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INTRODUCCION A LA BIOLOGIA

2. 2
INTRODUCCION A LA QUIMICA
¿Qué beneficios nos brinda la Química?
¿Cuántos tipos de energía podemos reconocer y
qué aplicaciones tiene?
Si observamos a nuestro alrededor, encontraremos
muchas cosas que son elaboradas por el hombre para
lograr una vida más cómoda. Por ejemplo, las
pinturas, el caucho de las llantas, los
medicamentos, los insecticidas, los fertilizantes, los
preservantes, los detergentes, las fibras sintéticas y
muchos otros productos. Pero ¿qué tiene que ver la
química en todo esto? ¿Es la química la
responsable de los productos mencionados? ¿Qué
estudia la química?
¿Qué otras aplicaciones prácticas conocemos de la
química? ¿Por qué debemos evitar que se derrame
vinagre sobre el mármol? ¿Por qué se abonan las
plantas? ¿Por qué tomamos bicarbonato cuando
tenemos acidez? ¿Por qué arde el carbón y no las
piedras? ¿Por qué empleamos bencina para limpiar las
manchas de grasa? ¿Por qué debemos usar gasolina-
ecológica? ¿Por qué se usa el carbono 14 para
determinar la antigüedad de un fósil, o el cobalto 60 para
el tratamiento contra el cáncer. ¿Porqué son peligrosas
las explosiciones nucleares?.
¿QUÉ ES LA QUIMICA?
La química es una ciencia experimental que estudia
las propiedades y estructura química de la materia.
Tanto la química como la física se caracterizan por
analizar los cambios en las propiedades de la materia
o sustancia.
A diferencia de la física que estudia la materia
“eternamente”, la química lo hace internamente.
1. APLICACIONES DE LA QUÍMICA.- La química
colabora con distintas ramas de la actividad
humana, veamos algunos ejemplos de ello:
 AGRICULTURA: Con la fabricación de pesticidas,
insecticidas, abonos, fertilizantes, etc.
• MEDICINA: E n el mejoramiento de la salud
gracias a la elaboración de vacunas, antibióticos,
cortisona, antidepresivos, vitaminas, hormonas,
analgésicos, entre otros.
• INDUSTRIA TEXTIL: Con la elaboración de tintes
y colorantes, fibras sintéticas (nylon, rayón), teñido
de lanas y otras fibras.
• MINERÍA Y METALURGÍA: Con la obtención de
diversos minerales y aleaciones mediante
procesos electrolíticos.
• ALIMENTACIÓN: En la conservación de frutas y
diversos productos alimenticios, la potabilización
del agua,
 la elaboración de vinagres, aceites, yogourt,
azúcares, entre otros.
• OTRAS INDUSTRIAS: En el procesamiento de
madera para la obtención de papel y resinas, en la
obtención del ácido sulfúrico, etc.
• MEDIO AMBIENTE: Con el control de los
elementos contaminantes del medio ambiente y la
asistencia en desastres ecológicos como derrames de
petróleos, lluvias ácidas, incendios forestales, etc.
2.DIVISIÓN DE LA QUÍMICA.- La química, como
resultado de su desarrollo con otras ciencias, se ha
dividido en las siguientes ramas.
 QUÍMICA GENERAL. Estudia las leyes y
principios fundamentales a todas las ramas de la
química. Por ejemplo, la estructura del átomo.
 QUÍMICA DESCRIPTIVA. Estudia cada
sustancia en particular. Por ejemplo, el agua, el
alcoholetílico, el oxígeno, etc. se divide en:
 QUÍMICA INORGÁNICA: Estudia los elementos
y compuestos que no tienen carbono, y otros
compuestos que, a pesar de tener carbono son
inórganicos, como algunos ácidos y sales de
carbono.
• QUÍMICA ORGÁNICA: Estudia las sustancias
donde interviene el carbono como elemento
fundamental.
 Por ejemplo, grasas, vitaminas, petróleo, alcohol,
etc.
