QUI – 108 Principios de Química General 1

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1 QUI – 108 Principios de Química General 1
Universidad del Sagrado Corazón Departamento de Ciencias Naturales QUI – 108 Principios de Química General 1 INTRODUCCION AL CURSO Preparado por: Prof. Verónica Castro 08/13/08

2 Universidad del Sagrado Corazón
Departamento de Ciencias Naturales PPG "Information Services Change Management Information Services" Propósitos Definir en términos generales: química, materia, energía (energía cinética y energía potencial), método científico. Presentar las clasificaciones de la materia: compuestos, elementos, mezclas homogéneas y mezclas heterogéneas. Conocer las propiedades de la materia: propiedades físicas, propiedades químicas, propiedades extensivas y propiedades intensivas. 08/13/08 Course Version 8.0

3 QUIMICA Definición de química
Universidad del Sagrado Corazón Departamento de Ciencias Naturales PPG "Information Services Change Management Information Services" QUIMICA Definición de química Es el estudio de la materia, sus propiedades químicas y físicas, los cambios químicos y físicos que esta sufre, y los cambios de energía que acompañan esos procesos. El estudio de la química involucra materia, energía, y su interrelación. 08/13/08 Course Version 8.0

4 MATERIA y ENERGIA Definición de Materia
Universidad del Sagrado Corazón Departamento de Ciencias Naturales PPG "Information Services Change Management Information Services" MATERIA y ENERGIA Definición de Materia Todo lo que tenga masa y ocupe espacio Los cambios que la materia sufre involucran ganancia o perdida de energía. 05/28/08 Course Version 8.0

5 MATERIA y ENERGIA Definición de Energía
Universidad del Sagrado Corazón Departamento de Ciencias Naturales PPG "Information Services Change Management Information Services" MATERIA y ENERGIA Definición de Energía Es la habilidad para hacer trabajo y lograr un cambio dos (2) categorías: Energía cinética – energía de movimiento o energía del proceso Energía potencial – energía de posición o energía almacenada La energía se clasifica por la forma. Las formas principales de energía son: luz, calor, energía eléctrica, energía mecánica y energía química. La materia y la energía son el corazón de la química. 05/28/08 Course Version 8.0

6 METODO CIENTIFICO Definición
Universidad del Sagrado Corazón Departamento de Ciencias Naturales PPG "Information Services Change Management Information Services" METODO CIENTIFICO Definición Es un acercamiento sistemático para descubrir nueva información. Método organizado para resolver problemas científicos. 05/28/08 Course Version 8.0

7 METODO CIENTIFICO Características del proceso científico
Universidad del Sagrado Corazón Departamento de Ciencias Naturales PPG "Information Services Change Management Information Services" METODO CIENTIFICO Características del proceso científico Observación de un fenómeno Formulación de pregunta Reconocer patrón Hipótesis (respuesta potencial) Experimentación Analizar data Se desarrolla teoría que conlleva mas experimentación o se establece una nueva hipótesis y se comienza en proceso nuevamente. 05/28/08 Course Version 8.0

8 CLASIFICACIONES DE LA MATERIA
PPG "Information Services Change Management Information Services" Universidad del Sagrado Corazón Departamento de Ciencias Naturales CLASIFICACIONES DE LA MATERIA Materia Sustancia Pura Elemento (Molécula) monoatómico diatómico poliatómico Compuesto iónico covalente Mezcla Homogénea Heterogénea 05/28/08 Course Version 8.0

9 CLASIFICACIONES DE LA MATERIA
Universidad del Sagrado Corazón Departamento de Ciencias Naturales PPG "Information Services Change Management Information Services" CLASIFICACIONES DE LA MATERIA Sustancia pura – tiene un solo componente; ej. Agua pura Elemento – sustancia pura que no puede convertirse a formas mas simples de materia por una reacción química Molécula – partícula mas pequeña de una sustancia pura que retiene la composición y propiedades de esta y puede existir de forma independiente. Monoatómica – un átomo manifiesta todas sus propiedades Diatómica – dos átomos manifiestan todas sus propiedades Poliatómica – mas de dos átomos manifiestan todas sus propiedades Compuesto – es una sustancia resultando de una combinación de dos o mas elementos en una forma reproducible y definida; ej. Agua 08/13/08 Course Version 8.0

