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Unidad 2: Materia y energía Química. Materia Definiciones introductorias materia: cualquier cosa que tiene masa y volumen masa: peso: volumen: unidades:

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1 Unidad 2: Materia y energía Química

2 Materia Definiciones introductorias materia: cualquier cosa que tiene masa y volumen masa: peso: volumen: unidades: L, dm 3, ml, cm 3 L3L3 declaraciones: la cantidad de materia en un objeto el tirón de la gravedad en un objeto el espacio que un objeto ocupa sólido, líquido, o gas

3 composición: cobre: agua: características: -- átomo: un edificio básico bloque de materia qué la materia se hace muchos átomos del Cu muchos grupos de 2 h y 1 O describir la materia qué parece, huele como; su masa, temp., etc. cómo se comporta diff ~100. clases

4 Elementos contiene solamente un tipo de átomo 1. los elementos monatomic consisten en unbonded, como los átomos e.g., 2. los elementos poliatómicos consisten de varios como los átomos enlazados junto elementos diatómicos: otros: FE, Al, Cu, él H 2 O 2 Br 2 F 2 I 2 N 2 Cl 2 P 4 S

5 alótropos: diversas formas del mismo elemento adentro las mismas declaraciones CARBÓN DEL OXÍGENO oxígeno-gas ozono elemental carbón grafito diamante buckyball (O 2 ) (O 3 )

6 molécula: un grupo neutral de átomos consolidados Descripción Producto químico Símbolo Modelo 1 átomo de oxígeno 1 molécula del oxígeno 2 unbonded átomos de oxígeno 1 fósforo átomo 1 fósforo molécula 4 unbonded fósforo átomos O O 2 2 O P P 4 Los elementos pueden consistir en las moléculas o los átomos unbonded. 4 P

7 Compuestos … contener tipos dos o más diversos de átomos … tener características de las cuales ser diferente los de sus elementos constitutivos Na (sodio): Cl 2 (clorina): estalla en agua gas venenoso sal de tabla (NaCl)

8 Los átomos pueden ser alterados solamente por medios del _____. Las moléculas pueden ser alteradas por medios del ______. (es decir, reacciones químicas, cambios químicos) nuclear producto químico e.g., deshidratación del azúcar C 12 H 22 O 11 (s) 12 C + 11 H 2 O (g) Electrólisis del agua 2 H 2 O (l) 2 H 2 (G) + O 2 (G) Ráfaga atómica en Hiroshima U Vagos Kr neutrón bala

9 Cada muestra de NaCl prueba iguales, los derretimientos en el mismo temp., y son 39.3% Na y Cl 60.7% por Massachusetts. Composición compuesta Todas las muestras de un compuesto dado tener la misma composición.

10 Gas de fosgeno (COCl 2 ) es el carbón 12.1%, 16.2% oxígeno, y clorina 71.7% cerca Massachusetts Hallazgo # de g de cada elemento adentro 254 g de COCl 2. C: O: Cl: 254 g (0.121)= 30.7 g C 254 g (0.162)= 41.1 g O 254 g (0.717) de = Cl g

11 = Una muestra del butano (C 4 H 10 ) contiene el carbón de 288 g e hidrógeno de 60 g. Hallazgo… Masa total del A.… de la muestra B.… % de cada elemento en butano C.… cuánto g de C y H son en una muestra de 24.2 g 288 g C + 60 g H 82.8% C, 17.2% H = 348 g % C = = % H = C: H: 24.2 g (0.828)= g 20.0 C 24.2 g (0.172)= 4.2 g H

12 Una muestra de 550 g de óxido del cromo (iii) (Cr 2 O 3 ) tiene Cr de 376 g. Cuántos gramos de Cr y de O estar en una muestra de 212 g de Cr 2 O 3 ¿ ? 68.4% Cr % del Cr = y 31.6% O Cr: O: 212 g (0.684)de = Cr 145 g 212 g (0.316)= 67 g O óxido del cromo (iii)

13 Clasificar la materia Sustancias (puras)… tener una composición fija … tener características fijas ELEMENTOS COMPUESTOS e.g., FE, N 2, S 8, UH 2 O, NaCl, HNO 3 Las sustancias puras tienen una fórmula química. sulfuro (S 8 )cloruro sódico (NaCl)

14 Mezclas dos o más sustancias mezcladas juntas … tener composición diversa … tener características diversas Las sustancias no son químicamente consolidadas, y ellas… conservar sus características individuales. Té, anaranjado jugo, océanos, y el aire es mezclas.

