Bases de química general

Presentación del tema: "Bases de química general"— Transcripción de la presentación:

1 Bases de química general

2 Términos importantes Materia : Todo aquello que tiene una masa y ocupa un lugar en el espacio. Masa: Cantidad de materia en un objeto. Sustancia: Es la clase de materia de la que están formados los cuerpos

3 Términos importantes Sustancia pura: Sustancia que no se puede descomponer en otras mediante procedimientos físicos. Elemento: Sustancia pura compuesta por un solo tipo de átomo. Compuesto: Sustancia formada por dos o más tipos de átomos unidos químicamente (moléculas). Posible separar sus componentes por métodos químicos

4 Términos importantes Mezcla: Resultado de la combinación de varias sustancias puras. Posible su separación mediante procedimientos físicos (destilación, evaporación, suspensión y filtración) y mecánicos (decantación, e imantación). Mezcla homogéneas: Componentes no visibles (pe. Soluciones) Mezcla heterogéneas: Componentes visibles

5 Términos importantes Átomo: Bloques constituyentes de la materia, son la unidad más pequeña de un elemento que puede combinarse con otros elementos. Molécula: Entidad compuesta de dos o más átomos, unidos de una manera específica.

6 Materia La química es el estudio de la composición, estructura, propiedades y cambios de la materia. La composición de la materia se relaciona con el tipo de elementos que contiene. La estructura de la materia se relaciona con la forma en que se organizan sus átomos.

7 Estados de la materia

8 Estados de la materia

9 Medidas Sistema internacional (SI) Longitud: Metro (m)
Masa: Kilogramo (Kg) Tiempo: Segundo (s) Temperatura: Kelvin (K) Cantidad de sustancia (mol) Medidas derivadas Volumen: Espacio ocupado por un cuerpo (m3) Densidad: Masa/volumen (Kg/m3)

10 Prefijos usados en medidas

11 Temperatura Cantidad de calor de un cuerpo

12 Temperatura Interrelación de las unidades de medida K= °C + 273.15
°C = (5/9)(°F-32) °F = (9/5)(°C) +32 Ej: 120°C→K K=120°C = °C 120°C→°F °F=(9/5)(120°C) + 32 = 248°C

13 Factores de conversión
Si una mujer tiene una masa de 65Kg, cual es su masa en gramos, y en libras? 1lb=454g 65Kg X 1000g/1Kg = g 65Kg X 1000g/1Kg X 1lb/454g=143,2lb

14 Factores de conversión
¿Cuantas pulgadas mide una varilla de 8m? (1pulg=2.54cm) 1m=100cm 8m X 100cm/1m X 1pulg/2.54cm= 315pulg

15 Factores de conversión
¿Cuál es la masa en gramos de dos pulgadas cúbicas (2 pulg3) de oro, el cual tiene una densidad de 19.3g/cm3. (2.54cm/1pulg) 3 = 16.39cm3/1pulg3 2pulg3 X 16.39cm3/1pulg3 X 19.3g/cm3= 633g

16 Átomo Átomos Núcleo: Concentra la masa del átomo. Periferia
Protones (carga +) Neutrones (sin carga) Periferia Electrones (carga -)

17 Número atómico Número de protones en el núcleo.
Todos los átomos de un elemento dado tienen el mismo número atómico. La masa atómica es la suma del número de protones y neutrones. Isótopos: Átomos del mismo elemento que tienen diferente.

18 La tabla periódica La tabla periódica de los elementos clasifica, organiza y distribuye los distintos elementos químicos, conforme a sus propiedades y características. Los elementos con propiedades similares se sitúan en columnas verticales (Grupo periódico).

19 La tabla periódica

20 Moléculas Los átomos se combinan por enlaces químicos para formar moléculas. Tipos de enlace Enlace iónico: Unión que resulta de la presencia de fuerzas de atracción electrostática entre los iones de distinto signo. Enlace covalente: Unión que resulta cuando dos átomos comparten uno o más pares electrónicos.