 QUÍMICA ANALÍTICA: Estudia la identificación y
determinación de las sustancias orgánicas e
inorgánicas. Se divide en:
 CUALITATIVA: Permite conocer los elementos
que forman las sustancias. Por ejemplo el hidróxido
de calcio demuestra que éste contiene únicamente
calcio, oxígeno e hidrógeno.
• CUANTITATIVO: Precisa la cantidad de los
elementos que forman un compuesto. Por ejemplo,
indica que el hidróxido de calcio contiene 1 átomo
de calcio, 2 de oxígeno y 2 de hidrógeno: Ca(OH)2.
 QUÍMICA APLICADA.- Por su relación con otras
ciencias, la química se divide en:
• QUÍMICA INDUSTRIAL: Estudia los procesos
industriales, como los combustibles, fertilizantes,
detergentes, etc..
 PETROQUÍMICA: Estudia los subproductos del
petróleo para obtener combustibles, acetileno,
plásticos, colorantes, insecticidas, etc.
• FISICOQUÍMICA: Estudia la aplicación de las
leyes físicas en la química.
• RADIOQUÍMICA: Estudia el comportamiento de
las sustancias radiactivas. Por ejemplo, la fisión
nuclear.
• BIOQUÍMICA: Estudia las funciones de las
moléculas biológicas por ejemplo, la fotosíntesis, la
respiración, la digestión.
• ASTROQUÍMICA: Estudia la naturaleza química
de los astros. Así, ha determinado que la
atmósfera de
 Marte se compone de nitrógeno, argón, anhidrido
carbónico e hidrógeno, y que indicios de la presencia
de helio.

3. 3
PRACTICA
1. ¿Cuál es la importancia de la química en nuestra
formación personal?
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
2. Cita 3 ejemplos de la vida cotidiana y clasificada
dentro de las ramas de la Química.
a. …………………………………………………….
b. …………………………………………………….
c. …………………………………………………….
3. ¿Qué diferencia existe entre datos cualitativos y
cuantitativos?.
...............................................................................
…………………………………………………………
4. ¿Cuál es la responsabilidad de la química en la
protección del medio ambiente?.
...............................................................................
…………………………………………………………
5. No forma parte del estudio químico:
Materia – cuerpo – fenómeno – químico – mezcla -
fenómeno físico.
…………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………..
6. No se apoya de conocimientos químicos:
El físico – el literato – el arqueólogo – el médico – El
farmacéutico.
7. Estudia las leyes que rigen a toda la química:
- Q. cuantitativa
- Q. orgánica
- Q. nuclear
- Q. general
- Q. descriptiva
……………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………..
8. No pertenece a la química aplicada:
A) Fisioquímica B) Bromatología
C) Toxicología D) Química inorgánica
E) Bioquímica
................................................................................
…………………………………………………………
9. Estudia la composición química de los astros:
- Geoquímica -Astronomía
- Astroquímica - Química nuclear
10. Estudio la composición química de la tierra:
...............................................................................
…………………………………………………………
11. Estudia compuestos orgánicos, se le conoce
también como la química del carbono:
…………………………………………………………
…………………………………………………………
12. Se relacionan con la biología para estudiar las
funciones y transformaciones químicas en el interior de
un ser vivo:
A) biología B) fisicoquímica
C) biología molecular
D) bioquímica
E) N.A
13. Estudia las técnicas de purificación y extracción de
minerales.
A) Q. Inorgánica B) Petroquímica
C) Mineralogía D) Q. Industrial
E) Geología
14. Obtiene productos industriales a partir de los
derivados del petróleo, carbón y gas natural:
A) química industrial B) ingeniería química
C) petroquímica D) química general
E) N.A.
METODO CIENTIFICO
La Química emplea el método científico como una
técnica para la investigación. Mencionaremos los
pasos a seguir del método científico.
1. La observación del fenómeno.- Una vez
planteado el fenómeno que se quiere estudiar, lo
primero que hay que hacer es observar su
aparición, y sus características. Por ejemplo, al
describir el encendido de una vela, deberemos
observar que la vela se acorta a medida que arde,
que el material de la vela se consume, que arde
con la presencia del aire, que la llama es azul en la
base, oscura en el centro y amarilla en el resto,
etc.