15 Dos tipos de mezclas homogéneo: (o solución) las partículas son microscópicas; la muestra tiene iguales composición y características en todas partes; mezclado uniformemente e.g., aleación: una mezcla homogénea de metales e.g., Ayuda de Kool bronce (Cu + Sn) latón (Cu + Zn) estaño (Pb + Sn) agua salada

16 Dos tipos de las mezclas (cont.) heterogéneo: diversas composición y características en la misma muestra; irregularmente mezclado e.g., suspensión: settles en un cierto plazo e.g., ensalada sacudida salvado de pasa pintura regalos del nevoso-bulbo

17 Contraste… ORO 24KORO 14K 24/24 de los átomos es oro elemento oro puro 14/24 de los átomos es oro mezcla de oro y de cobre Au mezcla homogénea Au + Cu

18 MATERIA Carta para clasificar la materia SUSTANCIA PURAMEZCLA ELEMENTO COMPUESTO HOMOGÉNEO HETEROGÉNEO

19 Una muestra de bronce contiene el cobre de 68 g y la lata de 7 g. A. Encontrar la masa total de la muestra. B. Encontrar % del Cu y % del Sn. C. Lo hacen cuántos gramos de cada elemento ¿ una muestra de 346 g de bronce contiene? Cu de 68 g de + Sn 7 g = 75 g 90.7% Cu % del Cu = y Sn 9.3% No sabemos. (El bronce es una mezcla y no está necesario siempre Sn 90.7% Cu y 9.3%.) Sin embargo, si se asume que estos % estar correcto… Cu:346 g (0.907)de = Cu 314 g(y Sn de 32 g)

20 Separación de mezclas … implica medios físicos, o la comprobación cambia 1. clasificando: 2. filtro: por color, forma, textura, etc. tamaño de partícula es diferente

21 Separando las mezclas (cont.) 3. imán: 4. cromatografía: una sustancia debe contener el hierro algunas sustancias disuelven más fácilmente que otros

22 Separando las mezclas (cont.) 5. densidad: fregadero contra el flotador quizás utilizar una centrifugadora decantar: para verter del líquido sangre después de high- centrifugación de la velocidad

23 Separando las mezclas (cont.) 6. destilación: diversos puntos de ebullición fuente de calor termómetro agua adentro (refrigerador) agua hacia fuera (calentador) más-volátil sustancia mezcla condensador más-volátil sustancia, ahora condensado (es decir, el con el más bajo punto de ebullición)

24 Ningunas reacciones químicas ser necesario separar mezclas; las sustancias no son consolidadas. amalgama dental

25 Densidad cómo firmemente está embalado las partículas ser Densidad = Unidades típicas: g/cm 3 para los sólidos g/ml para los líquidos m V D líquidos y gases Vidrio: ¿ líquido o sólido?

26 Para encontrar el volumen, utilizar… 1. una fórmula dislocación del agua V = l w h V = r 2 h ¿ V =? V final V init V objeto = V final - V init 2.

27 ** Densidad del agua = La densidad de un líquido o de un sólido es casi constante, no importa qué la temperatura de la muestra. 1.0 g/ml = 1.0 g/cm 3 Cosas que son flotador menos denso en las cosas que son más densas. D < 1 g/cm 3 La densidad de gases es alto - dependiente en temperatura. D < 1 g/cm 3 D > 1 g/cm 3 D < 1 g/cm 3 (Y cosas que que es un fregadero más denso en las cosas que son menos densas.

28 Problema galileo del termómetro En una mañana fría, un profesor camina en a sala de clase y avisos fríos que todos los bulbos en el termómetro galileo se amontonan en un grupo. Donde están los bulbos, en ¿ tapa del termómetro o en la parte inferior? 1. Los bulbos esencialmente han fijado masas y volúmenes. Por lo tanto, cada bulbo tiene una densidad relativamente fija. 2. El líquido circundante tiene un fijo la masa, pero su volumen está extremadamente temperatura-dependiente. D1D1 D2D2 D3D3 D4D4 D5D5

29 D1D1 D2D2 D3D3 D4D4 D5D5 3. La densidad del líquido se puede escribir como… tan… … si el líquido es frío:… pero si es caliente: m liq = En una mañana fría, ¿ dónde están los bulbos? EN LA TAPA V liq m liq D liq = V liq D liq

30 Cálculos de la densidad 1. Una muestra de plomo (Pb) tiene masa 22.7 g y volumen 2.0 cm 3. Hallazgo densidad de la muestra. m V D 2. Otra muestra de plomo ocupa 16.2 cm 3 del espacio. Massachusetts de la muestra del hallazgo. m = D V= 184 = g V

31 3. Un cilindro sólido de g tiene radio 1.8 cm y altura 1.5 cm. Hallazgo densidad de la muestra. 1.5 cm 1.8 cm m V D m V = r 2 h = (1.8 cm) 2 (1.5 cm) = 15.3 = 7.81 cm 3

32 4. Un sólido rectangular de 153 g tiene longitudes del borde 8.2 cm, 5.1 cm, y 4.7 cm. ¿ este fregadero del objeto en agua? 8.2 cm 5.1 cm 4.7 cm m V D (La densidad del objeto del hallazgo y la compara a la densidad del agua.) m V = l w h = 8.2 cm (5.1 cm) (4.7 cm) = 197 = 0.78 cm 3 < 1 No; flota.

