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Tema nº 3 Estudio de la Materia

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Academic year: 2023

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Cubre de forma interactiva todos los aspectos del tema. http://www3.gobiernodecanarias.org/medusa/contenidosdigital es/programasflash/Agrega/Primaria/Conocimiento/La_materia/. La aplicación más conocida de la densidad es su influencia sobre la flotabilidad de los cuerpos. Flotabilidad de los cuerpos según su densidad https://www.youtube.com/watch?v=9NNjeJ_EpZk Flotabilidad del hielo.. https://www.youtube.com/watch?v=iqeaKpAEbyA .. a) El volumen es un específico propiedad de la materia.

1.- Estado Sólido

2.- Estado Líquido

3.- Estado gas

El estado gas se caracteriza por

3.1.3.- Cambios de estado

Sublimación.- Es el cambio de estado de sólido a gaseoso (sin pasar por el estado líquido). Sublimación inversa. - Es el cambio de estado de gas a sólido (sin pasar por el estado líquido). Cambios en el estado del AGUA. http://www.educaplus.org/game/cambios-de-estado-del-agua Curva de calentamiento del agua. http://www.educaplus.org/game/curva-de-trabajo-del-agua.

3.2.- Modelo cinético molecular

Cuando la última gota de agua líquida se convierta en gas, la temperatura comenzará a subir. La mayor distancia de separación reduce las fuerzas de cohesión y el sólido puede cambiar a estado líquido. Si seguimos subiendo la temperatura, las moléculas en estado líquido toman más energía, se separan hasta anular las fuerzas de cohesión y se produce otro cambio de estado.

3.3.- Leyes de los gases

Cuando hablamos de moléculas de gas que se mueven a gran velocidad y no existe ningún tipo de unión entre ellas, nos referimos a un gas “ideal” o “perfecto”. No es un gas real, es un gas imaginario, útil para que podamos aplicarle los principios del movimiento de los cuerpos. Los gases "reales" (los que existen en la naturaleza) se comportan como un gas a presión y temperatura ambiente.

Presión ejercida por un gas Presión

Unidades de la presión atmosférica

La presión atmosférica es igual a la presión que ejerce una columna de mercurio de 760 mm de altura. "Se necesita una atmósfera de presión para equilibrar una columna de 760 mm de mercurio." Un milímetro de mercurio es la presión necesaria para aumentar en un milímetro la altura del mercurio en el tubo de Torricelli.

La presión Atmosférica y la Climatología

Más bien, cuando el aire se calienta, asciende hacia áreas de menor presión atmosférica. Cuando están en la superficie, el aire frío empuja al aire caliente hacia arriba, provocando caídas de presión e inestabilidad. Según las características de los gases, el volumen que ocupa un gas coincide con el volumen del recipiente en el que está contenido.

Temperatura de un gas

Relación entre las escalas termométricas

Animação interativa entre escalas de temperatura https://www.edumedia-sciences.com/es/media/549 Escalas termométricas.

Condiciones Normales (CN)

3.3.1.- Ley General de los gases Perfectos

CONDICIONES F

Hemos obtenido la Ecuación General de los Gases Perfectos (EGGP)

¿Qué volumen ocupará cierto gas que inicialmente tenía un volumen de 5 L a 1,5 atm de presión y una temperatura de 25 oC, si aumentamos la presión a 1900 mm Hg y la temperatura a 323 K. Si reducimos el volumen a 0.025 L y la temperatura pasa a ser -20 oC, ¿cuál será la nueva presión del gas?

Datos

3.3.2.- Ley de Boyle – Mariotte

Lo que significa: “El producto de la presión y el volumen en una transformación isotérmica permanece constante”. Con esta animación podrás colocar tus ejercicios y comprobar si el resultado coincide con el resultado de la animación.

3.3.3.- Ley de Charles

3.3.4.- Ley de Charles y Gay Lussac

De los tres estados de la materia, el estado gaseoso es el que se puede comprimir, pero por muy comprimido que esté siempre tendrá un volumen muy pequeño, pero existirá.

Ejercicios resueltos de Gases

La ley de Charles y Gay-Lussac nos dice que a volumen constante (volumen de banda) la presión y la temperatura son directamente proporcionales. En verano, el asfalto de la carretera alcanza temperaturas muy altas, por lo que la presión que ejerce el aire en el neumático también llega a ser muy grande, por lo que sería posible que esta presión rompiera la estructura del neumático. Contra la presión de un gas si reducimos su volumen a la mitad y mantenemos su temperatura sin cambios.

A una presión de 17 atm, 34 L de un gas a temperatura constante experimenta un cambio al ocupar un volumen de 15 L. ¿Cuál será la presión que ejerce? Si el volumen final es de 2 L, ¿cuál sería el volumen inicial, si la temperatura se mantuvo constante? A temperatura constante, la presión y el volumen son inversamente proporcionales (cuando uno aumenta, el otro disminuye), ley de Boyle-Mariotte.

A presión constante, el volumen y la temperatura son directamente proporcionales (al aumentar uno, aumenta el otro y viceversa). ¿Qué volumen ocupa un gas a 30ºC, a presión constante, si la temperatura disminuye un tercio (1/3), con lo que se ocupan 1200 cc. A volumen constante, un gas a 20ºC ejerce una presión de 880 mmHg. ¿Qué temperatura habrá si la presión aumenta en 15?