10 CLASIFICACIONES DE LA MATERIA
Universidad del Sagrado Corazón Departamento de Ciencias Naturales PPG "Information Services Change Management Information Services" CLASIFICACIONES DE LA MATERIA Mezcla - es una combinación de dos o mas sustancias puras en cual cada sustancia retiene su propia identidad Mezcla homogénea – tiene composición uniforme; sus partículas estaban bien mezcladas; este tipo de mezcla se le llaman soluciones; ej. Aire, mezcla de gases, es un ejemplo de solución gaseosa Mezcla heterogénea – tiene una composición no uniforme; ej. concreto 05/28/08 Course Version 8.0

11 Universidad del Sagrado Corazón
Departamento de Ciencias Naturales PPG "Information Services Change Management Information Services" EJERCICIO Clasifica entre sustancia pura, mezcla homogénea y mezcla heterogénea. Alcohol etílico Sangre Alka-Seltzer disuelta en agua Oxigeno en tanque de oxigeno de un hospital Aire Pintura Perfume Monóxido de carbono 05/28/08 Course Version 8.0

12 RESPUESTAS DE EJERCICIO:
Universidad del Sagrado Corazón Departamento de Ciencias Naturales PPG "Information Services Change Management Information Services" RESPUESTAS DE EJERCICIO: Clasifica entre sustancia pura, mezcla homogénea y mezcla heterogénea. Alcohol etílico – sustancia pura Sangre - mezcla heterogénea Alka-Seltzer disuelta en agua – mezcla homogénea Oxigeno en tanque de oxigeno de un hospital – sustancia pura Aire - mezcla homogénea Pintura - mezcla heterogénea Perfume - mezcla heterogénea Monóxido de carbono – sustancia pura 05/28/08 Course Version 8.0

13 PROPIEDADES DE LA MATERIA
Universidad del Sagrado Corazón Departamento de Ciencias Naturales PPG "Information Services Change Management Information Services" PROPIEDADES DE LA MATERIA Propiedades – son características de la materia Clasificaciones de propiedades: propiedades físicas o propiedades químicas Propiedades físicas – pueden ser observadas o medidas sin cambiar la composición o la identidad de la sustancia Propiedades químicas – resultan en un cambio en composición y solo pueden observarse a través de reacciones químicas 05/28/08 Course Version 8.0

14 Universidad del Sagrado Corazón
Departamento de Ciencias Naturales PPG "Information Services Change Management Information Services" PROPIEDADES FISICAS Existen 3 estados de la materia: sólido, liquido y gas Gas hecho de partículas que están bien separadas Pueden expandirse para llenar un contenedor No tiene forma ni volumen definido Baja fuerza de atracción entre las partículas Máximo espacio intermolecular y energía potencial Líquido Las partículas se encuentran más cercas unas de otras que en un gas Tienen volumen definido pero no forma definida Adopta la forma de un contenedor Intermedio espacio intermolecular y energía potencial Sólido Tiene ambos forma y volumen definidos Alta fuerza de atracción entre las partículas Minimo espacio intermolecular y energía potencial 08/13/08 Course Version 8.0

15 CAMBIOS DE LA MATERIA Existen 2 tipos de cambios: químicos y físicos
Universidad del Sagrado Corazón Departamento de Ciencias Naturales PPG "Information Services Change Management Information Services" CAMBIOS DE LA MATERIA Existen 2 tipos de cambios: químicos y físicos Cambio físico – produce una diferencia reconocible en la apariencia de una sustancia sin causar cualquier cambio en su composición o identidad Cambio químico – ocurre a través de reacciones químicas Reacción química – proceso de rearreglar, remover, reemplazar o añadir átomos para producir nuevas sustancias 05/28/08 Course Version 8.0

