La Química es una ciencia experimental que estudia la materia, sus propiedades y sus transformaciones. Dentro de tales aspectos, es relevante mencionar que la materia es todo aquello que tiene masa y ocupa un lugar en el espacio; es decir, tiene volumen.

La materia puede presentarse de diferentes formas, a lo que se le conoce con el nombre de materiales. Además; corresponde destacar que estos materiales poseen ciertas propiedades que ocupan este estudio, las Propiedades No Características.

Las propiedades no características se definen como aquellas que no permiten identificar exactamente el material que se analiza, porque dependen de la cantidad de materia presente en la muestra, no de su naturaleza química.

Las propiedades no características de la materia, son:

Masa (m): es la cantidad de materia que posee un cuerpo o material. Se mide con una balanza y se expresa en gramos (g), sus múltiplos y submúltiplos.

Volumen (V): es el espacio que ocupa un cuerpo. Se mide con instrumentos como cilindro graduado, bureta, pipeta, entre otros. Se expresa en litros (L) o metros cúbicos (m3), sus múltiplos y submúltiplos.

Temperatura (T): es el grado o nivel de calor que posee un cuerpo. Se mide con un termómetro y se expresa en Grados Centígrados (ºC), Grados Farenheit (ºF) o Grados Kelvin (K).

Los materiales pueden encontrarse en tres fases físicas que son: sólido, líquido o gaseoso. A todos ellos se les puede determinar cualquiera de las tres propiedades no características. Sin embargo; por razones de conveniencia a tu estudio se determinará el volumen a sólidos regulares y a sólidos irregulares, según el método que corresponda, pues esto es posible realizarlo analíticamente, es decir, a través de cálculos matemáticos y fórmulas matemáticas.

En cuanto se refiere a la determinación de masa y temperatura, conviene hacerlo experimentalmente, mediante el empleo de la balanza y el termómetro, respectivamente, lo que por ahora no será posible.

QUÉ

CURIOSO!!!

Las unidades a utilizar en cada medida para expresar las magnitudes de masa, volumen y temperatura son:

Masa (m): kilogramo (Kg), Hectogramo (Hg), Decagramo (Dg), gramo (g), decigramo (dg), centigramo (cg), miligramo (mg).

Volumen (V): kilolitro (KL), Hectolitro (HL), Decalitro (DL), litro (L), decilitro (dL), centilitro (cL), mililitro (mL).

Temperatura (T): Grados Centígrados (ºC), Grados Farenheit (ºF) o Grados Kelvin (ºK).

Longitud: kilómetro (Km), Hectómetro (Hm), Decámetro (Dm), metro (m), decímetro (dm), centímetro (cm), milímetro (mm).

Éstas pueden transformarse o convertirse entre sí.

UNIDADES DE MEDIDA

NOTA: 1mL = 1cm3

TRANSFORMACIÓN DE UNIDADES DE MASA, VOLUMEN Y LONGITUD

Para transformar una unidad de medida en otra equivalente, se sugiere emplear la siguiente “escalera” que facilitará la tarea:

KILO (KL, Km, Kg)

HECTO (HL, Hm, Hg)

DECA (DL, Dm, Dg)

Unidad (L, m, g)

deci (dL, dm, dg)

centi (cL, cm, cg)

mili (mL, mm, mg)

Si estás bajando la escalera debes multiplicar la cantidad que vas a transformar por la unidad seguida de tantos ceros como escalones bajes.

Si estás subiendo la escalera debes dividir la cantidad que vas a transformar entre la unidad seguida de tantos ceros como escalones subas.

PROBLEMA RESUELTO

1. Transforma 0,5mg a g:

Solución:

Debo revisar la escalera para verificar si bajaré o subiré: en este caso de mg a g, se deben subir tres escalones, por lo tanto dividiré entre 1000.

Como subo tres espacios en la escalera, divido y agrego tres ceros a la unidad (1000).

0,5mg ÷ 1000 = 0,0005g

Respuesta: los 0,5mg de una sustancia, equivalen a 0,0005g de la misma.

NOTA: de igual manera se procede cuando se trata de unidades de volumen y longitud.

TRANSFORMACIÓN DE UNIDADES DE TEMPERATURA

Para convertir o transformar unidades de temperatura se utilizan fórmulas matemáticas, según la conversión que se desee realizar:

CASO FÓRMULA

De ºC a ºF ºF=(ºCx9/5)+32

De ºF a ºC ºC=(ºF-32)x5/9

De ºC a ºK ºK=ºC+273

De ºK a ºC ºC=ºK-273

PROBLEMAS RESUELTOS1. La señora Iris es repostera y debe preparar unas ricas galletas de chocolate, éstas deben ser horneadas durante 20 minutos a 150ºC. Sin embargo; se encuentra en problemas porque el horno de su cocina sólo mide la temperatura en ºF. Ayúdala a resolver esta situación, indicándole a qué temperatura debe hornear las galletas en su horno. SOLUCIÓNDATOS:

La temperatura que tengo es: 150ºC

La temperatura que debo conocer es: ºF=? (para hornear las galletas).

Entonces: debo convertir los ºC en ºF.

Fórmula que debo usar:

ºF=(ºCx9/5)+32

ºF=(150ºCx9/5)+32

ºF=(270)+32

ºF=302ºF

Respuesta: la señora Iris debe hornear sus galletas de chocolate a una temperatura de 302ºF, en el horno de su cocina.

