Quimica - Presentación

Química: el estudio de los cambios

Capítulo 1

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La química es el estudio de la materia y de los cambios que experimenta.

agua, amoniaco, sacarosa, oro, oxígeno.

1.4

1. La materia es cualquier cosa que ocupa un espacio y que tiene masa.

2. Una sustancia es una forma de materia que tiene una composición definida y propiedades características.

Una mezcla es una combinación de dos o más sustancias en la cual las sustancias conservan sus propiedades características.

1. Mezcla homogénea: la composición de la mezcla es la misma en toda la disolución.

2. Mezcla heterogénea: la composición no es uniforme en todas partes.

bebida no alcohólica, leche, soldadura

cemento, virutas de hierro en arena

1.4

Los medios físicos puede usarse para separar una mezcla en sus componentes puros.

imán

1.4

destilación

Un elemento es una sustancia que no se puede separar en sustancias más simples por medios químicos.

• Se han identificado 115 elementos

• 83 elementos se encuentran en forma natural en la Tierra

oro, aluminio, plomo, oxígeno, carbono,

• 32 elementos se han obtenido por medios científicos

tecnecio, americio, seaborgio

1.4

Un compuesto es una sustancia formada por átomos de dos o más elementos unidos químicamente en proporciones definidas.

Los compuestos sólo pueden separarse en sus componentes puros (elementos) por medios químicos.

Agua (H2O) Glucosa (C6H12O6)

Amoniaco (NH3)

1.4

1.4

Clasificación de la materia

Materia

MezclasSustancias

purasSeparación por

métodos físicos

Separación por

métodos químicos

Mezclashomogéneas

Mezclasheterogéneas Compuestos Elementos

Los tres estado de la materia

1.5Sólido Líquido Gas

¿Física o química?

Una propiedad física no altera la composición o identidad de la sustancia.

Una propiedad quimica altera la composición o identidad de la sustancia(s) involucrada(s).

fusión de hielo azúcar disuelta

en agua

El hidrógeno se quema en presencia del aire para formar agua.

1.6

Materia: cualquier cosa que ocupa un espacio y tiene masa.

Masa: medida de la cantidad de materia.

La unidad SI de masa es el kilogramo (kg)

1 kg = 1000 g = 1 x 103 g

Peso: fuerza que ejerce la gravedad sobre un objeto.

peso = c x masa

sobre la Tierra, c = 1.0

sobre la Luna, c ~ 0.1

1.7

1 kg sobre la Tierra

0.1 kg sobre la Luna

Tabla 1.2 Unidades SI básicas

Cantidad fundamental Nombre de la unidad

Símbolo

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

1.7

Tabla1.3 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

Milli- m 10-3

Micro- µ 10-6

Nano- n 10-9

Pico- p 10-12

1.7

Volumen: la unidad de volumen derivada del SI es el metro cúbico (m3).

1 cm3 = (1 x 10-2 m)3 = 1 x 10-6 m3

1 dm3 = (1 x 10-1 m)3 = 1 x 10-3 m3

1 L = 1000 mL = 1000 cm3 = 1 dm3

1 mL = 1 cm3

1.7Matraz volumétrico

1 Litro

Densidad: la unidad derivada del SI para la densidades el kg/m3

1 g/cm3 = 1 g/mL = 1000 kg/m3

densidad = masa

volumen d = mV

1.7

Un pedazo de metal de platino con una densidad de 21.5 g/cm3 tiene un volumen de 4.49 cm3. ¿Cuál es su masa?

d = mV

m = d x V = 21.5 g/cm3 x 4.49 cm3 = 96.5 g

K = 0C + 273.15

0F = x 0C + 3295

1.7

273 K = 0 0C 373 K = 100 0C

32 0F = 0 0C 212 0F = 100 0C

Comparación de las tres escalas de temperatura

Punto de ebullicióndel agua

Temperaturacorporalnormal

Punto de congelación

del agua

Temperaturaambiente

Convertir 172.9 0F a grados Celsius.