16 EJERCICIO Clasifica entre propiedad química o propiedad física: color
Universidad del Sagrado Corazón Departamento de Ciencias Naturales PPG "Information Services Change Management Information Services" EJERCICIO Clasifica entre propiedad química o propiedad física: color flamabilidad dureza olor sabor Agua bullendo se convierte en vapor Combustión de madera Fusión de hielo Caimiento de hojas en el otoño 05/28/08 Course Version 8.0

17 RESPUESTAS DE EJERCICIO:
Universidad del Sagrado Corazón Departamento de Ciencias Naturales PPG "Information Services Change Management Information Services" RESPUESTAS DE EJERCICIO: Clasifica entre propiedad química o propiedad física: Color - F Flamabilidad - Q Dureza - F Olor - F Sabor - F Agua bullendo se convierte en vapor - F Combustión de madera - Q Fusión de hielo - F Caimiento de hojas en el otoño - F 05/28/08 Course Version 8.0

18 PROPIEDADES FISICAS INTENSIVAS Y EXTENSIVAS
Universidad del Sagrado Corazón Departamento de Ciencias Naturales PPG "Information Services Change Management Information Services" PROPIEDADES FISICAS INTENSIVAS Y EXTENSIVAS Propiedades intensivas – es una propiedad de materia que es independiente de la cantidad de la sustancia; Ej. Densidad, puntos de ebullición o fusión, temperatura Propiedades extensivas - es una propiedad de materia que es depende de la cantidad de la sustancia; Ej. Masa, volumen 05/28/08 Course Version 8.0

19 Universidad del Sagrado Corazón Departamento de Ciencias Naturales
PPG "Information Services Change Management Information Services" Medidas en la Química involucran… Unidades métricas (metros) Longitud (gramos) Masa Volumen (Litros) Temperatura (Celsius) prefijos Cambian el tamaño de las unidades métricas para obtener igualdades usadas para factores de conversión para cambiar unidades en la solución de problemas Unidades de medidas Tienen figuras significativas que requieren respuestas redondeadas 05/28/08 Course Version 8.0

20 Universidad del Sagrado Corazón
Departamento de Ciencias Naturales PPG "Information Services Change Management Information Services" MEDIDAS EN LA QUIMICA Dado que la química es una ciencia cuantitativa, esta se puede medir y comparar a un estándar que se conoce como el valor de la propiedad. Datos – resultado de un experimento científico Resultados – lo que se obtiene de un experimento Unidad – define la cantidad básica de masa, volumen, tiempo o cualquier cantidad que sea medida; indica el estándar contra una medida de cantidad 05/28/08 Course Version 8.0

21 MEDIDAS EN LA QUIMICA (Cont.)
Universidad del Sagrado Corazón Departamento de Ciencias Naturales PPG "Information Services Change Management Information Services" MEDIDAS EN LA QUIMICA (Cont.) Sistema métrico y Sistema Internacional (SI) de medidas –sus unidades básicas de peso, longitud y volumen son respectivamente: Masa - gramos (g) Longitud - metros (m) Volumen - litros (L) Tiempo - Segundos (s) Temperatura - Celsius (oC) Cualquier subunidad o unidades múltiples contiene una de estas unidades precedidas por un prefijo indicando la potencia de 10 por la cual la unidad base es multiplicada para formar la subunidad o unidades múltiples 05/28/08 Course Version 8.0

22 MEDIDAS EN LA QUIMICA (Cont.)
PPG "Information Services Change Management Information Services" Universidad del Sagrado Corazón Departamento de Ciencias Naturales MEDIDAS EN LA QUIMICA (Cont.) Tabla: Unidades de medidas Medida Métrico SI Longitud Metro(m) Metro (m) Volumen Litro (L) Metro cubico (m3) Masa Gramo (g) Kilogramo (kg) Tiempo Segundos (s) Segundo (s) Temperatura Celsius (oC) Kelvin (K) 05/28/08 Course Version 8.0