La masa de hidrógeno en condiciones normales ocupa un volumen de 50 litros, que es el volumen a 35 °C y 720 mm Hg. A medida que aumenta la temperatura, el volumen debe aumentar para que Vf sea mayor que Vo. Un recipiente rígido nos dice que el volumen permanece constante (ley de Charles y Gay - Lussac), por lo que la temperatura y la presión son directamente proporcionales.

3.4.- Sustancias puras y mezclas

Sustancias Puras

El agua tiene la composición química H2O y es siempre la misma, lo que indica que está formada por moléculas con 2 átomos de hidrógeno y 1 átomo de oxígeno (por molécula). Tengamos claro que el agua del grifo no es una sustancia pura, es una mezcla. Es una mezcla en la que está presente la mayor parte del agua, pero contiene sales y microorganismos disueltos.

Esta agua utilizada en los laboratorios tampoco es agua pura, pero es lo más parecido al agua pura. El agua pura, en estado líquido, se forma por la unión de muchas moléculas de agua, H2O, y por tanto en el medio líquido sólo hay átomos de hidrógeno y oxígeno. Una sustancia pura siempre conserva las mismas propiedades físicas y químicas, es decir: . a) En una reacción química siempre reacciona de la misma manera. b) Mantiene fijos sus puntos de fusión y ebullición.

Esto se aplica al gas helio, al oro y a otros metales preciosos como la plata y el platino. Un compuesto químico es una sustancia formada por la combinación química de dos o más elementos químicos. Este es el ejemplo ya mencionado del agua, H2O (átomos de hidrógeno y oxígeno, dióxido de carbono, CO2 y muchos más).

Mezclas

Vemos un líquido transparente que podría ser agua, pero no podemos distinguir la sal disuelta (NaCl). El profesor de química diría por el color azul que es una mezcla de agua y sulfato de cobre (H2O + CuSO4). Una mezcla heterogénea es una combinación de 2 o más sustancias (que pueden existir en cualquier estado de la materia), cuyos componentes pueden identificarse.

3.4.1.- Disoluciones

El agua ha introducido en ella sulfato de cobre, es decir, el agua ha disuelto el sulfato de cobre. El proceso de disolución del soluto resulta de la interacción de moléculas de agua (disolvente) entre los iones o cargas eléctricas que forman la estructura cristalina (sólida) del soluto.

3.4.1.1.- Concentración de una disolución

Concentración Cualitativa

Vamos a realizar la siguiente experiencia

Cuando la cantidad de soluto está muy alejada (disminuyendo) de la cantidad de saturación, diremos que la solución está DILUIDA. El café con leche de la mañana que nos prepara nuestra madre para el desayuno tiene un soluto que es el azúcar. Si el café con leche es muy, muy dulce, ¿cuál es la concentración de la solución?

Si miramos el fondo del vaso, por fuera, y no vemos azúcar sólido, diremos que está saturado.

Concentración CUANTITATIVA Cuatro tipos

Concentración en masa/Volumen disolución

Concentración % en masa

Concentración % en volumen

Concentración % masa/volumen

Si mezclas 200 ml de agua (densidad 1 g/ml) con 35 gramos de azúcar, ¿cuál es el porcentaje en masa de la solución resultante? El disolvente se expresa en ml y la concentración %m no incluye el volumen del disolvente. De una solución de nitrato de potasio al 20 m% se extrae una masa de solución que contiene 10 g de nitrato de potasio.

¿Cuántos gramos de sulfito de sodio hay en 250 g de una solución al 3% en masa?

Calcule la concentración en g/l de una solución de cloruro de magnesio preparada disolviendo 0,1 g de sal en 0,5 l de agua. Calcule el porcentaje en masa de una solución de sulfato de cobre en agua si contiene 25 g de soluto en 300 g de agua. ¿Qué porcentaje en volumen (grados) tendrá una solución que se obtiene disolviendo 80 ml de metanol (alcohol de combustión) en 800 ml de agua?

Cuando disolvemos un sólido en un volumen de agua, el volumen resultante es prácticamente igual al volumen de agua. Calcule la fracción másica de la solución preparada disolviendo 5 g de nitrato de potasio en 200 ml de agua destilada. El cemento Portland contiene aproximadamente el 5% de la masa de sulfato de calcio (CaSO4), cuántos kilogramos de sulfato de calcio se necesitan para fabricar 250 toneladas de cemento.

3.4.2.- Aleaciones

Las aleaciones se consideran mezclas porque se combinan varios átomos de metales. Es condición imprescindible que los metales sean completamente miscibles (mezclables) en estado líquido para tener un sólido homogéneo. Dado que la aleación es una mezcla homogénea (solución), es una solución sólida donde el solvente es el componente que está presente en mayor cantidad y el soluto es el componente en menor cantidad.

La forma tradicional de hacer aleaciones es calentar y fundir los materiales hasta que estén líquidos, agitarlos y luego dejarlos enfriar hasta obtener una solución sólida.

3.4.2.1.- Propiedades de las aleaciones

Una aleación que combine el hierro con otro material como el Manganeso (Mn) que actúa como antioxidante puede ayudar a aumentar su inercia química y ralentizar el proceso de oxidación. 2 ] Ductilidad: propiedad de los metales de formar alambres y cordones cuando se los somete a tensiones de tracción. Para producir una aleación de alta resistencia se utilizan cromo, níquel y hierro.

Las aleaciones de aluminio combinadas con uno de los siguientes metales: Cobre (Cu), Zinc (Zn), Magnesio (Mg) aumentan la resistencia del aluminio, un metal puro naturalmente blando.

3.4.2.2.- Tipos de aleaciones

Bronce

Acero

Latón

Referencias

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