2. La búsqueda de información.- Como paso
siguiente, consultar libros, enciclopedias o revistas
científicas en los que se describa el fenómeno
estudiado. No te olvides que en los libros se
encuentra el conocimiento que es importante en
todo trabajo científico.
3. La formulación de hipótesis.- Después de
haber observado el fenómeno y te has
documentado lo suficiente, debes buscar una
explicación que te permita definir cada detalle que
has observado.
Como primer paso debes efectuar varias
suposiciones o conjeturas de la que
posteriormente eligirás como explicación del
fenómeno a la mejor que se ajuste a tus
conocimientos en ese momento.
Esta explicación razonable se denomina hipótesis
científica
4. La comprobación experimental.- Una vez

4. 4
formulada tu hipótesis debes comprobar que ésta es
válida para lo cual debes realizar experiencias donde
puedes reproducir todo el fenómeno estudiado.
Tu hipótesis puedes desarrollarlo con hechos
experimentales que puedes realizarlo en el
laboratorio o en el salón de clase.
De los resultados de estas experiencias obtendrás
algunos datos que te servirán para realizar tus propias
conclusiones y que te permita verificar que tú
hipótesis es aceptada o rechazada.
5. Las conclusiones y la comunicación de
resultados.- Una vez comprobada tu hipótesis
procedes a emitir a que conclusiones llegastes, que
pueden ser empíricas.
Una vez obtenida dicha conclusión, ésta debe ser
comunicada al resto de la comunidad para que
sirva como punto de otros descubrimientos.
AUTOEVALUACIÓN
1. ¿Cuál es la importancia del método científico?
Rpta.: ............................................................
2. ¿Cuál es la diferencia entre el conocimiento
empírico y el conocimiento científico.
Rpta.: ............................................................
3. Desarrolla un ejemplo en el cual menciones como se
realiza la observación del fenómeno.
Rpta.: ..........................................................
4. En cuál de las características del método científico,
se debe consultar en libros o enciclopedias para
acumular nuestros conocimientos.
Rpta.: ..............................................................
5. A qué se denomina hipótesis científico.
Rpta.: ............................................................
MATERIA
¿QUÉ ES LA MATERIA?
Es todo aquello que existe en el universo, que tiene masa
y por tanto ocupa un lugar en el espacio (volumen).
La materia puede ser cualquier cosa que podamos ver y
tocar (como agua, tierra y árboles) o no (como el aire).
Su existencia es independiente de nuestros sentidos.
La materia ¿Es sólo aquello que posee masa y
volumen?
No, La energía también es una forma de materia, es
materia dispersada.
Ejemplos:
• Agua, Sal, Aire, Arena, Gaseosa, etc.
• El cuerpo humano, un envase de aluminio, los
muebles, el sol, etc.
• Luz, sonido, campo magnético, Rayos X, Radiación
Infrarrojas, Rayos UV, etc.
I. DIVISIÓN DE LA MATERIA:
La materia no es un todo único, sino que se halla en
porciones en la naturaleza y cada porción limitada de
materia se denomina cuerpo, este se va a dividir
mediante diferentes medios como mecánicos, físicos,
químicos, nucleares y cósmicos hasta llegar a la última
división “Los Quarks”.
“Cuerpo” “Partícula” “Molécula” “Átomo”
Medios Medios Medios
Mecánicos Físicos Químicos
Partículas Quarks
Subatómicas
Medios Medios
Nucleares Cósmicos
II. CLASIFICACIÓN DE LA MATERIA:
1. Sustancia química.- Es la materia homogénea
que está constituida por una sola clase de
átomos o de moléculas. Y puede ser:
 Sustancia simple o elemento.- Está constituido
por una sola clase de átomos. Ejemplo:
Metales:
 Plata : Ag • Carbono : C
• Cobre : Cu • Hidrógeno : H2
• Oro : Au • Oxígeno : O2
• Mercurio : Hg • Nitrógeno : N2
• Hierro : Fe • Cloro : Cl2
• Calcio : Ca • Fósforo : P
• Sodio : Na • Helio : He
• Aluminio : Al
 Sustancia compuesta o compuesto.- Se
encuentra formada por dos o más elementos
diferentes. Ejemplo:

5. 5
EQUIPO DE DESTILACION
Compuesto Fórmula
Agua
Dióxido de carbono
Ácido sulfúrico
Amoniaco
Cloruro de sodio (sal)
Óxido de calcio (cal)
Hidróxido de sodio
Monóxido de carbono
Óxido ferroso
H2O
CO2
H2
SO4
NH3
NaCl
CaO
NaOH
CO
FeO
2. Mezcla:
Es la unión de dos o más sustancias en
cantidades variables, no presentan fórmula y no
se forman nuevas sustancias. Se pueden separar
mediante procesos físicos como: destilación,
filtración, etc,
a. Mezcla homogénea.- Presenta una sola fase
(un solo color).