33 Características de la materia Las características QUÍMICAS dicen cómo una sustancia reacciona con otras sustancias. Las características FÍSICAS se pueden observar fuera químicamente cambio de la sustancia. Las características EXTENSAS dependen de la cantidad del presente de la sustancia. Las características INTENSIVAS no dependen de cantidad de sustancia. UNO DE ÉSTOS Y

34 P, Ejemplos: conductividad eléctrica reactividad con agua contenido de calor (energía total) dúctil: puede ser dibujado (tirado) dentro del alambre..... maleable: puede ser martillado en forma… frágil magnetismo C, P, I I E P,I P,I P,I P,I

35 Estados de la materia LÍQUIDOSÓLIDOGAS (()) el vibrar el traducir; cierre junto el traducir rápidamente; lejos aparte

36 Cambios en estado La energía puso en sistema. Energía quitada de sistema. LÍQUIDOGASSÓLIDO congelación condensación deposición sublimación ebulliciónfusión

37 Energía capacidad de hacer el trabajo energía potencial: energía cinética: -- e.g., energía almacenada almacenado en enlaces entre los átomos en alimento, energía del movimiento el menear, traduciendo, y rotación de partículas -- movimiento caliente de las partículas del gas más rápidamente, tener más KE gasolina, baterías

38 Ley de la conservación de la energía: 2 H 2 + O 2 2 H 2 O E después = E antes + + energía + ¡ WHOOF!

39 Para la combustión del acetileno… EL PE reactivo EL PE productos KE tapón calor, luz, sonido ENERGÍ A CO 2 + H 2 OC 2 H 2 + O 2 Se conserva la energía.

40 Cambios de la energía cambio endotérmico: el sistema absorbe calor cambio exotérmico: el sistema lanza calor -- Elegir endo o el exo. regar la ebullición empapelar el burning cocer la condensación al vapor CO 2 sublimación congelación del agua fusión del hielo el cubilete siente frío el cubilete siente caliente ENDO EXO EXO ENDO EXO ENDO

41 R P Energía endotérmico exotérmico R P Energía ACTIVACIÓN ENERGÍA (la mayoría de las reacciones químicas)(fotosíntesis) CO 2 + H 2 C de O + de la luz del sol 6 H 12 O 6 + O 2 C + O 2 CO 2

42 El topo Los átomos son así que pequeño, es imposible contarlos cerca las docenas, los millares, o aún millones. Para contar los átomos, utilizamos el concepto del topo. 1 topo de átomos = Es decir, 1 topo de átomos = de átomos del _______. El topo es la unidad del SI para la cantidad de sustancia átomos 6.02 x 10 23

43 ¿ Cómo grande es un topo? … sobre el tamaño de un chipmunk, pesaje de cerca de 5 onzas. (140 g), y tener una longitud de cerca de 7 pulgadas (18 cm). Signifiqué, cómo son grandes es 6.02 x ? GRANDE x los mármoles cubrirían tierra entera (océanos incluyendo) … a una profundidad de 2 millas x $1 cuentas apilaron cara a cara … y trasero … 7.5 millones de veces. Tarda a luz años para viajar eso lejos. estiraría del Sun a Pluto

44 Para cualquie elemento en la tabla periódica, un topo de ese elemento (es decir, 6.02 x átomos de ese elemento) tiene una masa en los gramos iguales al decimal número en la tabla para ese elemento. Él Ne AR Kr Xe Rn 86 (222) 1 topo de (es decir, 6.02 x ) átomos del helio tiene una masa de 4.0 gramos. 1 mol Ne = g mol AR = 39.9 g 1 mol Kr = 83.8 g 1 mol de Xe = g 1 mol Rn = 222 g

45 1 mol = 6.02 x partículas TOPO (mol) Masa (G) Partícula (átomos) 1 mol = masa molar (en g) Diagrama de la isla

46 Problemas del diagrama de la isla 1. Cuántos topos son 3.79 x ¿ átomos del cinc? = 63.0 mol de Zn () 1 mol 6.02 x en x en. 2. ¿Cuántos átomos son 0.68 topos de cinc? = 4.1 x en. Zn () 1 mol 6.02 x en mol.

47 3. ¿Cuántos gramos son 5.69 topos de uranio? 5.69 mol () 1 mol g = g U = 1.35 x 10 3 g U 4. Cuántos gramos son 2.65 x ¿ átomos del neón? () 1 mol de = Ne 8.9 g g 20.2 () 1 mol 6.02 x en x en. 5. ¿Cuántos átomos son 421 g de prometio? 421 g () 1 mol 145 g () 1 mol 6.02 x en. = 1.75 x en. P.M.

48 h h


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