clase 1 materia y energia ucv 2014
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CURSO: QUÍMICA GENERAL«MATERIA Y ENERGÍA»
Mg. Germán Martínez Torres
1
UNIVERSIDAD CESAR VALLEJO
INGENIERIA INDUSTRIAL
UNIVERSIDAD CESAR VALLEJO
INGENIERIA INDUSTRIAL
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2
MATERIA
FENÓMENOS
OBSERVACIÓN
EXPERIMENTACIÓN
EXPLICACIÓN
MÉTODO CIENTÍFICO
FÍSICAS
QUÍMICAS
PROPIEDADES
EXPERIENCIA
HIPOTESIS TEORIAS
LEYES
ESTUDIO DE LA MATERIA
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3
UNIVERSO
MATERIA ENERGIA
CINETICA POTENCIAL
ELECTRONICA TRASLACIONAL VIBRACIONAL ROTACIONAL
GAS LIQUIDO SÓLIDO PLASMA
METALES NO METALES
HOMOGENEA HETEROGENEA
18 GRUPOS CON LA T.R.
ORGANICOS
INORGANICOS
HOMOGENEAS
HETEROGENEA
MECANICA ELECTRICA
QUIMICA RADIANTE CALORICA ATOMICA
CAMBIOS FÍSICOS
CAMBIOSQUIMICOS
ELEMENTOS ATOMOS
COMPUESTOS MOLECULAS
SUSTANCIAS PURAS COMPOS - CONSTANTE
MEZCLAS COMPOS - VARIAR
SOLUCION
COMPONENTES
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La pirámide clasifica a la Materia
SUSTANCIA PURA MEZCLA
ELEMENTO COMPUESTO HOMOGENEAHETERO - GENEAS
ATOMO MOLECULA SOLUCION MEZCLA
MATERIA
ES
PE
CIF
ICA
(a) G
EN
ER
AL
ORDEN (b) DESORDEN
a) DE TERMINOS GENERALES A
ESPECIFICOS
b) DE SUSTANCIAS PURAS ORDENADAS
A MEZCLAS DE CRECIENTE DESORDEN
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CONCEPTO DE LA MATERIA
Es todo lo ponderable e indestructible que ocupa un lugar en el espacioLA MASA es una propiedad que nos permite medir la cantidad de materia, gracias a la masa la materia puede ser identificada y diferencia de otras.
Según ALBERT EINSTEIN:La “MATERIA” es la energía condensada, y la “ENERGIA” es la materia dispersada.En 1906 EINSTEIN demuestra que la materia puede transformarse en energía y esta a su vez en materia.
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6
La ecuación de Einstein demuestra:
E = m . c2
E = Energíam = Cantidad de materiac = Velocidad de la Luz
En 1939 OTTO HAHN comprueba dicha relación . . .
ENERGÍA ES MATERIA
MATERIA DEENERGÍA
ENERGÍA DE EINSTEIN
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Propiedades de la Materia
Propiedades Generales o Extensivas Dependen de la cantidad de materia y son las
siguientes:
a. Extensión b. Inercia c. Impenetrabilidad d. Divisibilidad e. Gravedad
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Propiedades de la Materia
Propiedades Particulares o Intensivas
Son exclusivas de determinado estado físico: a. Propiedad de Sólidos:
FuerzaMaleabilidadDuctibilidad TenacidadElasticidad
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Estructura de la Materia9
Entre las propiedades de la Materia se encuentran la divisibilidad.
¿HASTA DONDE PUEDE LLEGAR ESA DIVISIÓN?…. Hace mucho tiempo se creía que el átomo era la última división, pero ahora se sabe que la última división lo constituyen las partículas subatómicas.
Cuerpo Partícula Molécula
ÁtomosPartículas
SubatómicasQuarks (TOP)
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Clasificación de Partículas Subatómicas10
LEPTONES: Partículas de masa ligera y de interacción débil.
• Electrón (e-)• Neutrino (v)• Muón (u)
HADRONES : Partículas pesadas y de interacción fuerte constituidos por quarks.
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Existen 2 grandes familias: BARIONES formado por 3 quarks
PROTÓN -> Dos quarks “up” y un quark “down” NEUTRÓN -> Dos quarks “down” y un quark “up” También:
HIPERON Δ ( lambda ) HIPERON Σ ( sigma ) HIPERON Θ ( cascada ) HIPERON Ω ( omega )
Clasificación de Partículas Subatómicas
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LOS QUARCKS
¿QUÉ SON QUARKS?Partículas elementales de la materia MURRAY GELL MANN (1972) propuso 3 quarks: up (u), down (d) y strange (s). Actualmente añadió 3 más: charm (c), botton (c) y top (+).