23 MEDIDAS EN LA QUIMICA (Cont.)
PPG "Information Services Change Management Information Services" Universidad del Sagrado Corazón Departamento de Ciencias Naturales MEDIDAS EN LA QUIMICA (Cont.) Tabla: Algunos prefijos comunes usados en el sistema métrico Prefijo Múltiplo Decimal mega 106 1,000,000. kilo 103 1,000. deka 101 10. deci 10-1 0.1 centi 10-2 0.01 mili 10-3 0.001 micro 10-6 nano 10-9 05/28/08 Course Version 8.0

24 Sistema ingles de medidas
Universidad del Sagrado Corazón Departamento de Ciencias Naturales PPG "Information Services Change Management Information Services" Sistema ingles de medidas Una característica especial del sistema métrico de unidades es que un prefijo puede unirse a cualquier unidad para aumentar o disminuir su tamaño por algún factor de 10. Si utilizamos el metro como unidad estándar: 1cm = 102 m igualdad 1 + abreviación del prefijo+unidad estándar = valor del múltiplo de la tabla de prefijos que representa centi +la unidad estandar 05/28/08 Course Version 8.0

25 Ejercicios: Igualdades
Universidad del Sagrado Corazón Departamento de Ciencias Naturales PPG "Information Services Change Management Information Services" Ejercicios: Igualdades Utilizando el metro como unidad estándar: determine las igualdades de deci, kilo, mega, mili, micro, mega. Utilizando el gramo como unidad estándar: determine las igualdades de decí, kilo, mega, mili, micro, mega. 05/28/08 Course Version 8.0

26 Sistema ingles de medidas
Universidad del Sagrado Corazón Departamento de Ciencias Naturales PPG "Information Services Change Management Information Services" Sistema ingles de medidas conjunto de unidades no relacionadas funcionalmente; este sistemas es utilizado en US en los negocios y en la industria; sus unidades básicas de peso, longitud y volumen son respectivamente: libras (lb) yardas (yd) galón (gal) 05/28/08 Course Version 8.0

27 MEDIDAS EN LA QUIMICA (Cont.)
PPG "Information Services Change Management Information Services" Universidad del Sagrado Corazón Departamento de Ciencias Naturales MEDIDAS EN LA QUIMICA (Cont.) Tabla: Algunas relaciones comunes usadas en el sistema ingles Unidad Base Conversión Peso 1 libra = 16 onzas 1 tonelada = 2000 libras Longitud 1 pie = 12 pulgadas 1 yarda = 3 pies 1 milla = 5280 pies Volumen 1 galón = 4 cuartos 1 cuarto = 2 pintas 1 cuarto = 32 onzas fluidas 05/28/08 Course Version 8.0

28 MEDIDAS EN LA QUIMICA (Cont.)
PPG "Information Services Change Management Information Services" Universidad del Sagrado Corazón Departamento de Ciencias Naturales MEDIDAS EN LA QUIMICA (Cont.) Tabla: Otras igualdades Unidad Base Conversión Peso 1 libra = 454 gramos 2.2 libras = 1 kilogramo Longitud 1 pulgada = 2.54 centímetros 1 yarda = 0.91 metros Volumen 1 galón = 4 cuartos 1 galón = 2 pintas 05/28/08 Course Version 8.0

29 Factores de Conversión
Universidad del Sagrado Corazón Departamento de Ciencias Naturales PPG "Information Services Change Management Information Services" Factores de Conversión - Utilizados para convertir de una unidad a otra o pasar de un sistema de medicion a otro. Convertir 10 mg a g. Convertir 5 mL a litros. Convertir 15 metros a millas. Convierte 1.5 metros2 a centrimetros2. 1.5 m2 x cm 2 = 1.5 m2 x 104 cm2 = 1.5 x 104 cm2 1 m m2 05/28/08 Course Version 8.0

30 Figuras Significativas
Universidad del Sagrado Corazón Departamento de Ciencias Naturales PPG "Information Services Change Management Information Services" Figuras Significativas cifras significativas (también dígitos significativos) al número de todos los dígitos conocidos reportados en una medida, más el último dígito que es incierto (estimado). 05/28/08 Course Version 8.0

