Manual de Química - Tema 1 (Química)

MANUAL DE QUÍMICA VLMV TEMA 1 DIAGRAMA 1.1 Ramas de estudio de la química. Química. Materia y Energía DEFINICIÓN DE QUÍMICA: La química es la parte de la ciencia enc...

MANUAL DE QUÍMICA VLMV TEMA 1 DIAGRAMA 1.1 Ramas de estudio de la química. Química. Materia y Energía DEFINICIÓN DE QUÍMICA: La química es la parte de la ciencia encargada de estudiar la composición y propiedades de la materia y de las transformaciones que experimenta sin que se alteren los elementos que la forman. Química en la vida cotidiana La química orgánica estudia las estructuras y reacciones Se llama aplicación química al aprovechamiento de un de los compuestos basados en el carbono y la química determinado elemento, compuesto o reacción química inorgánica estudia las propiedades de todo el resto de para conseguir un fin o propósito. los elementos de la tabla periódica. Ejemplos de aplicaciones de la química. La química analítica es la rama de la química que tiene Las sustancias orgánicas e inorgánicas participan por como finalidad el estudio de la composición química de igual en las tareas de vida diaria, resolviendo muchos un material o muestra, mediante diferentes métodos. Se problemas y mejorando la calidad de vida. divide en Química analítica cuantitativa y Química analítica cualitativa. El análisis cualitativo se refiere a IMAGEN 1.1 NaCl (Cloruro de sodio) qué productos químicos están presentes en alguna muestra; el análisis cuantitativo indica en qué cantidades. La química aplicada Se apoya en los procesos de la química pura y permite solucionar problemas de distintos sectores como el farmacéutico, agrícola, industrial, petrolero, etc. Materia El Cloruro de Sodio (NaCl), también conocido como Sal En química, materia es todo aquello que se extiende en de Mesa o Sal Común, se utiliza diariamente para cierta región del espacio-tiempo, posee una cierta intensificar los sabores de la comida, dándoles la cantidad de energía y por ende está sujeto a cambios en cualidad de “salados” el tiempo y a interacciones con aparatos de medida. El hidróxido de potasio (KOH) o la potasa cáustica, se usa Toda la materia presenta dos tipos de propiedades que en una variedad de aplicaciones industriales (fertilizantes las generales y específicas. líquidos y jabones y detergentes de potasio). La sacarosa (C12H22 O11) también conocido como azúcar Las propiedades generales son las que poseen todos los de Mesa, se utiliza diariamente para intensificar los cuerpos por estar hechos de materia, como masa o peso; sabores de la comida, dándoles la cualidad de “dulces”. por lo cual no es suficiente para distinguir una sustancia El Ácido Acético (CH3COOH) está presente en el vinagre, de la otra. que es utilizado en la preparación de aderezos para ensaladas. Las propiedades específicas son propias de cada tipo de El ácido cítrico (C6H7O8) está presente en la mayoría de sustancia y se dividen en físicas y químicas. las frutas, sobre todo en cítricos como el limón, la naranja y la mandarina. 1  MANUAL DE QUÍMICA VLMV DIAGRAMA 1.2 Propiedades de la materia. Mezclas y sustancias puras Una mezcla es un material formado por dos o más componentes unidos, pero no combinados químicamente. Los componentes de una mezcla pueden ser: Sólidos Líquidos Gaseosos En una mezcla no ocurre una reacción química y cada uno de sus componentes mantiene su identidad y propiedades químicas. Las mezclas se clasifican en: Homogéneas: Son aquellas mezclas en que sus TABLA 1.1 Propiedades generales y específicas de la componentes no se pueden identificar a simple vista. Se materia. conocen con el nombre de soluciones y están constituidas por un soluto y solvente. Propiedades extensivas IMAGEN 1.2 Café (solvente) y Azúcar (soluto). Ejemplos o generales Son aquellas que sí dependen de la masa o del tamaño de un cuerpo, son magnitudes cuyo Masa valor es proporcional al Peso tamaño del sistema que Volumen describe, son propiedades aditivas (conservativas). Heterogénea: Es aquella que posee una composición no Propiedades intensivas Ejemplos uniforme en la cual se pueden distinguir fácilmente sus o específicas FISCAS: componentes, está formada por dos o más sustancias Punto de fusión físicamente distintas, distribuidas en forma desigual. Las Punto de ebullición partes de una mezcla heterogénea pueden separarse Son aquellas que no dependen Densidad fácilmente. de la masa o del tamaño de un Solubilidad cuerpo. Si el sistema se divide Índice de refracción IMAGEN 1.3 Mezcla heterogénea. en varios subsistemas su valor Ductilidad permanecerá inalterable, por Elasticidad este motivo no son Organolépticas: propiedades aditivas. Este tipo - Color de propiedades se clasifican - Olor en físicas y químicas. - Sabor Una propiedad física se puede QUÍMICAS: medir y observar sin que pH cambie la composición o Potencial de estructura interna de la oxidación sustancia, mientras que la Corrosividad química implica un cambio Alcalinidad Algunas mezclas se pueden separar en sus componentes Acidez mediante procesos físicos mecánico o térmicos. Combustibilidad 2  MANUAL DE QUÍMICA VLMV TABLA 1.2 Métodos de separación de mezclas. Centrifugación: Consiste en la La separacion de la sagre separación de materiales de en sus componentes Método de separación Ejemplo diferentes densidades que celulares componen una mezcla. Para eso Evaporación: permite separar Separar la sal del agua de se coloca la mezcla dentro de un un sólido de un líquido en una mar en las salinas. aparato llamado centrífuga