IMPORTANCIA DE LAS MEDICIONES EN QUÍMICA 27 DE MARZO 2013 Profesor: CRISTIAN LEDEZMA CARVAJAL 2013.

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1 IMPORTANCIA DE LAS MEDICIONES EN QUÍMICA 27 DE MARZO 2013 Profesor: CRISTIAN LEDEZMA CARVAJAL 2013

2 2 Valorar la importancia de las mediciones en Química para resolver problemas medioambientales OBJETIVO DE LA PRESENTACIÓN Química I

3 3 ¿POR QUÉ SON IMPORTANTES LAS MEDICIONES EN QUÍMICA? Química I

4 4 LA CONTAMINACIÓN… ¿CÓMO PODEMOS MEDIRLA?

5 Ejemplo de un resultado de aprendizaje Competencia Monitorear contaminantes existentes en el aire en una planta de electro-obtención de cobre Desempeños Diseñar un sistema de monitoreo para un contaminante peligroso Objetivos 1.Identificar los requerimientos que se necesitan para trabajar en condiciones de seguridad 2.Definir los contaminantes que se van a monitorear 3.Medir la cantidad de contaminante en la planta 4.Realizar las conversiones de unidad que sean necesarias para comparar las mediciones con la norma Química I5

6 6 COMPETENCIA GENÉRICA El alumno (a) desarrollará la capacidad de aplicar la Química como herramienta para razonar de manera lógica deductiva e inductiva adquiriendo comprensión científica y razonamiento lógico, para resolver problemas relacionados con la prevención y el medioambiente

7 Química I7 RESULTADOS DE APRENDIZAJE: Los alumnos al finalizar el curso deberán ser capaces de: 1.Describir las unidades más utilizadas para realizar mediciones en química 2.Convertir una unidad en otra utilizando el método del factor de conversión de unidades y el análisis dimensional 3.Analizar mediciones de contaminantes y convertir unidades usando el análisis dimensional IMPORTANCIA DE LAS MEDICIONES

8 Química I8 SABER SER 1.Promover en el alumno la responsabilidad activa de su propio aprendizaje 2.Desarrollar actitudes, habilidades de diálogo y creatividad para efectuar la búsqueda de información 3.Cultivar la capacidad de identificar y jerarquizar los temas de aprendizaje en función del diagnóstico de sus propias necesidades de aprendizaje 4.Involucrar al alumno en un grupo de trabajo colaborativo para poder identificar, analizar y solucionar algún problema

9 Química I9 FOCALICEMOS EL TEMA:  “LAS MEDICIONES EN QUÍMICA” EXPLORACIÓN CONCEPTUAL  Escriban el máximo de conceptos relacionados con el tema. Tienen 2 minutos REFLEXIÓN ¿Qué son las mediciones? ¿Cuántas unidades de medida conozco? ¿Qué se mide en Química? ¿Cómo se mide? ¿Es difícil realizar mediciones en química? ¿Debo aprenderme todas las unidades de medición usadas en Química? ¿Qué tipo de mediciones se realizan en el medioambiente y cómo se relacionan con Ingeniería ?

10 Química I10 MEDICIONES EN QUIMICA SISTEMA DE UNIDADES PRECISIÓN SUSTANCIA VOLUMEN TEMPERATURA FACTOR DE CONVERSIÓN pH MASA SISTEMA INTERNACIONAL MOL Las mediciones químicas sirven para darle una valor numérico a la cantidad de alguna sustancia, como por ejemplo la masa, la temperatura. Para esto se ocupa el sistema internacional de medidas, con unidades especificas como el mol, kilogramo, Kelvin, metro, entre otras. Para realizar estas mediciones se utilizan instrumentos de medición tales como: balanzas, termómetro, etc Explicación:

11 Química I11 LA MEDIDA, es un procedimiento de comparación entre una cantidad desconocida con una cantidad conocida Una medida consta de dos partes, un número y una unidad, por ejemplo: La masa de un objeto: 70 kg número unidad ¿QUÉ ES UNA MEDIDA?

12 Química I12 SISTEMA INTERNACIONAL DE UNIDADES En este sistema son siete las unidades básicas: 1. Metro (m)unidad de longitud 2. Kilogramo (kg)unidad de masa 3. Segundo (s)unidad de tiempo 4. Kelvin (K)unidad de temperatura 5. Mol (mol)unidad de materia 6. Amperio (A)unidad de corriente 7. Candela (cd)unidad de intensidad luminosa

13 © 2009, Prentice-Hall, Inc. SISTEMA MÉTRICO Son prefijos que convierten la unidad base en unidades que son apropiadas para el ítem que está siendo medido Química I13

14 Química I14 PREFIJOS USADOS EN EL SISTEMA MÉTRICO Prefijosímbolo significado matemático tera T 1.000.000.000.000 (10 12 trillón) giga G 1.000.000.000 (10 9 billón) mega M 1.000.000 (10 6 millón) kilo k 1.000 (10 3 mil) hecto h100 (10 2 cien) deca da 10 (10 diez) 1 (10 0 ) deci d 0,1 (10 -1 décima) centi c 0,01 (10 -2 centésima) mili m 0,001 (10 -3 milésima) micro  (mu) 0,000001 (10 -6 millonésima) nano n 0,000000001 (10 -9 billonésima) pico p 0,000000000001 (10 -12 trillonésima)

