UNIDAD 1 CLASE 1.pdf

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UNIDAD 1.0UNIDAD 1.0QUÍMICA TÉCNICAQUÍMICA TÉCNICA

“CLASIFICACIÓN, ESTADOS Y “CLASIFICACIÓN, ESTADOS Y PROPIEDADES DE LA MATERIA”PROPIEDADES DE LA MATERIA”

UNIVERSIDAD DE EL SALVADORUNIVERSIDAD DE EL SALVADORFACULTAD DE INGENIERÍA Y ARQUITECTURAFACULTAD DE INGENIERÍA Y ARQUITECTURA

ESCUELA DE INGENIERÍA QUÍMICAESCUELA DE INGENIERÍA QUÍMICA

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Elaborado por: Ing. Darío Vásquez.

CLASE NO. 1

1.1 Introducción al estudio de la Química.

1.2 Definición y clasificación de la materia.

1.3 Estados de la materia.

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1.1 Introducción al

estudio de la Química.

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1.1 1.1 INTRODUCCIÓN INTRODUCCIÓN AL ESTUDIO DE AL ESTUDIO DE LALAQUÍMICAQUÍMICA

1.1.1 Definición: ¿Qué es la Química?

“Rama de las ciencias naturales que estudia la

materia, a través de sus propiedades químicas y

físicas, explicando, prediciendo y controlando los

cambios químicos y físicos que sufre, y las

variaciones de energía que acompañan a esos

cambios”

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1.1.2 Finalidad de la Química

� Estudiar: Estudia los cambios de la materia,tanto químicos (esenciales) como físicos.

� Investigar: Investiga la manera de cómo lamateria puede identificarse mediante suspropiedades esenciales, y no circunstanciales oaccidentales.

� Crear: Crea otros materiales a partir dematerias primas orgánicas o inorgánicas quepuedan servir para satisfacer necesidadesespecíficas de la humanidad.

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1.1.3 Clasificación de la Química

� Química General: Es la rama principal que la uneal tronco de las ciencias naturales, donde se estudianen forma general todos las especialidades ycaracterísticas de la materia y su comportamiento.

� Química Orgánica: Estudia toda la materiaconstituida por átomos de Carbono, Hidrógeno,Oxígeno y Nitrógeno, mutuamente enlazados y quegeneralmente son o provienen de la materia viviente.

� Química Inorgánica: Estudia todos los materialessin vida o inanimados, minerales, metales, líquidos,gases. Generalmente estos materiales no contienenCarbono ni Hidrógeno.

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1.1.3 Clasificación de la Química

� Química Analítica: Es la rama de la Química queestudia la detección e identificación (QuímicaAnalítica Cualitativa), y la determinación de lascantidades de sustancia química contenida en unaporción de materia (Química Analítica Cuantitativa).

� Química Física o Fisicoquímica: Aplica las leyesde la Física y la Matemática al estudio de la materia ysus propiedades.

� Bioquímica: Estudia los procesos biológicos desde elpunto de vista químico.

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1.2 Definición y

clasificación de la

materia.

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1.2 DEFINICIÓN Y CLASIFICACIÓN DE1.2 DEFINICIÓN Y CLASIFICACIÓN DELA MATERIALA MATERIA

1.2.1 Definición de Materia

“Es todo aquello que tiene masa y que ocupa un lugar en el espacio. Por tener masa, posee

inercia, y por tener un lugar en el espacio, tiene extensión”.

� Masa: Es la cantidad de materia que tiene uncuerpo y tiene que ver mucho con la inercia.

� Inercia: Es la propiedad que tiene los cuerposmateriales a resistirse a modificar su estado dereposo o de movimiento rectilíneo uniforme. 10


1.2.1 Definición de Materia

� Del esfuerzo realizado (F) para vencer y superar esaresistencia a conservar el reposo ( aceleración “a” ) resulta elconcepto de masa, que es una propiedad de la materia.

F α a (1)

� El símbolo “α” significa “ es proporcional a ...”, la ecuación (1)se lee: La fuerza es proporcional a la aceleración. Sinembargo al quitar el signo de proporcionalidad e introducir elsigno “igual”, se debe introducir también una constante y esaes la masa. Así:

F = m.a (2)

� Al despejar la masa de la ecuación (2) resulta:

m = F / a

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Dependiendo cómo se mida la masa, esta puedeser:Masa Inercial yMasa gravitatoria.