2. Convertir -85ºC en ºK:

SOLUCIÓN

DATOS:

La temperatura que tengo es: -85ºC

La temperatura que debo conocer es: ºK=?

Entonces: debo convertir los ºC en ºK.

Fórmula que debo usar:

Respuesta: los -85ºC equivalen a 188ºK.

ºK=ºC+273

ºK=-85ºC+273

ºK=188ºK

DETERMINACIÓN DEL VOLUMEN DE LOS SÓLIDOS IRREGULARES

Para determinar el volumen a los sólidos irregulares, debe conocerse primero que se llaman sólidos irregulares a aquellos materiales sólidos amorfos, o que no tienen forma definida. Ejemplos: piedras, televisor, reloj, entre otros.

Su determinación es posible mediante el uso del Método de Desplazamiento de Volumen, el cual consiste en partir de un volumen conocido de líquido (puede ser agua) en un recipiente graduado (cilindro graduado o probeta, tetero, por ejemplo), añadiendo el sólido de modo que el volumen de líquido aumente, y luego calcular la diferencia entre ambos. Esto responde a la ecuación siguiente:

Vsólido irregular = Vfinal - Vinicial

PROBLEMAS RESUELTOS

1. Se desea determinar el volumen de una pequeña muestra de un sólido amorfo, usando 10mL de agua, sabiendo que luego de agregar a este volumen de agua el sólido analizado, el volumen era de 18mL. Realiza el procedimiento requerido.

10mL

18mL

Volumen desplazado

Cilindro graduado o Tetero

V sólido irregular = Vfinal - VinicialSOLUCIÓN

V sól. irreg. = 18mL – 10mLVf

Vi

V sól. irreg. = Vf - Vi

V sól. irreg. = 8mL

Respuesta: El sólido irregular tiene un volumen de 8mL.

2. Determina el espacio ocupado por un cuerpo amorfo, si experimentalmente se partió de un volumen de 25mL de agua, y después de añadir la muestra, el volumen indicado por el recipiente graduado fue de 32mL.

25mL

32mL

Volumen desplazado

Cilindro graduado o Tetero

V sólido irregular = Vfinal - Vinicial

SOLUCIÓN

V sól. irreg. = 32mL – 25mL

Vf

Vi

V sól. irreg. = Vf - Vi

V sól. irreg. = 7mL

Respuesta: El sólido irregular tiene un volumen de 7mL.

DETERMINACIÓN DEL VOLUMEN DE LOS SÓLIDOS REGULARES

Los sólidos regulares, son aquellos en los cuales se puede observar una forma geométrica definida. Ejemplo: borrador de pizarra (paralelepípedo), balón (esfera), tubo (cilindro), entre otros.

Para determinar su volumen, se aplican fórmulas matemáticas establecidas para cada forma geométrica. Se debe iniciar con la identificación de la forma geométrica que posee, puesto que de eso depende la ecuación o fórmula matemática que corresponde utilizar.

Resumiendo, sólo se debe identificar la figura geométrica y aplicar la fórmula que se corresponda con ella.

FÓRMULAS MATEMÁTICAS PARA DETERMINAR EL VOLUMEN DE SÓLIDOS REGULARES

SÓLIDOS REGULARES

FÓRMULA

PIRÁMIDE V=b.h/3

CILINDRO V= ¶.r².h

PRISMA RECTO(paralelepípedo)

V=l.A.h

ESFERA V=4. ¶.r3/3

CONO V= ¶.r².h/3

CUBO V=a3

V= volumen

b= base

h= altura

¶= letra pi= 3,14l.= largo

r= radio

a= arista

A= ancho

LEYENDA:

PROBLEMA RESUELTO

1. Cuál es el volumen de agua que puede contener un recipiente que mide 30cm de largo, 30cm de ancho y que tiene una altura de 25cm.

Datos:

l =30cm

A=30cm

h=25cm

SOLUCIÓNPrimero se determina qué figura tiene: en este caso nos dan las longitudes de largo, ancho y altura. Por ello se concluye que es un prisma recto (paralelepípedo).

Fórmula que debo usar:V=l.A.h

V=30cm . 30cm . 25cmV= 22500cm3

V= 22500mL

Respuesta: el volumen de agua que puede contener este recipiente es de 22500mL.

PROBLEMAS

PROPUESTOS

1. Determina el espacio que ocupa una roca, cuyo análisis experimental indica que un volumen de agua igual a 8mL se desplazó hasta 15,5mL; luego de agregar la muestra mencionada.

2. Un par de niños están jugando con una pelota de béisbol cuyo radio (r) es de 7cm. ¿Cuál será el espacio que ocupa este juguete?. Recuerda que el valor de la letra ¶ es 3,14.

3. ¿Cuál será el volumen de un cubo de plomo cuyas aristas miden 5cm?4. Si se conoce que el punto de fusión del oro (Au) es de 1063ºC, ¿a qué

temperatura expresada en ºK equivaldrá?5. Se calentará determinado alimento a 68ºF, pero la cocina sólo mide la

temperatura en ºC, ¿A qué temperatura debo calentarlo? 6. Transforma 10ºC a ºK7. Un termómetro indica que la temperatura ambiental es de 98,6ºC, ¿a

cuánto equivale si se expresa en ºF?8. Una persona tiene una temperatura corporal de 312ºK. Determina si se

encuentra en estado febril o no.9. Transforma 1238,8L de leche en KL.10.El señor Mario, ha cosechado en su siembra de papas 1350,5Kg de ese

producto. ¿A cuántos gramos equivale?