Química

Parte de la ciencia que se ocupa del estudio de la composición, estructura, propiedades y

transformaciones de la materia y su energía asociada.

Materia

es cualquier cosa

que tenga masa y

ocupa espacio

Ejemplos:

•Aire

•Alimentos

•Rocas

•Vidrio

IMPORTANCIA DE LA QUÍMICA

La quimica es una ciencia central, porque sirve de apoyo a otras ciencias como

la física, la biología, la geología, la petroquímica, etc. Además permite satisfacer

las necesidades humanas en diferentes áreas o campos de la actividad humana,

por ejemplo:

1) En medicina: La química ayuda con la síntesis de diferentes fármacos

(antibióticos, analgésicos, antidepresivos, vacunas, vitaminas, hormonas,

radioisótopos, etc), para el tratamiento de muchas enfermedades y para el

mejoramiento de la salud en general.

2) En nutrición: La química permite sintetizar sustancias llamadas saborizantes y

colorantes para mejorar ciertas propiedades de los alimentos, y de ese modo

puedan ingerirse con facilidad; los preservantes para que los alimentos no se

deterioren en corto tiempo; también la química determina las sustancias vitales

que requiere el organismo (minerales, vitaminas, proteínas, etc)

3)En medio ambiente: Ayuda en el tratamiento y control de sustancias

contaminantes que afectan a nuestro ecosistema (agua, suelo y aire), y en la

asistencia de desastres ecológicos tales como derrames de petróleo, caída de

lluvia ácida, incendios forestales, etc.

CLASIFICACIÓN DE LA MATERIA

DE ACUERDO A LA COMPOSICIÓN

Compuesto es cualquier sustancia pura que se pueden descomponer por medios químicos en dos o más

sustancias diferentes y más simples.

Elemento es cualquier sustancia pura que no se puede descomponer en algo más simple. Tiene un solo tipo de

átomo

Sustancia pura materia con composición física y propiedades características.

Átomo de

hidrógeno

Átomo de

hidrógeno

SUSTANCIAS PURAS

Elementos y Compuestos

Sal Común (NaCl) Hierro

Mezclas: son combinaciones de dos o más sustancias en las que cada una conserva su propia identidad química y sus propiedades.

La composición de la mezcla puede variar. Ejemplo Taza de café con azúcar

Mezclas homogéneas: conservan su composición en todas

sus partes y se forman por dos o más sustancias puras.

Uniformes en todos sus puntos.

Ejemplo: aire, solución de azúcar en agua, agua

carbonatada y vinagre.

Mezclas Heterogéneas: .no tienen las misma composición,

propiedades y aspecto en todos sus puntos.

Ejemplo: una mezcla de azufre y hierro

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Disoluciones

Disolvente: componente

mayoritario de la disolución,

que determina si ésta es un

sólido, un líquido o un gas.

Solutos: los demás

componentes de la disolución

Ejemplos:

Disolución de glucosa(sól) en H2O(líq);

glucosa(ac); C6H12O6(ac)

Disolución de metanol(líq) en H2O(líq);

metanol(ac); CH3OH(ac)

Disolución de O2(g) en H2O(líq)

[respiración de peces]

Disolución acuosa de NaCl, KCl, CaCl2 y

C6H12O6

[un suero fisiológico]

SOLUCIONES

SOLUBILIDAD

(S)

Cantidad del STO

Que se puede

Mezclar en el STE.

Factores (alteración de su valor)

g de STO/g de STE Influencia de la Polaridad,

Temperatura

Y la Presión.

Tipos de soluciones

Insaturadas

(STO <S)

Saturadas (STO = S)

Sobresaturadas (STO>S)

Característica

principal

SOLUCIONES Y SUS PROPIEDADES

Mezclas Heterogéneas

Sus componentes no están mezclados

uniformemente; son inmiscibles. Se observan varias

fases.

Suspensiones: Conformada por una fase sólida

insoluble en la fase dispersante líquida, por lo cual

tiene un aspecto opaco. Ejemplo: Arcilla, tinta china

(negro de humo y agua), pinturas al agua, cemento,

mezcla de agua-arena.

Solución verdadera

Coloides Suspensiones

Tipo partícula

Iones, moléculas pequeñas

Partículas, macromoléculas

Partículas grandes

Tamaño partícula

0.1-1nm 1-100 nm 100 nm y mayores

Tamaño comparativo de solutos dispersos a nivel molecular o coloidal:

CLASES DE MEZCLAS

Mezclas Homogéneas Mezclas Heterogéneas

Sistemas coloidales

Sistemas con tamaño de partícula de soluto entre 1 y 100 nm.

1 = micron= 1 x 10-4 cm

1 nm= nanómetro = 1 x 10-9 m

1Å = Amstrong = 1 x 10-10 m = 1 x 10-8 cm

Partículas de soluto dispersas en medio dispersor o dispersante

Qué se dispersa? partículas pequeñas o moléculas “grandes”

Dispersión molecular

Ej. NaCl en agua COLOIDES

Dispersión gruesa

Ej. Arena en agua de mar

Límites arbitrarios

Tipos de dispersiones coloidales

Medio dispersor

Fase dispersa

Nombre Ejemplos

Gas Líquido Aerosol Niebla

Gas Sólido Aerosol Humo

Líquido Gas Espuma Crema batida

Líquido Líquido Emulsión Mayonesa

Líquido Sólido Suspensión Leche magnesia

Sólido Sólido Sol sólido Aleaciones

Al hacer pasar un rayo de luz a través de una

dispersión coloidal, el rayo de luz se ve en forma clara y

nítida al atravesar el coloide, fenómeno que no sucede

en una solución.