31 Reglas de Figuras Significativas
Universidad del Sagrado Corazón Departamento de Ciencias Naturales PPG "Information Services Change Management Information Services" Reglas de Figuras Significativas Los números diferentes de 0 siempre son significativos.  Ejemplo:  g tiene 6 cifras Los ceros entre números siempre son significativos.  Ejemplo:  208.3g tiene 4 cifras Todos los ceros finales a la derecha del punto decimal son significativos.  Ejemplo:  7.30 g tiene 3 cifras 05/28/08 Course Version 8.0

32 Reglas de Figuras Significativas
Universidad del Sagrado Corazón Departamento de Ciencias Naturales PPG "Information Services Change Management Information Services" Reglas de Figuras Significativas Los ceros que sirven para ubicar el punto decimal no se cuentan. Ejemplo:   g tiene 3 cifras y 5630g también tiene 3 cifras Conviértelos en notación científica y lo verás. Números que resultan de contar o constantes definidas, tienen infinitas cifras significativas.  Ejemplo:  contaste 24 estudiantes, esa medida tiene infinitas cifras porque es un número exacto El numero de dígitos significativos es independiente de la posición del punto decimal. Ejemplo: tiene 4 dígitos significativos al igual que Todos los ceros finales al final de un numero son no significativos si el numero no contiene un punto decimal y son significativos si el punto decimal es indicado. Ejemplo: 100 tiene 1 cifra significativa; 100. tiene 3 cifras significativas 05/28/08 Course Version 8.0

33 Cifras Significativas en cálculos de resultados
Universidad del Sagrado Corazón Departamento de Ciencias Naturales PPG "Information Services Change Management Information Services" Cifras Significativas en cálculos de resultados Al multiplicar o dividir, la respuesta tendrá el mismo número de cifras significativas que el factor que tenga menos cifras. En este caso el volumen tenía 3 cifras y la masa 4 cifras por lo tanto el resultado tendrá 3 cifras. En las sumas y restas, alinea por punto decimal los números y el resultado tendrá tantos lugares decimales como el dato menos exacto (con menos lugares después del punto). Mira el ejemplo:     23.2       ← menos exacto, menos lugares después del punto +  5.455      Respuesta correcta: 59.1 05/28/08 Course Version 8.0

34 Cifras Significativas en cálculos de resultados
Universidad del Sagrado Corazón Departamento de Ciencias Naturales PPG "Information Services Change Management Information Services" Cifras Significativas en cálculos de resultados Densidad = m/V = g /  38.4 cm³ =     = g/cm³     Se redondea al número menor de cifras significativas que es 3 05/28/08 Course Version 8.0

35 Universidad del Sagrado Corazón
Departamento de Ciencias Naturales PPG "Information Services Change Management Information Services" Notación Científica Notación científica – proceso por el cual cualquier numero se puede escribir en potencias de base diez como producto de sus factores; siendo el primer factor un numero entre el 1-9 y el segundo la potencia de base diez Sirve para expresar números grandes en números pequeños Ej. 5.7 x 106 = Ej. 6.5 x 10-3 = 05/28/08 Course Version 8.0

36 Reglas de Notación Científica
Universidad del Sagrado Corazón Departamento de Ciencias Naturales PPG "Information Services Change Management Information Services" Reglas de Notación Científica Para convertir un # mayor que 1 a notación científica, el pto decimal se mueve x espacios hacia la izquierda y el # resultante es multiplicado por 10X. El exponente x es un # positivo (+) igual al # de lugares que se movió el pto decimal Para convertir un # menor que 1 a notación científica, el pto decimal se mueve x espacios hacia la derecha y el # resultante es multiplicado por 10X. El exponente x es un # negativo (-) igual al # de lugares que se movió el pto decimal Ej = 6.2 x 1/1000 = 6.2 x 1/ 103 = 6.2 x 10-3 05/28/08 Course Version 8.0

