Unidad 1. La Química y las mediciones. PDF

15/12/2022 Unidad 1 LA QUÍMICA Y LAS MEDICIONES Prof. Mayra García 1 ¿Por qué estudiar Química? Porque permite conocer el mundo y su funcionamiento 2 1 ...

15/12/2022 Unidad 1 LA QUÍMICA Y LAS MEDICIONES Prof. Mayra García 1 ¿Por qué estudiar Química? Porque permite conocer el mundo y su funcionamiento 2 1  15/12/2022 La Química es la ciencia que estudia la materia y los cambios que experimenta 3 La materia es todo lo que ocupa un lugar en el espacio y que tiene masa. Clasificación de la materia Materia Procesos físicos Sustancia Mezcla Reacciones Mezcla Elemento Compuesto Mezcla homogénea heterogénea químicas (soluciones) 4 2  15/12/2022 ❑ Una sustancia es una forma de materia que tiene una composición definida y propiedades características. No se puede separar por métodos físicos ejemplos: agua, amoniaco, sacarosa, oro, oxígeno ❑ Un elemento es una sustancia que no se puede separar en sustancias más simples por medios químicos. Se han identificado 118 elementos 92 elementos se encuentran en forma natural en la Tierra oro, aluminio, plomo, oxígeno, carbono el resto se ha obtenido por medios científicos tecnecio, americio 5 6 3  15/12/2022 7 La partícula más pequeña de un elemento que conserva su identidad cuando se somete a cambios físicos y químicos se llama átomo. Los átomos se componen principalmente de tres partículas fundamentales: protón,,electrón y neutrón ¿Qué son los símbolos químicos? Signos abreviados para identificar elementos y compuestos químicos en sustitución de sus nombres H, O, N, F, I algunos elementos se escriben con una letra y ésta debe ser mayúscula Ejemplos: Na, Ca, Cl, Fe, Al cuando tienen dos letras, la segunda es minúscula 8 4  15/12/2022 La molécula es la partícula mas pequeña que presenta todas las propiedades físicas y químicas de una sustancia y se encuentra formada por dos átomos o más. Los átomos pueden ser del Los átomos pueden ser de mismo elemento elementos diferentes O2, H2, N2, Br2, Cl2, O3 ……… CO, HCl, NH3, H2O….. Un ion es una partícula cargada constituida por un átomo o molécula que no es eléctricamente neutra. Se producen por la ganancia o pérdida de electrones. 9 Los iones cargados positivamente se conocen como cationes Resultado de la pérdida de electrones Los iones cargados negativamente se conocen como aniones Resultado de la ganancia de electrones Un ion conformado por un solo átomo se denomina: ion monoatómico: Na+, Cl-, Mg2+, O2-, Al3+, N3- Un ión conformado por dos o más átomos se denomina: ion poliatómico: NH4+, CN-, CO32-, PO43- 10 5  15/12/2022 FÓRMULAS QUÍMICAS Expresan la composición de las moléculas y los compuestos por medio de los símbolos químicos FÓRMULAS EMPÍRICAS FÓRMULAS MOLECULARES 11 Ecuación química: Utiliza las fórmulas químicas para mostrar en una reacción química las sustancias que se combinan y las que se producen Un caso general de ecuación química sería:: aA + bB → cC + dD 12 6  15/12/2022 ESTADOS DE LA MATERIA 13 PROPIEDADES CARACTERÍSTICAS DE GASES, LÍQUIDOS Y SÓLIDOS Movimiento de Forma/volumen Densidad Compresibilidad las moléculas Compuestos de Adoptan forma y Muy átomos o moléculas volumen del recipiente Baja GAS compresibles en constante que los contiene movimiento al azar Volumen propio pero Constante movimiento Ligeramente LÍQUIDO adopta la forma del Alta al azar, pero el espacio compresibles recipiente libre es menor Casi Oscilan o vibran Tiene forma y Alta SÓLIDO incomprensibles respecto a puntos volumen propios fijos 14 7  15/12/2022 El plasma es un estado fluido similar al estado gaseoso pero en el que determinada proporción de sus partículas están cargadas eléctricamente. Es el estado más frecuente en el Universo. 15 Ej: Volumen, masa, densidad, dureza, Ej: Fotosíntesis, combustión, cocción, cambios de estado, puntos de fusión y digestión, pH, estado de oxidación, ebullición, procesos de dilución y cualquier otra reacción química disolución, color. 