Química General QQ 103

I PERIODO 2014 SECCION 7 - 8 AM

Ing. Alexis Rodríguez

Horas de consulta: L- J de 8 a 9 am

OBJETIVO:

• Conocer los conceptos básicos de química y principios fundamentales de química, para comprender aplicación en tecnología, ciencias a y aplicarlas en su vida profesional

REGLAS

• Teléfonos celulares

• Plagio

• Copia durante exámenes

• Respeto

• Resolución de problemas y conflictos

• Conducta

QUIMICA

• Ciencia de la composición y estructura de las sustancias y con las fuerzas que las mantienen juntas.

• Propiedades químicas dan claves para determinaciones estructurales, para su identificación, clasificación y aplicaciones.

• Reacciones químicas para transformaciones, condiciones y cambios (deseables e indeseables)

Carreras e intereses

Ramas de química • Química orgánica – la química de la mayoría

de los compuestos de carbono, de plantas vivas, animales y sintéticos

• Química inorgánica – todos los elementos excepto el carbono

• Química analítica – identificación y composición cualitativa y cuantitativa de la materia/sustancias

• Fisicoquímica – principios físicos que rigen la estructura de a materia y su transformación

• Bioquímica – química de los sistemas vivos

Metodología Científica Ciencia: Es el conocimiento organizado sobre las cosas que se observan en la naturaleza, en el mundo material y en el universo.

Las ciencias obtienen y construyen el conocimiento, por que se apoyan en la metodología científica.

La metodología científica comienza con una observación y con la formulación de la hipótesis.

Hipótesis: Explicación tentativa de los resultados de la experimentación; es objeto de verificación o rechazo durante experimentos adicionales.

El Método Científico Planteamiento del

problema

Formulación de la hipótesis

Realización de diseños experimentales

Experimentación

Análisis y realización de resultados

Comunicación del trabajo realizado

Notación Científica

http://es.scribd.com/doc/53918153/13/Notacion-cientifica

Notación Científica • Desplazamiento de la coma

23,5x106 256x109 0,002x10-4

• Suma y resta

Ambos números deben de tener el mismo exponente.

3,5x108 + 7,2x108= ?

3,5x104 + 7,2x105= ?

1,6x10-4 + 2,8x10-5= ?

4,28x10-4 – 1,35x10-3= ?

Notación Científica Multiplicación

Se multiplica la parte real y se suman los exponentes.

• 1,5x107 x 4,2x104

• 1,6x105 x 2,3x10-2

División

Se dividen los números reales y se restan los exponentes

• 6x107 ÷ 4x104

• 4,9x10-3 ÷ 4x10-6

Cifras significativas En una medición, son los dígitos que se conocen como precisos, junto con un dígito final en torno al cual existe alguna incertidumbre.

Reglas para la cifras significativas

1. Dígitos diferentes de cero son siempre significativos

2. Ceros a la izquierda nunca son significativos.

3. Ceros confinados son siempre significativos.

4. Ceros a la derecha a) Contiene un punto decimal.

b) Contiene una barra en la parte superior.

Ejemplo:

Determine el número de cifras significativas y cual regla cumple:

Número No de cifras significativas

Regla

747

1011

3,50

35Ō

0,052

Redondeo de cifras Reglas: 1. Si la primera cifra no significativa es menor que 5,

descártela y la última cifra significativa permanece igual.

2. Si la primera cifra no significativa es mayor que 5 o es seguida por números diferentes de 0, descarte la(s) cifra(s) no significativas(s) e incremente la última cifra significativa en uno.

3. Si la primera cifra no significativa es 5 y esta seguida por ceros, descarte el 5 y:

- Aumente la ultima cifra significativa en uno si es impar. - Deje la última cifra significativa igual si es par .

4. Las cifras no significativas a la izquierda del punto decimal no se descartan pero se sustituyen por ceros.

Redondee los siguientes números a tres cifras significativas

Número Respuesta

462,2

474,50

687,50

1248

0,027750

Reglas de redondeo en operaciones matemáticas fundamentales

En la adición y en la sustracción, la respuesta no debe de abarcar un espacio menor (decimales, unidades, decenas, etc) que el del número con el espacio más pequeño.