Propiedades ópticas: Efecto Tyndall

Este efecto se debe

a que las partículas

coloidales son lo

suficientemente

grandes como para

dispersar la luz.

Sistemas coloidales

Para obtener una sustancia pura es necesario separar de una mezcla.

Está separación se basa en las diferencias de las propiedades físicas y químicas de los componentes de la mezcla.

Existen distintas separaciones: - Decantación - Filtración - Destilación - Tamizado

Separación de mezclas

SEPARACIÓN DE MEZCLAS

Tipos de separación:

Tamizado Destilación Decantación

Filtración

CLASIFICACIÓN DE LA MATERIA

EN BASE A SU ESTADO FÍSICO

Estado Forma Volumen Partículas Compresibilidad

Sólido Definida Definido

Unidas

rígidamente;

muy

empacadas

Muy pequeña

Líquido Indefinida Definido Móviles,

unidas Pequeña

Gaseoso Indefinida Indefinido

Independientes

y

relativamente

lejanas entre sí

Alta

EJEMPLOS DE MATERIA EN

BASE A SU ESTADO FÍSICO

Oxigeno

Vapor de agua

Cera de vela

Alcohol

Gas

Gas

Sólido

Líquido

CAMBIOS FISICOS Y QUÍMICOS DE LA

MATERIA

CAMBIOS FISICOS

- No varia la composición química de la

materia

- Lo que se tiene al principio se tiene al final

- No se forman nuevas sustancias.

Ejemplo:

hielo agua vapor

CAMBIOS FISICOS

Fusión Vaporización

Solidificación Condensación

Sublimación

Sólido Líquido Gaseoso

CAMBIOS FISICOS Y QUÍMICOS DE LA MATERIA

CAMBIOS QUÍMICOS

- Alteran la composición química de la materia.

- Dan origen a otras sustancias.

Ejemplo:

Cl + Na (NaCl)

Cambios químicos o reacciones químicas:

*Se forman nuevas sustancias. Las propiedades de las nuevas sustancias son diferentes de las sustancias anteriores. En un cambio químico - puede producirse un gas, - puede haber desprendimiento de calor, - puede ocurrir un cambio de color o - puede aparecer una sustancia insoluble. Los elementos pueden sufrir cambio químico para producir compuestos

nuevos: Ejemplo:

Cl + Na (NaCl)

Son modificaciones que se pueden observar solo cuando se presenta un cambio en la composición de una

sustancia

PROPIEDADES FISICAS Y QUÍMICAS

Nos permiten identificar o caracterizar una sustancia de otras

Propiedades de la materia.

Propiedades físicas: se pueden observar sin cambiar la composición de la sustancia

- color, olor, sabor, densidad, punto de fusión y punto de ebullición.

Propiedades químicas: se observan sólo cuando la sustancia sufre un cambio en su composición.

- Cuando el hierro se oxida, al quemar un papel.

Problema: distinguir entre cambios físicos y químicos

Decidir cual de los siguientes procesos es un cambio físico o químico, y

explicar brevemente

a) Se forma escarcha cuando la temperatura disminuye en una noche

húmeda de invierno

b) El maíz crece a partir de una semilla que es fertilizada y regada

c) La dinamita explota para formar una mezcla de gases

d) La transpiración se evapora cuando se descansa luego de una sesión

de trote.

e) Un clavo se oxida

Más problemas......

1) Identificar cual de las siguientes sustancias es una sustancia pura o una mezcla

a) Sal, NaCl

b) Aire

c) Bronce

d) H2O

e) Cerveza

2) Identificar cuales de las siguientes sustancias puras son elementos y cuales

compuestos.

a) Mercurio

b) Óxido (oxido de hierro)

c) Aluminio

d) Diamante

Y seguimos.....

3) Identificar cuáles de las siguientes mezclas son

homogéneas y cuáles heterogéneas

a) Sopa

b) Agua y Nafta

c) Azúcar disuelta en agua.

4) Determinar cual de las siguientes propiedades son

físicas y cuales son químicas

a) El tecnopor flota en el agua

b) El azúcar se vuelve caramelo cuando se calienta

c) El hierro se disuelve en ácido clorhídrico, liberando H2

d) Un clavo de hierro es atraído por un magneto

RELACIÓN ENTRE MATERIA Y ENERGÍA

El movimiento de los constituyentes de la materia, los

cambios químicos y físicos y la formación de nuevas

sustancias se originan gracias a cambios en la energía del

sistema; conceptualmente, la energía es la capacidad para

realizar un trabajo o transferir calor; la energía a su vez se

presenta como energía calórica, energía mecánica, energía

química, energía eléctrica y energía radiante; estos tipos de

energía pueden ser además potencial o cinética. La

energía potencial es la que posee una sustancia debido a su

posición espacial o composición química y la energía

cinética es la que posee una sustancia debido a su

movimiento.