� Masa Inercial: Es la medida de la resistencia queexperimenta un cuerpo, que está en reposo sobreuna superficie sin fricción a adquirir unaaceleración “a” en [m/seg2 ], por acción de unafuerza “F” en la que F está en Newtons [N ].

� Masa Gravitatoria: Es la masa de un cuerpodeterminada por comparación con la masa de uncuerpo de masa patrón en un campo gravitacional.

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1.2.2 Clasificación de la Materia

La materia se puede clasificar en: Sustancias Puras y Mezclas.

Sustancia Pura:

“Es una cantidad cualquiera de materia formada por

un mismo tipo de átomos o moléculas que le

proporcionan propiedades que la distinguen. Las

moléculas están compuestas por átomos específicos

en proporciones definidas e invariables”.

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Materia

Sustancia

PuraMezcla

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� Propiedades de una Sustancia Pura:

� Una sustancia pura se puede separar en suscomponentes más simples únicamente por métodosquímicos o nucleares; y no se pueden descomponer pormétodos físicos.

� Las propiedades químicas y físicas de las sustanciaspuras no varían en toda la extensión de la porción demateria.

� La composición química de una sustancia pura es fija yconstante.

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� Clasificación de una Sustancia Pura:

Las sustancias puras se pueden clasificar en Elementos y Compuestos.

� Los Elementos: Son sustancias que no se puedendescomponer en sustancias más simples pormedios químicos y, tradicionalmente, se consideranlas sustancias fundamentales de las cuales secompone la materia. Además, son sustancias purasque están compuestas por una sola clase deátomos. 16



Sustancia

Pura

Elementos Compuestos

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Ejemplos de Elementos:

Sustancia Pura Símbolo Oro Au

Plata Ag

Argón Ar Radón Rn Cloro Cl

Oxígeno O Uranio U

Torio Th

Oro

Plata

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� Los elementos pueden separarse en partes más simples únicamente por métodos nucleares. Por ejemplo:

Uranio� α+2 + Torio

Torio � e- + Paladio

� A la luz de una variedad aparentemente interminable de sustancias en nuestro mundo es, sin embargo, sorprendente que solo haya 109 elementos conocidos que existen en la naturaleza.

� Cada elemento tiene un nombre y un símbolo, y este es la fórmula del elemento.

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� Para definir el símbolo de un elemento se deben seguir las siguientes instrucciones:

� El símbolo será la primera letra mayúscula del nombre. Así: Carbono (C), Flúor (F), Hidrógeno (H), etc.

� Si ya existe el símbolo se utilizarán las primeras dos letras de su nombre, y la segunda letra se escribirá en minúscula. Así: Cobalto (Co), Helio (He), Cloro (Cl), etc.

� Existen ciertos elementos que por su antigüedad de ser conocidos, han formado su símbolo con las dos primeras letras de su nombre en latín o griego. Así: Calcio (Ca) de Calcium, Hierro (Fe) de Ferrum, Sodio (Na) de Natrium, etc.

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� Algunos se han nominado haciendo referencia a su descubridor o al nombre de un científico famoso. Por ejemplo: Curio, Mendelevio, Einstenio, Laurencio.

� Otros se han nominado en honor al nombre del laboratorio o de la ciudad donde se encuentra el laboratorio nuclear donde fueron sintetizados. Por ejemplo: Californio, Berkelio, Wolframio.

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� Clasificación de una Sustancia Pura:

� Los Compuestos: Son sustancias puras que estánformadas por dos o mas elementos unidosquímicamente en proporciones fijas e invariables.

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� Algunas de las propiedades de los compuestos son:

� Solamente pueden descomponerse o modificar su composición atómica en componentes más simples utilizando métodos químicos.

� Las propiedades químicas y físicas de los compuestos no varían en toda la extensión de la porción de sustancia pura.

� Los compuestos poseen una composición elemental definida. Este enunciado pertenece a la “Ley de la Composición Constante” conocido también“Ley de las Proporciones Definidas”, enunciada por Dalton a partir del estudio realizado por Joseph Louis Proust.

