Fundamentos de la Química

Fundamentos de la Química

• La química es una ciencia que explica el funcionamiento del universo, presente en nuestra vida diaria desde la comida hasta la tecnología.
• El conocimiento científico en química es objetivo, sistemático, verificable, falsable y predecible. Esto se basa en hechos, evidencia y organización coherente, permitiendo predecir resultados.
• Un ejemplo de conocimiento químico es la tabla periódica de Dmitri Mendeléyev, que predijo elementos aun no descubiertos.

Método Científico en Química

• El método científico es fundamental en la investigación química, con pasos como:
  • Observación de fenómenos.
  • Formulación de hipótesis, explicaciones tentativas.
  • Experimentación para probar hipótesis.
  • Análisis de datos para modificar o confirmar hipótesis.
  • Conclusiones respecto a la hipótesis.
  • Comunicación de hallazgos para revisión y replicación.

Propiedades de los Materiales

• Las propiedades de los materiales se clasifican en dos tipos: físicas y químicas.

• Propiedades Físicas: se miden sin cambiar la composición química.

  • Densidad: relación masa-volumen (ej. plomo más denso que el aluminio).
  • Punto de Fusión y Ebullición: temperaturas de cambio de estado (ej. agua hierve a 100°C).
  • Solubilidad: capacidad de disolverse en otra sustancia (ej. sal en agua).
  • Conductividad: capacidad de conducir electricidad o calor (ej. cobre es buen conductor).
  • Color y Apariencia: características visuales para identificar sustancias (ej. azufre amarillo).

• Propiedades Químicas: describen la capacidad de reaccionar para formar nuevas sustancias.

  • Reactividad: tendencia a participar en reacciones químicas (ej. sodio reacciona con agua).
  • Acidez/Basicidad (pH): medida de la concentración de iones de hidrógeno (ej. vinagre ácido, bicarbonato básico).
  • Oxidación/Reducción: procesos de ganancia/pérdida de electrones (ej. hierro se oxida).
  • Inflamabilidad: capacidad de arder en presencia de oxígeno (ej. gasolina inflamable).

Cambios Físicos y Químicos

• Los cambios en los materiales pueden ser físicos o químicos.
• Cambios Físicos: alteran la forma o estado sin cambiar la composición química. Ejemplos: cambio de estado (hielo -> agua), disolución (azúcar en agua), deformación mecánica. Son reversibles.
• Cambios Químicos: implican la formación o ruptura de enlaces químicos, creando nuevas sustancias con diferentes propiedades. Ejemplos: combustión (madera quemada), oxidación (hierro oxidado), digestión, fermentación. Son irreversibles.
• Indicadores de Cambio Químico:
  • Cambio de color.
  • Formación de gas.
  • Liberación o absorción de energía.
  • Formación de un precipitado (sólido insoluble).

Conservación de la Masa

• La Ley de Conservación de la Masa establece que la masa total de los reactivos es igual a la masa total de los productos en una reacción. La materia no se crea ni se destruye.
• El experimento con vinagre y bicarbonato de sodio demuestra esta ley al pesar el sistema antes y después de la reacción química.
• Implicaciones de la Ley de Conservación de la Masa:
  • Balance de ecuaciones químicas.
  • Cálculo de cantidades en reacciones.
  • Procesos industriales y ambientales.