21 Enlace iónico

22 Enlace covalente

23 Ecuaciones químicas Las reacciones químicas se representan por ecuaciones químicas.

24 Ley de la conservación de la masa
La masa total de los productos es la misma que la masa total de los reactivos. El mismo número de átomos de cada tipo están presentes antes y después de la reacción. 2H2 +O2 → 2H2O CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O

25 Balanceo de las ecuaciones
Na + H2O → NaOH + H2 2Na + 2H2O → 2NaOH + H2 C2H O2 → CO2 + H2O C2H4 + 3O2 → 2CO2 + 2H2O Al + HCl → AlCl3 + H2 2Al + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2

26 Escala de masa atómica Unidad de masa atómica: Unidad utilizada para la medición de la masa de los átomos y moléculas. 1u.m.a = X 10-24g Elemento Masa atómica (u.m.a) Hidrógeno (H) Oxígeno (O) Nitrógeno (N) Sodio (Na) Plata (Ag)

27 Peso molecular Es la suma de los pesos atómicos de cada átomo en su formula química. ¿Acido sulfúrico H2SO4? (H=1, S=32, O=16) H= 1 X 2 = 2 u.m.a S= 32 X 1 = 32 u.m.a O= 16 X 4 = 64 u.m.a H2SO4 = = 98 u.m.a

28 Peso molecular C=12, H=1, O=16, Ca=40, N=14 Rta. C12H22O11 = 342 uma
Calcular el peso molecular de la A) Sacarosa, C12H22O11 B) Nitrato de calcio, Ca(NO3)2 C=12, H=1, O=16, Ca=40, N=14 Rta. C12H22O11 = 342 uma Ca(NO3)2 = 164uma

29 Mol Cantidad de materia que contiene tantos objetos (átomos, moléculas, etc.) como el número de átomos en exactamente 12g de carbono. Número de Avogadro: 6.02 X 1023 1mol de C = 6.02 X 1023 átomos de C 1mol de H2O = 6.02 X 1023 moléculas de H2O

30 Masa molar La masa en gramos de una mol de atomos (o moléculas) de algún elemento (o compuesto). La masa de un solo átomo de un elemento (en amu) es numéricamente igual a la masa (en gramos) de 1 mol de atomos de ese elemento. 1 átomo de C pesa 12amu→1mol de C pesa 12g. 1átomo de Mg pesa 24amu→1mol de Mg pesa 24g. 1 molécula de H2O pesa 18amu →1mol de H2O pesa 18g

31 Masa molar Calcular el número de moles de glucosa, C6H12O6, en 5.380g de esa sustancia. Rta. 0,03mol de C6H12O6 ¿Cuantas moles de NaHCO3, hay en 508g de esa sustancia? Rta. 6,05mol de NaHCO3 C=12, H=1, O=16, Na=23.

32 Masa molar Calcular la masa, en gramos, de 0.433moles de nitrato de calcio, Ca(NO3)2 Rta. 71.1g de Ca(NO3)2 ¿Cuál es la masa en gramos de 6.33moles de NaHCO3? Rta. 532g de NaHCO3 Ca=40, C=12, H=1, O=16, Na=23, N=14.

33 Soluciones Mezclas homogéneas de dos o más sustancias
Solvente: Componente presente en mayor cantidad. Solutos: Componentes disueltos en el solvente.

34 Compuestos iónicos en agua

35 Compuestos moleculares en agua

36 Electrolitos Sustancias que en soluciones acuosas contienen iones y de esa forma conducen electricidad (Ej. Sal).

37 Solución saturada Una solución saturada es la que contiene el máximo nivel de soluto que puede disolverse en un volumen de disolvente dado. Una solución sobresaturada contiene más soluto del que puede ser disuelto en el disolvente. Una solución insaturada es aquella que tiene capacidad para disolver más soluto.

38 Solución saturada

39 Solubilidad La solubilidad es la cantidad de soluto necesaria para formar una solución saturada en una cantidad dada de solvente.