En la multiplicación y la división, la respuesta no debe de contener más cifras significativas que el número menor de cifras significativas de los números utilizados en la multiplicación o división.

Sistemas de Medición • Las mediciones que hacen los químicos se utilizan a

menudo en cálculos para obtener otras cantidades relacionadas.

• Existen diferentes instrumentos que permiten medir las propiedades de una sustancia:

– Con la cinta métrica se miden longitudes,

– Con la bureta, la pipeta, la probeta graduada y el matraz volumétrico se miden volúmenes.

– Con la balanza se mide la masa.

– Con el termómetro la temperatura.

Sistemas de Medición Estos instrumentos permiten hacer mediciones de:

• Propiedades macroscópicas, es decir, que

pueden ser determinadas directamente.

• Propiedades microscópicas, a escala atómica o

molecular, se deben determinar por un método

indirecto.

• Una cantidad medida DEBE escribirse como un

número con una unidad apropiada.

• En 1960, la Conferencia General de Pesas y

Medidas, que es la autoridad internacional del

sistema de unidades, propuso un sistema

métrico revisado y actualizado

En esa conferencia se propuso el Sistema

Internacional de Unidades (abreviado SI, del

francés Système Internationale d’Unites).

• Como las unidades métricas, las unidades SI

cambian en forma decimal por medio de una

serie de prefijos.

• Las mediciones que se utilizan con frecuencia

en el estudio de la química son tiempo, masa,

volumen, densidad y temperatura.

SISTEMA METRICO VS SISTEMA INGLES

Sistema Inglés Sistema métrico

TIEMPO Segundos Segundos

LONGITUD Pie Metro

MASA Libra Kilogramos Gramos

VOLUMEN Pie cubico Litros

TEMPERATURA O Farenheit O Celsius

O Kelvin

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

PREFIJOS

La unidad S.I. de longitud es el metro (m) y la unidad

de volumen derivada del S.I. es el metro cúbico

(m3).

Sin embargo, es común que los químicos trabajen

con volúmenes mucho menores, como son el

centímetro cubico (cm3) y el decímetro cubico

(dm3) donde:

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

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

Otra unidad común de volumen es el litro (L).

Un litro se define como el volumen que ocupa

un decímetro cubico.

El volumen de un litro es igual a 1 000 mililitros

(mL) o 1000 cm3:

1L = l 000 mL = 1000 cm3 = 1 dm3

Un mililitro es igual a un centímetro cubico:

1 mL = 1 cm3

Factor Unitario Se basa en la relación que existe entre diferentes unidades que expresan la misma cantidad física.

Se sabe, por ejemplo, que la unidad monetaria "lempira" es diferente de la unidad "centavo". Sin embargo, se dice que un lempira es equivalente a 100 centavos porque ambos representan la misma cantidad de dinero:

1 lempira =100 centavos

Dado que un lempira es igual a 100 centavos, se infiere que su relación es igual a 1

1 lempira/100 centavos

Esta relación se puede leer como 1 lempira por cada 100 centavos.

• La fracción se denomina factor unitario (igual a 1) porque el numerador y el denominador describen la misma cantidad de dinero.

• La relación también se podría haber escrito como 100 centavos por un lempira: 100 centavos/1 lempira

Esta fracción también es un factor unitario. Como puede verse, el recíproco de cualquier factor unitario también es un factor unitario.

Ejemplo

• La conversión de 57.8 metros a centímetros.

• El problema se puede expresar como

X cm = 57.8 m

• Por definición, 1 cm = 1 X 10-2 m

• Debido a que se están convirtiendo "m" a "cm", se elige el factor unitario que tiene metros en el denominador

En el método del factor unitario, las unidades se mantienen en todo el proceso del cálculo; si la ecuación se establece en forma correcta, todas las unidades se cancelan excepto la deseada. Si no es así, entonces debe haberse cometido un error en alguna parte, que, se identifica al revisar la solución

Ejemplos de factor unitario

• Cuantos centímetros hay en 4 metros? Plantear la pregunta así: 4 m = ? cm Buscar un factor unitario que muestre la relación entre estas dos unidades 1 metro = 100 cm: 1 m y 100 cm 100 cm 1 m Se usa aquel F.U. que permita que se eliminen las unidades de medida con o que se obtenga la respuesta en cm

• Un bebé recién nacido mide 18,2 pulgadas de largo, cuántos cm de largo tiene el bebé?

