
el
en
Peso
agua
el
en
Peso
aire
el
en
Peso
aire
el
en
Peso
e
g
−
+
=
Uso de los números:
Se distingue el uso de los números mediante la notación científica es aquella que trata de simplificar números muy grandes como pequeños por ejemplo
300 gramos de aluminio poseen aproximadamente.
6693351122970869468534578.6079 6086 átomos de aluminio
Será mejor expresar este número de otra manera?
Usando estos números es conveniente escribir mediante una notación de potencias denominada notación científica y colocamos un dígito no nulo a la izquierda de la coma decimal.
Cifras significativas:
Hay dos clases de números, los números exactos que puede ser contados o definidos con exactitud. Ejemplo la cantidad de personas que hay en una habitación; y existen los números no exactos que son los
números obtenidos por
operaciones que dan números
fraccionados enteros y obligan a colocar fracciones de ellos.
Las cifras significativas son los dígitos que la persona que hace una medida considera correctos. Si se mide la longitud de una página posiblemente tenga 290,25 milímetros, en este guarismo existen 5 cifras significativas. El último dígito, es la mejor estimación y por lo tanto es dudoso. A cada resultado, damos un dígito estimado. Para otro tipo de mediciones como es el caso de los volúmenes, las líneas de calibración dan la estimación con una certeza razonable. Y el tipo de instrumentos define la cantidad de cifras significativas ya sería en incrementos de 0,1 ml o de 0,001 ml, con instrumentos más finos. Exactitud y precisión: La exactitud: se refiere al grado de un valor con respecto a un valor correcto.
La precisión: se refiere hay grado en el cual mediciones individuales concuerdan entre sí.
Existen mediciones precisas, pero totalmente inexactas, lo cual se debe a un error sistemático, una balanza imprecisa reproduce su error sistemático.
Las mediciones se repiten para mejorar la exactitud y la precisión. Los valores promedio son más fiables que las mediciones individuales. Las cifras significativas
indica conque exactitud se hacen las mediciones.
Reglas de las cifras significativas
1 los ceros son utilizados para ubicar la coma decimal no son cifras significativas ejemplo 0,00000593 sólo tiene tres cifras significativas. Por sería mejor escribirlo 5,93 x 10 -5 en la notación científica.
2 En la multiplicación y la división, el resultado no tiene más cifras significativas que el número menor de cifras significativas usadas en la operación. 12.62 km por 1.31 km = 16.5 km 2. Debido a las tres cifras significativas utilizadas el resultado debe tener tres cifras significativas.
3 En las suma y la resta , el último dígito retenido en la suma o la resta está definido por el último dígito en incertidumbre. Ejemplo a sumar 37,24 más 10,3 el resultado es 47,5 aunque la calculadora de 47,54. Al restar 27,87 de 21,2342 resulta 6,64 aunque la calculadora de 6,6358. Calor y temperatura: La temperatura mide la intensidad de calor, y el calor es una forma de energía que siempre fluye espontánea del cuerpo más caliente al cuerpo más frio.
Relación punto congelación y ebullición del agua:
Kelvin Centígrados Fanrenheit
273.15 0 32
373.15 100 212
Existen las siguientes relaciones: K = C + 273,15 C = K - 273,15 F = C x 1,8/1,0 + 32 F C = 1/1.8 (X F -32 F) Transferencia de calor: Procesos exotermicos:
Reacciones químicas que ocurren con liberación de calor.
Proceso endotermicos:
Reacciones químicas que ocurren con consumo de calor.
El calor transferido se mide en julios o en calorías. La unidad SI de energía y trabajo es el Julio que se define como kg. m²/s². Que es la energía cinética Ec de un cuerpo de masa m moviéndose a una velocidad dada por 1/2 m v².
La caloría es el calor necesario para elevar un gramo de agua de 14,5 ºC a 15,5 ºC que a su vez equivalente a 4,184 julios.
El calor específico es la cantidad de calor requerido para elevar 1 grados centígrado, la temperatura de un gramo de una sustancia sin cambia de fase. Debido a que este Calor específico cambian en los estados sólido, líquido y gaseoso. Por ejemplo el hielo hay un calor específico de 2,09 J/ g ºC. para el agua 4,18 J/ g ºC y para el vapor de agua 2,03 J/ g ºC
El calor específico =
)
(
)
(
)
(
C
a
temperatur
de
cambio
x
g
masa
J
en
calor
de
Cantidad
o La capacidad calorífica: Es la cantidad de calornecesaria para elevar la
temperatura 1 ºC. La capacidad calorífica es su masa en gramos multiplicada por el calor específico.
Ejercicios:
1)Cual es el área de un rectángulo de 1,52 cm de ancho y 13,45 de longitud?
2)Investigue algunas unidades de longitud, masa y volumen par el sistema ingles.
3) La densidad es una
propiedad intensiva derivada de propiedades extensivos o intensivas?.
4)Cual es la densidad del etanol si 47,3mL pesan 37,32g?
5)El mercurio tiene 848,4
libras/pie3 ¿Cual es su
densidad en g/cm3?
6) De que depende el cambio de la densidad relativa de una sustancia?
7) Cuanto calor en julios se requiere para elevar la temperatura de 200 g de agua de 10 oC a 90 oC?