40 Medidas de la concentración de soluto

41 Concentración Una solución es realizada por la disolución de 13.5g de glucosa, C6H12O6, en 0.100Kg de agua. ¿Cuál es el porcentaje en masa de soluto en esta solución? (dens. H2O=1g/mL) Rta. 11.9% Calculé el porcentaje en masa de NaCl en una solución que contiene 1.50g de NaCl en 50.0g de agua. Rta. 2.91%

42 Concentración Una solución es realizada por la disolución de 4.35g de glucosa, C6H12O6, en 25mL de agua. Calcular la molalidad de glucosa en la solución (C=12, O=16, H=1, dens. H2O=1g/mL). Rta molal Calculé la molaridad de una solución hecha por la disolución de 23.4g de sulfato de sodio, Na2SO4, en suficiente agua para formar una solución de 125mL (Na=23, S=32, O=16). Rta Molar

43 Concentración ¿Cuantos gramos de Na2SO4 hay en 15mL de una solución 0.50M? (Na=23, S=32, O=16) Rta. 1.1g ¿Cuántos mililitros de solución Na2SO4 0.50M se necesitan para suplir 0.038moles de esta sal? Rta. 76mL

44 Agua

45 Agua

46 Molécula de agua

47 Puentes de hidrógeno

48 Puentes de hidrógeno Interacciones débiles generadas por la polaridad de moléculas que contienen enlaces entre O-H, N-H, y F-H. Duran segundos. El efecto acumulativo de muchos puentes de hidrógeno, puede ser enorme. Tiene de 5 a 10% de la fuerza de un enlace covalente. El agua genera una gran cantidad de puentes de hidrogeno entre sus moléculas y con moléculas de otros compuestos.

49 Propiedades del agua generadas por los puentes de hidrógeno
Cohesión Alto calor específico Alto calor de vaporización Baja densidad del agua Alta polaridad

50 H2O: Cohesión Atracción entre moléculas de agua

51 H2O: Cohesión Genera la alta tensión superficial del agua

52 H2O: Adhesión Atracción a otras moléculas diferentes al agua (Ej. Capilaridad)

53 H2O: Adhesión

54 H2O: Alto calor específico
Calor específico: Cantidad de calor que debe ser absorbida o perdida por 1g de sustancia para cambiar su temperatura en 1°C. Entre mayor polaridad, mayor calor específico. De 0 a 100°C, solo se rompe el 20% de los puentes de hidrógeno. Alta retención de calor.

55 H2O: Alto calor de vaporización
Enfriamiento de las superficies corporales.

56 H2O: Baja densidad

57 Poderoso solvente

58 Ionización del agua Algunas veces los enlaces covalentes del agua, se rompen espontáneamente. Sucede en1 de cada 550 millones de moléculas de H2O. H2O → OH- + H+ A 25°C, 1L de H2O tiene 10-7 moles de iones H+ y 10-7 moles de iones OH-.

59 Ionización del agua

60 pH pH=-log[H+] En el agua que tiene 10-7 moles H+, pH=-log[10-7]=7
pH 7 es el pH neutro, donde hay una concentración igual de OH- y H+. El pH fisiológico es cercano a 7.

61 pH

62 Acidos Sustancias que son capaces de disolverse en agua, donando iones hidrogeno, y por lo tanto aumentando la concentración de H+. HCl → H+ + CL- H2SO4 → H+ + HSO4- HSO4 → H+ + SO42- Soluciones ácidas tienen un pH inferior a 7

63 Bases Son sustancias capaces de disolverse en agua, que aceptan (reaccionan con) iones H+. Los iones OH- son básicos porque ellos reaccionan con iones H+ para formar agua OH- + H+ → H2O NaOH → Na+ + OH- NH3 + H20 → NH4+ + OH- Soluciones básicas tiene pH mayor a 7.

64 Buffers Sustancia que actúa como reservorio de H+
Dona H+ a la solución cuando su concentración baja Toma H+ cuando su concentración sube.

65 Buffer en sangre

66 Carbono Puede formar cuatro enlaces covalentes

67 Carbono Puede formar enlaces entre sí

68 Grupos funcionales