• La maratón de Boston mide 26.2 millas. Alberto Salazar ganó la carrera en 1982 con un tiempo de 2 horas, 8 minutos y 51 segundos.

Cuantos km de largo tiene esta carrera?

En promedio cuantos minutos le llevó correr una milla?

Materia

• Materia es cualquier cosa que tiene masa e inercia y ocupa un espacio

• Masa es una medida de la cantidad de materia

• Peso es – la medida de atracción gravitacional sobre un objeto

o

la acción de la fuerza de la gravedad sobre la masa de un objeto.

– El peso puede cambiar, pero la masa es siempre constante

ESTADOS DE LA MATERIA

http://lamateriaysustransformaciones5udp.blogspot.com/2012/01/blog-post_9662.html

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p:/

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jocc

nn

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a.b

log

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t.co

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http://jenny-lasnuevastecnologias.blogspot.com/2011/02/los-tres-estados-de-la-materia.html

Propiedades de los estados de la materia

Estado Forma Volumen Compresibilidad Propiedades sub microscópicas

Sólido Definida Definido Insignificante Partículas en contacto y estrechamente empaquetadas en matrices rígidas

Líquido Indefinida

Definido Muy poca Partículas en contacto, pero móviles

Gaseoso Indefinida

Indefinido Alta Partículas muy separadas e independientes unas de las otras

• Miscibilidad: líquidos que se disuelven el uno en el otro

• Inmiscibles: líquidos que forman una mezcla turbia y al dejar en reposo, se separan en dos capas distintas

Sustancias puras y mezclas

• La materia se clasifica en

– Sustancia pura: un elemento o un compuesto, su composición es definida y fija, son homogéneos

– Mezcla: su composición puede variar, pueden ser homogéneos (igual en todas sus partes) o heterogéneos (diferente)

Una solución es una mezcla homogénea, su composición y apariencia es uniforme.

Materia

Sustancias puras

Elementos

Compuestos

Mezclas

Mezclas Homogéneas

Mezclas Heterogéneas (soluciones)

R

e

a

c

c

i

o

n

e

s

q

u

í

m

i

c

a

s

Elementos y compuestos

• Los elementos son sustancias fundamentales con las cuales se forman todas las cosas materiales.

• La partícula más pequeña que conserva las propiedades del elemento es el átomo.

• Los átomos de un elemento no se pueden dividir en átomos mas simples.

85 % 15 % 0.1 %

1 2 3 4 5 6 7

GRUPOS

P

E

R

I

O

D

O

S

• Los compuestos son sustancias puras formadas por dos o más elementos, combinados en proporciones fijas.

• Cada compuesto tiene una fórmula química que indica las proporciones en que se combina cada elemento.

• La fórmula química del agua es H2O, lo que indica que un átomo de oxígeno se combina con dos átomos de hidrógeno.

• Las propiedades de los compuestos

son diferentes a las de los elementos

individuales.

PROPIEDADES

FÍSICAS Identifican sin alterar su

composición

Olor

Color

Densidad

Punto de fusión

Punto de ebullición

Dureza

Brillo

QUÍMICAS Relacionados con los cambios de

composición o sus reacciones con otras sustancias

Inflamabilidad

Reactivo con oxígeno, acido o metal

Se descompone con calor

Reacciona con otras sustancias

Densidad y peso específico

• La densidad de una sustancia es la masa de dicha sustancia por unidad de volumen

• Masa

• Volumen

Expresada en g/mL o g/cm3

Densidad = masa

volumen

Elemento Densidad (g/cm3)

Plomo 11,3

Hierro 7,86

Calcio 1,54

Agua 1,00

Etanol 0,789

Densidad relativa

• La relación entre la masa de una sustancia y la masa de un volumen igual de agua, a la misma temperatura

• Compara la densidad de una sustancia con la del agua y comúnmente de usa para comparar la densidad de otros líquidos con la del agua

Densidad relativa= densidad de la muestra

densidad del agua (1 mL a 4oC)