MESONES: Formado por 2 quarks: un Quark y un Antiquark
MESONES П (pión) MESONES Κ (kaón
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Clases de Materia
MATERIA
MATERIA HOMOGENEA
SUSTANCIA
Homogénea
Heterogénea
Homogénea
Mezcla Homogénea
Simples (Elementos)
Compuestas ( Compuestos Químicos)
Binarios : H2O, NaCl, CO
Ternarios : HNO3, NaCO3
Cuaternarios : NaHCO3, etc
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MEZCLAS HOMOGÉNEAS
Contiene sustancias mezcladas luego de un proceso físico de DISOLUCIÓN
Toda mezcla homogénea conforma una sola FASE
REPRESENTACIÓN DE TIPOS DE MOLÉCULAS ELEMENTALES
MONOATÓMICA
DIATOMICAS
TRIATOMICAS
POLIATOMICAS
Metales : Cu, Al, Fe, Al, etc.
Gases Nobles : He, Ne, Ar, etc.
H2, O2, N2, Cl2, etc.
O3, CO2, H2O, etc.
NH3, C2H2, CH3COOH, etc.
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MATERIA HETEROGÉNEA
DISPERSIONES
SUSPENSIÓN
SOLUCIÓN
GELES
SOLES
COLOIDE
TAMAÑO MISCELAS
SOLUCIÓN < COLOIDE < SUSPENSIÓN
(0,1 mu – 1mu) (1 mu – 100mu) (100 mu – 100u)
SOLUCIÓN : NaCl + H2O
COLOIDE : Gelatina
SUSPENIÓN : Pintura
Ejemplo :
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17FASES : 1 Fase -> Monofásico; 2 Fases -> Difásico
SISTEMAS Y FASES
COMPONENTES : Sustancias (Simples y Compuestos)
CONSTITUYENTES : # de Tipos de átomos en la molécula
AGUA (H2O) + GLICERINA
SISTEMA BINARIO DIFÁSICO
Ejemplo :
Dos fases: H2O(l) H2O(s)
Es un sistema difásico
Un componente (un solo compuesto): H2O
Es un sistema unitario
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Tres fases: hielo seco(CO2 sólido), agua líquiday vapor (mezcla de vapor
de agua y CO2(g) )Es un sistema trifásico
Dos componentes(dos compuestos): H2O,
CO2Es un sistema binario
Tres fases: hielo, aguaazucarada y aceite.
Es un sistema trifásico
Tres fases: hielo, aguaLíquida y vapor de agua
Dos componentes H2O y CO2
Es un sistema binario
Un componente: H2OEs un sistema unitario
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19MEZCLA
¿ DIFERENCIAS ENTRE MEZCLAS Y COMBINACIONES ?
COMBINACIÓN
Fe + HCl -> FeCl3 + H2
(Separación) (No hay Separación)AZUCAR + H2O
FEMÓMENOS FÍSICOS Y QUÍMICOS
FENÓMENO
Físicos
Químicos
Alotrópicos
Reversibles
Irreversibles
(2 o + Formas de un Elemento
Ejemplo :F.F. : Estirar una LigaF.Q. : Combustión de la MaderaF.A. : Oxígeno y Ozono ( O2, O3 )
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1.- Estado Sólido:
ESTADOS FUNDAMENTALES DE LA MATERIA
2.- Estado Líquido:
COHESIÓN > REPULSIÓN
COHESIÓN > REPULSIÓN
Forma definida y estable.
COHESIÓN = REPULSIÓN
COHESIÓN = REPULSIÓN
Tiene volumen determinado; pero no tiene forma.
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4.- Estado Plasmático: Estado mas abundante del universo
Constituido por moléculas ionizadas, por encontrase a elevadas temperaturas unos 2 x 106 K (Kelvin )Ejemplo : Estrellas, Sol, etc.
3.- Estado Gaseoso: La expansión es la característica de los gases; no tienen forma, ni volumen (varia).
COHESIÓN > REPULSIÓN
COHESIÓN > REPULSIÓN
ESTADOS FUNDAMENTALES DE LA MATERIA
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CAMBIOS DE FASES DE LA MATERIA22
FUSIÓN VAPORIZACIÓN
SÓLIDO LÍQUIDO GASEOSO
SOLIDIFICACIÓN LICUACIÓN
SUBLIMACIÓN DIRECTA
SUBLIMACIÓN INVERSA
(Pérdida de Energía) (Pérdida de Energía)
(Ganancia de Energía)
(Ganancia de Energía)
(Pérdida de Energía)
(Compensación)
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La VAPORIZACIÓN puede ser de TRES tipos:A. EVAPORIZACIÓN:
B. VOLATIZACIÓN:
Ocurre solo en la superficie del líquido a cualquier temperatura.
Es una vaporización LENTA que ocurre en forma natural.
Ejemplo: Evaporización del agua de mar.
Ocurre solo a nivel superficial, pero en forma RÁPIDA o VIOLENTA.
Sólo algunos líquidos son volátiles como la Acetona, Alcohol, Gasolina y Disolventes de pinturas como “Aguarrás”, Thinner.
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C. EBULLICIÓN:
Ocurre en toda la masa del líquido. Se produce solo a la temperatura de ebullición y una presión determinada. Ebullición equivale a decir HERVIR un líquido.
Ejemplos:
- La ebullición del Agua ocurre a 100°C y 101,3 KPa de presión
- La ebullición del Alcohol ocurre a 80°C y 101,3 KPa de presión.
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