QUÍMICA GENERAL

PRIMERA SEMANA MATERIA Y ENERGÍA

QUÍMICA Linus Pauling Premio Nobel en Química (1954) Premio Nobel de la Paz (1962) “La Química es la ciencia de las sustancias: su estructura, sus propiedades , y las reacciones que las transforman en otras sustancias ”

La química es una ciencia que estudia la materia…

¿Dónde hay materia?

M A T E R I A La materia puede definirse como aquello que existe en el universo, que tiene masa y por tanto ocupa un lugar en el espacio Elemento.- Sustancia simple que no puede descomponerse, formado por átomos idénticos (Hidrogeno H, Nitrogeno N, etc). Compuestos.- Son aquéllos formados por dos o mas elementos y se pueden separar por medios químicos (Ejemplo: Agua H2O) Mezcla.- Combinación de dos o mas sustancias en las que cada uno conserva su propia identidad química y por ende sus propiedades. Las mezclas pueden ser homogéneas o heterogéneas Mezclas Heterogéneas (Ejemplos: Arena, Rocas, madera); éstas pueden ser separadas por métodos mecánicos tales como: selección o tamizado, gravedad o decantación, centrifugación, filtración, etc. Mezclas Homogéneas (Ejemplos: El aire formado N2, O2 y otras sustancias, sal + agua, etc.), pueden ser separadas mediante métodos físicos tales como: destilación, precipitación, adsorción, sublimación, disolución, flotación, etc.

EJERCICIOS Amalgama Agua Amoniaco Helio Agua de mar Aire Petróleo 1. Indique si los siguientes materiales corresponden a un elemento, compuesto, mezcla homogénea o heterogénea. Amalgama Agua Amoniaco Helio Agua de mar Aire Petróleo Licor Cobre Vapor de agua

ESTADOS DE LA MATERIA SÓLIDO LÍQUIDO GASEOSO PLASMÁTICO

SÓLIDO FA > FR Forma y volumen definido Las partículas sólo experimentan movimiento vibracional. Son incompresibles.

LÍQUIDO FA = FR Volumen definido y forma variable. Las partículas experimentan movimientos de vibración y traslación. Son incompresibles

GASEOSO FA < FR Forma y volumen indefinido. Las partículas experimentan movimiento de vibración, translación y rotación. Son altamente compresibles.

PLASMÁTICO Requiere altas temperaturas (>20 000 ºC). Conformado de una mezcla de moléculas y átomos ionizados, así como también de electrones libres. Es habitual en el sol y demás estrellas, así como también en la formación de volcanes.

Cambios de estado CAMBIOS DE ESTADO Sublimación Vaporización Fusión Evaporación Sólido Líquido Gaseoso Solidificación Condensación licuación Sublimación inversa

Sublimación o sublimación progresiva Sólido Líquido Gas fusión Sublimación o sublimación progresiva solidificación evaporación o ebullición sublimación inversa o regresiva condensación o licuefacción Final Inicial

PROPIEDADES DE LA MATERIA - P. GENERALES O EXTENSIVAS (Dependen de la cantidad de sustancia; ejm: masa, volumen, inercia, extensión, impenetrabilidad, atracción etc.) P. FÍSICAS (Sin modificar - P. PARTICULARES O INTENSIVAS Su composición) (Independiente de la cantidad de sustancia; ejm: tenacidad, dureza, maleabilidad, ductibilidad, elasticidad, etc.) P. QUÍMICAS (Modifican su composición)

CAMBIOS DE LA MATERIA *C. FÍSICO: no altera la composición de la materia. Ejm: rotura de un vidrio, congelación de líquidos, deformación de una pelota de hule, etc. *C. QUÍMICO: altera la composición de la materia, obteniendo nuevas sustancias (reacciones químicas). Ejm: fermentación de la chicha de jora, combustión de la gasolina, etc.

La evaporación del agua en un lago El enmohecimiento del hierro 2. Indique si el tipo de cambio o transformación es física (F) o química (Q) Estirar una liga La evaporación del agua en un lago El enmohecimiento del hierro Freír un huevo Transformación de la tiza a polvo

ENERGÍA “Capacidad de la materia para efectuar trabajo” Clases: Energía cinética, potencial, mecánica, eléctrica, nuclear, luminosa, radiante, etc.

RELACIÓN “MASA Y ENERGíA” * LEY DE CONSERVACIÓN DE LA MATERIA (LAVOISER) “En toda reacción química la masa se conserva, es decir, la masa consumida de los reactivos es igual a la masa obtenida de los productos”. LEY DE CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA (JOULE) “la cantidad total de energía en cualquier sistema aislado (sin interacción con ningún otro sistema) permanece invariable con el tiempo, aunque dicha energía puede transformarse en otra forma de energía.”

Ley de conservación de la materia y energía o de la Ley de conservación de la materia y energía o de la masa (Albert Einstein - 1905) “ la masa de toda la materia y la masa equivalente de toda la energía en el universo permanecen constante”. E= m.c2 Donde: E = energía (joule: Kg.m2/s2 o ergio: g.cm2/s2) m = masa (kg o g) c = velocidad de la luz: 3x108m/s o 3x1010cm/s)

3. ¿Cuál es la energía, en joules y en ergios, que se obtiene al desintegrarse 0.005 g de una sustancia radioactiva? E = m.c2

CALOR Y TEMPERATURA CALOR .- El calor es un tipo de energía que puede ser generado por reacciones químicas (como en la combustión), reacciones nucleares (como en la fusión nuclear), disipación electromagnética (como en los hornos de microondas) o por disipación mecánica (fricción). El calor puede ser transferido entre objetos por diferentes mecanismos, entre los que cabe reseñar la radiación, la conducción y la convección, TEMPERATURA.- Es una magnitud escalar referida a las nociones comunes de calor o frío. Por lo general, un objeto más "caliente" tendrá una temperatura mayor.

ESCALAS TERMOMÉTRICAS Grado Pto. de Congelación del H2O Pto. de ebullición del H2O Celsius o Centígrado (°C) 0° C Kelvin (°K) 273 °K 373 °K Fahrenheit (°F) (Mas usada en EEUU) 32 ° F OC OF - 32 OK - 273 OR - 492 ---- = --------- = -------------- = ------------- 5 9 5 9

Grados F = (9/5)*(grados C)+32 Grados C = (5/9)*( grados F-32) ./… Conversión de valores de temperaturas La escala Celsius y la escala Kelvin tiene una transformación muy sencilla: grados K = 273. + grados C En la transformación de grados centígrados a grados Fahrenheit debes tener en cuenta que cada grado centígrado vale 1,8 ºF. Por lo tanto debes multiplicar los grados centígrados por 1,8 que equivale a 9/5 . Como el cero Celsius corresponde al 32 Fahrenheit debes sumar 32: Grados F = (9/5)*(grados C)+32 Para la transformación inversa se despeja y queda: Grados C = (5/9)*( grados F-32)