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La materia se puede clasificar en: Sustancias Puras y Mezclas.

Mezclas:

“Son porciones de materia que están compuestas por

varias clases de sustancias puras, en proporción

variable, en las que cada una de las sustancias

retienen sus propiedades o su propia identidad

química. La mayoría de muestras de materia en la

naturaleza son mezclas”.24



� Propiedades de una Mezcla:

� Las mezclas pueden separarse en sus componentes pormétodos físicos.

� Pueden formarse mezclas en varias proporciones.

� Cada una de las sustancias que conforman la mezclaretiene sus propiedades.

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� Clasificación de una Mezcla:

Las mezclas se pueden clasificar en Mezclas Homogéneas y Mezclas Heterogéneas.

� Mezclas Homogéneas: Aquellas que tienen igualcomposición y propiedades en toda su extensión; por loque son uniformes en todas sus partes.

� La sal, el azúcar y muchas otras sustancias, sedisuelven en agua para formar mezclas homogéneas.Las mezclas homogéneas también son conocidas comosoluciones.

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Mezcla

Mezcla

Homogénea

Mezcla

Heterogénea

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� Mezclas Heterogéneas: Son aquellas que no tienen lamisma composición y propiedades en todas sus partes ysus componentes son físicamente identificables.

� La arena, las rocas, la madera; no tienen la mismacomposición, propiedades y apariencia en cada parte.

� Fase de una Mezcla Heterogénea: Es la porción deuna mezcla heterogénea físicamente identificable.

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Materia

Mezclas heterogéneas

Materia homogénea

Separación por medios físicos en

Mezclas homogéneasSoluciones

Sustanciaspuras

Separación por medios físicos en

ElementosCompuestos

Separación por medios químicos en

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Materia

Sustancia

Pura

Elementos Compuestos

Mezcla

Mezcla

Homogénea

Mezcla

Heterogénea

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1.3 Estados de la

materia.

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1.3 ESTADOS DE LA MATERIA1.3 ESTADOS DE LA MATERIA

La materia se presenta en la naturaleza normalmente en tres estados físicos: Sólido, líquido y gaseoso.

� El Estado Sólido: Las sustancias son rígidas y tienen forma definida. Su volumen no varía mucho con la presión y la temperatura. Los átomos y las moléculas de un sólido ocupan lugares rígidos en el espacio. Las fuerzas que se ejercen entre molécula y molécula y entre átomo y átomo determinan la dureza y resistencia del sólido.

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� El Estado Líquido: En el estado líquido las partículas individuales están confinadas a un volumen definido y adquieren la forma del recipiente que lo contiene. Son capaces de deslizarse una molécula sobre otra o una lámina de moléculas sobre otra lámina, de tal manera que en su conjunto los líquidos pueden fluir, siendo la fluidez otra de sus principales características. Las fuerzas de atracción entre moléculas de líquido son menores que en los sólidos.

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� El Estado Gaseoso: Los gases son mucho menos densos que los sólidos y los líquidos. Tienden a ocupar el volumen del recipiente que lo contiene. Pueden expandirse hasta el infinito y comprimirse con facilidad. Las moléculas de los gases están muy separadas unas de otras, ya que las fuerzas de atracción entre sus moléculas no existen a bajas presiones y solo aparecen a medianas y altas presiones y bajas temperatura.

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1.3.1 Cambios de la Materia.

Los cambios de la materia son alteraciones en la materia observables por medio de cambios en sus propiedades

químicas o físicas. Estos pueden ser : Cambios Físicos y Cambios Químicos.

� Cambios Físicos: Son aquellos que no modifican la estructura química esencial de la materia, sino solo su apariencia física. Por ejemplo: Evaporación del agua, fusión del hielo, etc.

Todos los cambios de estado (por ejemplo, del líquido al gaseoso, o del líquido al sólido) son cambios físicos. 36


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1.3.1 Cambios de la Materia.

� Cambios Químicos (Reacciones Químicas): Son aquellos que modifican la estructura química esencial de la materia y transforman una sustancia en otra químicamente diferente. Por ejemplo: Explosión de la pólvora, quemar un trozo de leña, encender un cigarrillo, etc.

Los cambios químicos, en algunos casos, son cambios irreversibles.

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