0F = x 0C + 3295

0F – 32 = x 0C95

x (0F – 32) = 0C95

0C = x (0F – 32)95

0C = x (172.9 – 32) = 78.395

1.7

1.8

Notación científicaEl número de átomos en 12 g de carbono:

602,200,000,000,000,000,000,000

6.022 x 1023

La masa de un solo átomo de carbono en gramos:

0.00000000000000000000000199

1.99 x 10-23

N x 10n

N es un númeroentre 1 y 10

n es un entero positivo o negativo

Notación científica

1.8

568.762

n > 0

568.762 = 5.68762 x 102

mover decimal a la izquierda 0.00000772

n < 0

0.00000772 = 7.72 x 10-6

mover decimal a la derecha

Adición o sustracción

1. Escribir cada cantidad con el mismo exponente n

2. Combinar N1 y N2 3. El exponente, n,

permanece igual

4.31 x 104 + 3.9 x 103 =

4.31 x 104 + 0.39 x 104 =

4.70 x 104

Notación científica

1.8

Multiplicación

1. Multiplicar N1 y N2

2. Sumar exponentes n1 y n2

(4.0 x 10-5) x (7.0 x 103) =(4.0 x 7.0) x (10-5+3) =

28 x 10-2 =2.8 x 10-1

División

1. Dividir N1 y N2

2. Restar exponentes n1 y n2

8.5 x 104 ÷ 5.0 x 109 =(8.5 ÷ 5.0) x 104-9 =

1.7 x 10-5

Cifras significativas

1.8

•Cualquier dígito que no es cero es significativo

1.234 kg 4 cifras significativas

•Los ceros entre los dígitos no cero son significativos

606 m 3 cifras significativas

•Los ceros a la izquierda del primer dígito no cero no son significativos

0.08 L 1 figura significativa

•Si un número es mayor que 1, entonces todos los ceros a la derecha del punto decimal son significativos

2.0 mg 2 cifras significativas

•Si un número es menor que 1, entonces sólo los ceros que están al final y en medio del número son significativos

0.00420 g 3 cifras significativas

¿Cuántas cifras significativas están en cada una de las medidas siguientes?

24 mL 2 cifras significativas

3001 g 4 cifras significativas

0.0320 m3 3 cifras significativas

6.4 x 104 moléculas 2 cifras significativas

560 kg 2 cifras significativas

1.8

Cifras significativas

1.8

Adición o sustracción

La respuesta no puede tener más dígitos a la derecha del punto decimal que cualquiera de los números originales.

89.3321.1+

90.432 redondeo a 90.4

una cifra significativa después del punto decimal

3.70-2.91330.7867

dos cifra significativa después del punto decimal

redondeo a 0.79

Cifras significativas

1.8

Multiplicación o divisiónEl número de cifras significativas en el resultado está determinado por el número original que tiene el númeromás pequeño de figuras significativas.

4.51 x 3.6666 = 16.536366 = 16.5

3 cifra sig redondeo a 3 cifra sig

6.8 ÷ 112.04 = 0.0606926

2 cifra sig redondeo a 2 cifra sig

= 0.061

Cifras significativas

1.8

Números exactos

Obtenidos por definición o al contar varios objetos,pueden considerarse formados por un número infinitode cifras significativas.

¿El promedio de tres longitudes medidas; 6.64, 6.68 y 6.70?

6.64 + 6.68 + 6.703

= 6.67333 = 6.67

Porque 3 es un número exacto

= 7

Exactitud: cuán cercana está una medición del valor real de la cantidad medida.

Precisión: cuánto concuerdan dos o más mediciones de una misma cantidad.

exactitudy

precisiónbuenas

exactitud deficientey buena precisión

exactitudy

precisióndeficientes

1.8

1.9

El método del factor unitario para la resolución de problemas

1. Determine qué factor(es) unitario de conversión se necesita.

2. Lleve las unidades a través del cálculo

3. Si todas las unidades se cancelan excepto para la unidad(es) deseada, entonces el problema se resolvió correctamente.

1 L = 1000 mL

¿Cuántos mL están en 1.63 L?

1L

1000 mL1.63 L x = 1630 mL

1L1000 mL

1.63 L x = 0.001630L2

mL

La velocidad del sonido en el aire es aproximadamente 343 m/s. ¿Cuál es esta velocidad en millas por hora?

1 mi = 1609 m 1 min = 60 s 1 hora = 60 min

343ms

x1 mi

1609 m

60 s

1 minx

60 min

1 horax = 767

mihora

metros a millas

segundos a horas

1.9