que mezcla homogénea. Se basa en tiene un movimiento de que el punto de fusión del sólido rotación constante y rápida, lo es mayor al punto de ebullición cual hace que las partículas de del líquido. Se utiliza cuando no mayor densidad vayan al fondo hay interés en el líquido que se y las más livianas queden en la evapora, ya que este no se parte superior. recupera, pasa a formar parte del medio. Sustancia Pura Separar el agua del espagueti con un colador Una sustancia pura es aquella cuya composición no Filtración: Se trata de una en la cocina operación que permite separar varía, aunque cambien las condiciones físicas en que se mezclas heterogéneas de un encuentre. Cada sustancia pura tiene un conjunto de sólido insoluble en un líquido. Se propiedades intensivas que distinguen unas de otras. hace pasar la mezcla a través de un papel filtro, el sólido se Las sustancias puras se pueden clasificar en elementos y quedará en la superficie del compuestos: papel y el otro componente pasará. Elemento Sustancia formada por un único tipo de átomos, no se Separar el azúcar del Cristalización: Este método se pueden descomponer. Sus características son: es una agua en una disolución utiliza para separar una mezcla azucarada. sustancia simple, tiene propiedades específicas y como de un sólido en un líquido. La ejemplo puede ser cualquier elemento de la tabla mezcla se calienta para periodica. evaporar parte del disolvente. Posteriormente se deja enfriar Ejemplo: Ag, Pt, Zn, Fe, O2, Cl2, S8, Na, Etc. la mezcla y el soluto se precipita formando cristales. Compuesto Separación del agua que Sustancia pura formada por átomos de varios tipos, Destilación: Este método hierve a los 100 y de pueden descomponerse únicamente mediante consiste en separar dos o más alcohol de vino de mesa procedimientos químicos. Esta construido por dos o líquidos miscibles con diferentes que hierve a 78. puntos de ebullición, primero más elementos distintos entre sí y tiene propiedades por medio de la evaporación específicas. posteriormente por la condensación de las sustancias. Ejemplo: NaCl, H2O, CO2, H2SO4, KOH, HCl. Separar el agua de Estados de agregación de la materia tamarindo (la pulpa se va al fondo del recipiente) En física y química se observa que, para cualquier Decantación: Se utiliza para sustancia o mezcla, modificando sus condiciones de separar dos líquidos con temperatura o presión, pueden obtenerse distintos diferentes densidades o una estados o fases, denominados estados de agregación de mezcla constituida por un sólido la materia, en relación con las fuerzas de unión de las insoluble en un líquido. partículas (moléculas, átomos o iones) que la constituyen. La materia se presenta en tres estados o formas de agregación: sólido, líquido y gaseoso. 3  MANUAL DE QUÍMICA VLMV Dadas las condiciones existentes en la superficie terrestre, sólo algunas sustancias pueden hallarse de TABLA 1.4 Tipos de energía modo natural en los tres estados, tal es el caso del agua. Física Química La mayoría de las sustancias se presentan en un estado Energía de ionización: concreto. Así, los metales o las sustancias que Energía mecánica: Una forma de energía constituyen los minerales se encuentran en estado sólido Energía cinética potencial, es la energía que y el oxígeno o el CO2 en estado gaseoso. Energía potencial hace falta para ionizar una molécula o TABLA 1.3 Estado de agregación de la materia átomo. Energía electromagnética: Sólidos Líquidos Gases Energía radiante Energía de enlace: Tienen volumen fijo Tienen volumen fijo Ocupan todo el Energía calórica Es la energía potencial volumen del Energía potencial almacenada en los enlaces recipiente eléctrica químicos de un compuesto. Tienen forma No tienen forma No tienen forma Energía eléctrica definida definida fija Energía nuclear: No se pueden Son poco Son fácilmente Energía termodinámica: Es la alteración química en comprimir compresibles compresibles Energía interna los átomos que se No fluyen (no se Se difunden y fluyen Se difunden y Energía térmica transforman en energía a mueven) por sí por sí mismos. tienden a Potencial través de fisión o fusión mismos. mezclarse con termodinámico nuclear. otros gases Tienen alta fuerza de Presentan medias Son capaces de Fenómenos físicos y químicos cohesión fuerzas de cohesión expandirse La distancia entre sus La distancia entre sus La distancia entre Fenómenos físicos: son los cambios que no modifican partículas es muy partículas es sus partículas es la estructura interna de una sustancia. pequeña relativamente alta. pequeña. ✓ Romper un vaso de vidrio ✓ Evaporación del agua ✓ Fundir un metal IMAGEN 1.4 Cambios de estado de agregación ✓ La fractura de un hueso ✓ Lluvia ✓ Pulido de una pieza metálica ✓ Un golpe de raqueta ✓ Estirar una liga ✓ La deformación de plastilina Fenómenos químicos: Son los cambios que presentan las sustancias que impliquen un cambio en su estructura interna, es decir implican una interacción que se produce a nivel de electrones de valencia. ✓ La fermentación de la piña ✓ Quemar una hoja de papel ✓ La corrosión de un metal Energía ✓ Respiración La energía es la capacidad que tiene un cuerpo para ✓ Encender un fosforo realizar un trabajo. Un trabajo puede hacer mover una ✓ Fotosíntesis masa en el espacio, elevar la temperatura de un cuerpo ✓ Descomposición de una manzana o expandir un gas como un producto de una reacción ✓ Digerir los alimentos química, como sucede en los motores de combustión. ✓ Hornear un pastel ✓ Neutralizar un ácido 4