16 8  15/12/2022 V=2L + = T = 25°C 1L 1L 25°C 25°C 17 EJERCICIO DE PRÁCTICA Identifique las siguientes formas de la materia como elementos, compuestos, mezclas homogéneas (soluciones) o mezclas heterogéneas. Marque con una cruz según considere. Forma de la materia Elemento Compuesto M. homogénea M. heterogénea jugo de manzana metano (CH4) concreto ozono (O3) agua destilada azufre (S8) bronce nitrato de amonio (NH4NO3) agua del grifo acero 18 9  15/12/2022 EJERCICIO DE PRÁCTICA ¿Cuáles de las siguientes considera propiedades físicas o químicas de la materia? Propiedad Física Química Fusión del hierro La lana de acero arde en el aire Un tipo de acero muy duro contiene 95% de hierro, 4% de carbono y 1% de otros elementos La densidad del oro es 19.3 g/mL Cocción de un huevo Estirar una liga Romper un papel El hierro se disuelve en ácido clorhídrico con desprendimiento de hidrógeno gaseoso. Digestión de la comida Condensación del rocío 19 MEDICIONES Unidades SI básicas Cantidad fundamental Nombre de la Símbolo unidad Longitud metro m Masa kilogramo kg Tiempo segundo s Corriente eléctrica ampere A Temperatura kelvin K Cantidad de sustancia mol mol Intensidad luminosa candela cd 20 10  15/12/2022 Prefijos utilizados con unidades SI Prefijo Símbolo Significado Tera- T 1012 Giga- G 109 Mega- M 106 kilo- k 103 deci- d 10-1 centi- c 10-2 mili- m 10-3 micro- m 10-6 nano- n 10-9 pico- p 10-12 21 PRINCIPALES MAGNITUDES Masa: Medida de la cantidad de materia. La unidad SI es el kilogramo (kg) 1 kg = 1000 g = 103 g Volumen: Espacio ocupado por un cuerpo. La unidad SI es el metro cúbico (m3) 1 m3 = 1000 L 22 11  15/12/2022 1 cm = 10-2 m (1 cm)3 = (10-2 m)3 1 cm3 = 10-6 m3 23 Densidad: Masa por unidad de volumen 𝑚 𝑑= La unidad SI es kilogramo por metro cúbico (kg/m3) 𝑉 Otra forma común de expresar g/cm3 Gravedad específica (Ge): Cociente obtenido de la división de la densidad de una sustancia entre la densidad de otra sustancia patrón tomada 𝑑𝑠𝑢𝑠𝑡𝑎𝑛𝑐𝑖𝑎 a la misma temperatura y presión Ge = 𝑑𝑝𝑎𝑡𝑟ó𝑛 La gravedad específica es adimensional (no tiene unidades) 24 12  15/12/2022 Comparación entre las tres escalas de temperatura Punto de ebullición del agua 𝐾 = °𝐶 + 273.15 °𝐶 = 𝐾 − 273.15 Temperatura corporal Temperatura ambiental °𝐹 = (1.8 𝑥 °𝐶) + 32 Punto de °𝐹 − 32 congelación °𝐶 = del agua 1.8 25 EJERCICIOS DE PRÁCTICA 1. La densidad del ácido sulfúrico de una batería de automóviles es 1.41 g/mL. Calcule el volumen que ocuparán 810 g del líquido. 2. Un cubo sólido mide 6.00 cm en cada lado y tiene una masa de 0.583 kg. ¿Cuál es su densidad en g/cm 3? 26 13  15/12/2022 EJERCICIOS DE PRÁCTICA 3. Convertir 15.0 0F a grados Celsius. 4. Convertir 298 K a grados Fahrenheit 27 El método del factor unitario o análisis dimensional Para que las respuestas de los cálculos que realizaremos tengan sentido, se deberán expresar en las unidades correctas. La técnica propuesta se basa en la relación que existe entre diferentes unidades que expresan la misma magnitud física 28 14  15/12/2022 Utilizando el método del factor unitario, realice las siguientes conversiones de unidades: 1) 178 g a kg 2) 592 m a nm 3) 14.5 cm a μm 𝑘𝑔 𝑔 4) 344 a 𝑚3 𝑐𝑚3 29 EJERCICIOS PARA RESOLVER EN CASA 1. Un adulto tiene en promedio 5.2 L de sangre. ¿Cuál es su volumen de sangre expresado en m 3? 5.2 x 10-3 m3 2. El consumo diario de glucosa de una persona adulta es de 0.0833 libras. ¿Cuál es el valor de esta masa en mg? (1lb = 453.6 g) 3.78 x 104 mg 3. Un velocista universitario compite en la carrera 5K (5.0 km) y hace el recorrido en 15 min y 23 s. ¿Cuál es su velocidad en mi/h?(1mi = 1.609 km) 12.1 mi/h 4. Una tableta de aspirina extrafuerte contiene 0.500 g del ingrediente activo, ácido acetilsalicílico. La potencia de la aspirina suele medirse en granos. Si 1 grano = 60 mg, ¿cuántos granos hay del ingrediente activo en la tableta? Escriba la respuesta con 3 cifras significativas. 8.33 gr 5. El peso de un diamante se mide en quilates. ¿Cuántas libras pesa un diamante de 5.75 quilates? (1 quilate = 200 mg ; 1 lb = 453.6 g) 2.54 x 10-3 lb 6. La superficie y la profundidad promedio del Océano Pacífico es de 1.8 x 108 km2 y 3.9 x 103 m respectivamente. Calcule el volumen del agua de dicho océano en litros 7.02 x 1020 L 7. Una lámina de aluminio (Al) tiene un área total de 1.000 pies2 y una masa de 3.636 g. ¿Cuál es el grosor de la lámina en mm? densidad Al = 2.699 g/cm3 1 pie = 12 pulg 1 pulg = 2.54 cm 0.0145 mm 30 15