37 Errores Toda medida tiene un error (o incertidumbre) asociado(a)
Universidad del Sagrado Corazón Departamento de Ciencias Naturales PPG "Information Services Change Management Information Services" Errores Toda medida tiene un error (o incertidumbre) asociado(a) Error- es la diferencia entre el valor verdadero y nuestra estimación, o medida, del valor Cuando se minimiza este error, los datos que se obtienen son reproducibles y validos. Para lograr esto, se deben encontrar las posibles fuentes de error. Existen 2 tipos de errores: aleatorios y sistemáticos 05/28/08 Course Version 8.0

38 Error Aleatorio Siempre presente no se puede evitar
Universidad del Sagrado Corazón Departamento de Ciencias Naturales PPG "Information Services Change Management Information Services" Error Aleatorio Siempre presente no se puede evitar Se puede minimizar promediando Están presentes en toda medida Se manifiesta en dos direcciones 05/28/08 Course Version 8.0

39 Error Sistemático Solo se puede controlar experimentalmente
Universidad del Sagrado Corazón Departamento de Ciencias Naturales PPG "Information Services Change Management Information Services" Error Sistemático Solo se puede controlar experimentalmente No se puede minimizar promediando Produce valores por encima o por debajo del valor aceptado o verdadero. Ej. Balanza no calibrada, mal funcionamiento de los instrumentos de medición, deficiencia en técnicas experimentales, el no controlar variables importantes 05/28/08 Course Version 8.0

40 Incertidumbre absoluta (Ia)
Universidad del Sagrado Corazón Departamento de Ciencias Naturales PPG "Information Services Change Management Information Services" Incertidumbre absoluta (Ia) La Ia de una lectura de volumen hecha con una bureta de 25mL es aproximadamente la mitad del intervalo graduado mas pequeño. 05/28/08 Course Version 8.0

41 Incertidumbre relativa (Ir)
Universidad del Sagrado Corazón Departamento de Ciencias Naturales PPG "Information Services Change Management Information Services" Incertidumbre relativa (Ir) La Ir de una medida es: Ir = Ia valor medido 05/28/08 Course Version 8.0

42 Universidad del Sagrado Corazón
Departamento de Ciencias Naturales PPG "Information Services Change Management Information Services" Precisión y Exactitud Precisión – medida de cuan cerca se encuentra los valores Exactitud – medida de cuan se encuentra el valor medido del valor aceptado 05/28/08 Course Version 8.0

43 Universidad del Sagrado Corazón
Departamento de Ciencias Naturales PPG "Information Services Change Management Information Services" Redondeo de números Cuando el numero a ser eliminado es menor que 5, el numero que le precede no cambiara. Cuando el numero a ser eliminado es mayor que 5 o mayor, el numero que le precede aumenta por una unidad. 05/28/08 Course Version 8.0

44 Universidad del Sagrado Corazón
Departamento de Ciencias Naturales PPG "Information Services Change Management Information Services" Medidas de la materia Peso – considera la fuerza de gravedad; se mide utilizando balanzas Tiempo – se mide en varias unidades como: segundos, minutos, horas,… Temperatura Para establecer una escala de temperatura arbitrariamente set ciertos puntos fijos e incrementos de temperaturas llamados grados. Ej. Temperatura a la que se derrite el hielo Existen tres escalas: Farenheit, Celsius (centigrados) y escala Kelvin (SI). 05/28/08 Course Version 8.0

45 Puntos fijos de temperatura
PPG "Information Services Change Management Information Services" Universidad del Sagrado Corazón Departamento de Ciencias Naturales Medidas de la materia T(K) = T(oC) T(oC) = 5/9 [T(oF) – 32] T(oF) = 9/5 [T(oC) + 32] Puntos fijos de temperatura Fahrenheit Celsius Kelvin Punto de fusion hielo 32oF 0oC 273.15 Punto de ebullicion hielo 212oF 100oC 373.15 05/28/08 Course Version 8.0