8)Cual es el calor especifico de hierro si para elevar 205 gramos de hierro de 294,2 K a 364,4 K se consumen 1,52 kcal o 6,39 kJ. 9) Cual es la densidad relativa de un líquido si 360 mL tienen la masa de 400 gramos de agua?
10) L escala Réamur tien el punto de congelación en 0 oR y de ebullición a 80 oR, derivar una ecuación que la realcione con los Celsius?
11) El calor específico del aluminio es 0,895 j/g oC que cantidad de agua a 80 oC se requiere para aumentar la temperatura del aluminio de 28 a 35 oC ?
12) Cuanto calor se libera a partir de 300 g de agua a pasar de 70 oC a 25 oC?
13) Calor se consume para subir 30 g de vapor agua de 105 oC a 130 oC?
14) La congelación y la ebullición de un liquido es endotérmica o exotérmica?
Átomo, moléculas y formulas. Atomo:
Es aquella particula
indivisible, que tienen propiedades idénticas, que no puede transformarse a otros elementos, se combina con otros en proporciones simples y permanece constante en los compuestos.
La molécula:
Es la unidad mas pequeña que puede existir de un compuesto y puede existir independientemente.
Formula empírica:
Representación de los
elementos presentes, así como la relación de los elementos presentes, el símbolo es la representación de un elemento y su subíndice indica el
numero de átomos en la
molécula. Ejemplo el H2 representa una molécula con dos átomos de hidrógeno. Los elementos en la naturaleza se presentan en forma combinada y cuando se encuentra en formas aisladas pero de diferente forma se denominan alótropos.
La combinaciones de elementos en una misma moléculas se presentan en formas fijas. Toda molécula de aspirina tiene nueve carbonos, ocho hidrógenos y cuatro oxígenos ¿Cual es la ubicación espacial de estos elementos en el compuesto?
Los compuestos en general se
dividen en compuestos
orgánicos cuando su formula presenta enlaces C-H ó C-C e
inorgánicos cuando son
diferentes a los compuestos del carbono.
Para los compuestos existe la ley de las proporciones definidas en la cual se dan en relación de masas constantes debido a una relación numérica de elementos en números fijos y constantes.
La formula química es aquella que da, el numero de átomos enlazados pero expresa la
forma en la cual están
enlazados.
La formula estructural es aquella que representa la forma en la cual están unidos los átomos.
Las moléculas (NaCl)a su vez pueden disgregarse o separarse y presentar especies químicas cargadas como lo son los iones que a su vez se dividen en aniones cuando su carga es negativa (Cl-) y cationes con cargas positivas (Na+).
Ejemplo: Aniones Cationes Na+ F -K+ Cl -NH4 + Br -Ag+ OH -Mg2+ NO3 -Ca2+ S 2-Zn2+ CO3 -Fe2+ SO4 -Peso atómico
Uma : 1/12 dela masa de un átomo de una
clase particular de átomos de carbono.
Mol: la cantidad de unidades que xisten
en 12 g de átomos de carbono que es
6.0221367 x 10
23. Este numero se
denomina el numero de Avogadro.
La masa de un mol de atómos de un
elemento o masa molar es igual al peso
atómico en umas y se da en gramos por
mol.
Peso formula:
Es la suma de los pesos atómicos de los
elementos en la formula, contando cada
uno el numero de veces que aparece en
ella. Por ejemplo el CO
32-tiene un peso
formula de 60 y se debe usar
estrictamente para iones.
El peso molecular :
Es el peso de las moléculas discretas (
individuales).
Y
sew representa en
gramos por mol de moléculas, por
ejemplo el agua tiene un peso molecular
de 18 g/mol.
Composición porcentual y el peso
formula
Si la composición de un compuesto se
conoce se puede expresar en forma
porcentual la masa de cada elemento en el
compuesto por ejemplo de acuerdo al
formula del dióxido de carbono CO2 el
carbono representa un 27,3 % de la masa
total y el oxigeno un 72,7 % de la misma,
por que?. Asi de una análisis elemental de
los porcentajes de composición de un
compuesto se puede definir la formula
mas simple que define un compuesto.
Los pesos moleculares en especial par los
compuestos orgánicos se definen de
acuerdo a proceso de combustión donde
se define la composición porcentuales de
los elementos presentes.
Los compuestos no son 100% puros,
cuando se van arealizar trabajo o
reacciones ahya que considerar el
porcentaje de impureza por ejemplo una
muestra que contiene un 95 % de pureza
debemos hacerle un análisis dimensional
multiplicando por la relacion que existe
de gramos puros respecto a 100 gramos
impuros?
1) En 4,390 moles de átomos cuantos
gramos de hierro hay?
2) Cual es la mas de 234500 moléculas de
sulfato de calcio?
3) En 230 moleculas de Oxigeno O
2cuantas moles hay?
4) Cuantos atomos hay en 40 gamos de
sulfato de sodio ¿
5) Calcular la composición en masa del
acido sulfurico?
6) Al quemar 0,1014 gramos de glucosa se determino que producían 0.1486 gramos de CO2 y 0.609 gramos de H2O. Si la muestra solo tiene carbono, hidrógeno y oxigeno, detrminar el porcentaje de cada elemento en la muestra.
7) Calcular la masa de
impurezas que hay en 300 g el KOH si este tine un apureza del 70 %?