15 © 2009, Prentice-Hall, Inc. VOLUMEN : Medición de un espacio tridimensional. La unidad métrica más usada para el volumen es el litro (L) y el mililitro (mL).  Un litro (L), es un cubo de 1 dm por cada lado.  Un mililitro, (mL) es un cubo de 1 cm por cada lado. 15

16 TEMPERATURA Por definición, la temperatura es una medida de la energía cinética promedio de las partículas en una muestra Química I16

17 El Kelvin es la unidad SI de la temperatura Se basa en las propiedades de los gases No hay temperaturas Kelvin negativas K =  C + 273,15 TEMPERATURA Química I17

18 © 2009, Prentice-Hall, Inc. La escala Farenheit no es usada en mediciones científicas  F = 9/5(  C) + 32  C = 5/9(  F − 32) TEMPERATURA Química I18

19 © 2009, Prentice-Hall, Inc. La densidad es una propiedad física de una sustancia d = mVmV DENSIDAD Química I19

20 Química I20 EQUIVALENCIAS DE UNIDADES Algunas equivalencias básicas, son: 1 metro= 100 cm1 g= 10 -3 kg 1 nm= 10 -9 m1 L= 10 3 mL 1 pulg= 2,54 cm1 mL= 1 cm 3 = 1 cc 1 cal= 4,184 J0 ºC= 273,15 K 1 mm Hg = 1 torr1 dL= 100 mL 1 atm= 1,01325 x 10 5 Pa1 erg= 10 -7 J 1 atm= 760 mm Hg1 mol= 1000 mmol

21 UNIDADES MÁS USADAS Masa: kg, g, mg, ng Volumen: m 3, L, mL Presión: atm, mm Hg, Pa, Torr Temperatura: °C, K Cantidad de materia: mol Concentración: g/L, mg/L, g/mL, mg/mL, g/m 3, mg/m 3, etc Caudal: L/día, L/hr, L/min, L/s Energía: J/mol, kJ/mol, cal/mol, kcal/mol Constante de los gases: R = 0.082 [L atm] / [mol K] Química I21

22 Química I22 FACTOR DE CONVERSIÓN Y ANÁLISIS DIMENSIONAL Un factor de conversión, es un cuociente que especifica cómo una unidad de medida está relacionada con otra Los factores de conversión se utilizan para cambiar las unidades asociadas de un número a otras

23 Química I23 unidad deseada unidad dada x = unidad dada factor de conversión Los factores de conversión son derivados de las relaciones de equivalencias entre dos unidades

24 Química I24 Por ejemplo, se tiene la siguiente equivalencia: 1 dL = 100 mL Los factores de conversión que relacionan a estas unidades son: 1 dL 100 mL 100 mL 1 dL y

25 © 2009, Prentice-Hall, Inc. Usamos el análisis dimensional para convertir una cantidad en otra Comúnmente el análisis dimensional utiliza factores de conversión de unidades (por ej., 1 pulg. = 2,54 cm) 1 pulg. 2,54 cm 1 pulg. o ANÁLISIS DIMENSIONAL Química I25

26 © 2009, Prentice-Hall, Inc. Use la forma del factor de conversión que coloca la unidad buscada en el numerador Recuerde que el factor de conversión es el cuociente entre la unidad deseada y la unidad dada Unidad dada  Unidad deseada Unidad deseada Unidad dada Factor de conversión ANÁLISIS DIMENSIONAL Química I26

27 © 2009, Prentice-Hall, Inc. Por ejemplo, para convertir 8,00 m a pulgadas  convierta m a cm  convierta cm a pulg. 8,00 m 100 cm  1 m  1 pulg. 2,54 cm  315 pulg. ANÁLISIS DIMENSIONAL Química I27

28 ACTIVIDAD DE CIERRE Desarrolle cada una de las siguientes actividades: 1.Con los factores de conversión adecuados realice las siguientes conversiones: a) 258 pulg a m b) 450 m a nm c) 35 m 3 a mL d) 175 g/L a kg/mL e) 230 L/min a mL/hr 2.Una empresa descarga u RIL a un río con un caudal de 120 L/min. Transforme esta cantidad a: a) m 3 /s b) mL/hr c) L/hr Química I28 ACTIVIDAD DE CIERRE

29 Química I29 a)¿Qué cantidad de aspirina, expresada en miligramos,hay en las dos tabletas? b)¿Cuál es la dosis de aspirina expresada en miligramos por kilo de peso? c)Con esta dosis diaria de tabletas de aspirina, ¿cuántos días tardaría en consumir 1,0lb de aspirna? CHEQUEANDO EL APRENDIZAJE Una unidad de masa que no es SI, utilizada en farmacia, es el gramo.Una tableta de asprina contiene 5,0 g. de aspirina.Un paciente artrítico de 155 lb de peso toma dos tabletas de aspirina diarias.

30 Química I30 CHEQUEANDO EL APRENDIZAJE El metanol(alcohol de madera) puede usarse como combustible para automóviles,ya sea en estado puro o mezclado con gasolina.Algunos parques de automóviles, como los autobuses municipales, se han modificado para quemar combustibles que contienen metanol.Estos combustibles también se utilizan en autos de carreras. Sin un automóvil modificado para utilizar una mezcla de 85,0% de metanol y 15% de gasolina,recorre 25,5mi/gal. Este combustible tiene una densidad de 0,775g/mL. a)¿Cuántas millas recorre el automóvil? b)Determine el volumen de combustible consumido expresado en galones. c)Determine los gramos de combustible consumidos. d)¿Cuántos Kilogramos de metanol consume el automóvil en un recorrido de 808km?