Ejemplos:
• Agua de mar (salmuera): agua y sal
• Agua dura: agua y sal (calcio y magnesio)
• Agua potable: agua y cloro
• Ácido muriático: agua y ácido clorhídrico
• Formol: agua y metanal
• Vinagre: agua y ácido acético
• Latón: cobre y cinc
• Bronce: cobre y estaño
• Amalgama: metal y mercurio
b. Mezcla heterogénea.- Presenta dos o más fases:
Ejemplo:
El hielo flotando en el agua, líquidos no
miscibles como aceite y agua, mezcla de arena
y sal común.
Nota:
Se llama Combinación a la unión de dos o
más sustancias en cantidades fijas,
generándose nuevas sustancias con propiedades
diferentes a las iniciales.
 Para separar una mezcla de dos líquidos
miscibles se puede hacer por destilación.
III. ESTADOS FÍSICOS DE LA MATERIA
Los estados de la materia se manifiestan mediante
dos fuerzas.
Cohesión (Fa ) : Es la atracción molecular en los
cuerpos.
Repulsión (FR ) : Es la separación molecular en
los cuerpos.
Entre los estados de la materia tenemos:
1. Estado Gaseoso:
2. Estado Sólido:

6. 6
3. Estado Liquido:
4. Estado Plasmático.- El estado se produce
cuando la materia está sometida a altas
temperaturas, como por ejemplo en las
estrellas, donde la temperatura alcanza
millones de grados centígrados. Se caracteriza
porque:
Es el más abundante del universo
Es un estado de Alta Energía (Temperatura
mayor a 10 000ºC)
La materia está totalmente Ionizada( Cationes
y electrones libres).
LUCES EN LA ATMÓSFERA
5. EL QUINTO ESTADO DE LA MATERIA EL
CONDENSADO DE BOSE- EINSTEIN:
Un BEC es un grupo de unos cuantos millones
de átomos que se unen para formar una sola
onda de materia de aproximadamente 1mm de
diámetro.
 Este estado se consigue a temperaturas cercanas
al cero absoluto ( a mil millones de veces más
frío que el espacio interestelar)
 Los BECs son frágiles.
 La luz viaja muy lentamente a través de los BECs
 Los BECs fueron pronosticados por el Físico
Hindú Satyendra Nath Bose y por Albert
Einstein en 1920.

7. 7
Sabías que…
Un BEC es como si sentáramos 100 personas
en una misma silla, pero no una encima de la
otra, si no que ocupando el mismo espacio.
¿Qué cosas no?...
En 1995 Ketterle creó BECs en su laboratorio,
enfriando un gas hecho de átomos de Sodio.
En ese mismo año Eric Cornell y Carl Weiman
crearon también algunos BECs; los de ellos
estaba compuestos por átomos de Rubidio
Superenfriados.
Por eso Cornell y Weiman compartieron el
premio Nobel de Física 2001 con Ketterle.
6. SEXTO ESTADO DE LA MATERIA.- Como
sabemos el BEC aparece cuando los
científicos superenfrian unas partículas
llamadas bosones los cuales se unen para
formar una única súper-partícula.
Ahora tenemos “condensados
Fermiónicos” recién descubiertas por
investigadores financiados por la NASA, se
logró enfriando hasta menos de una millonésima
de grado sobre el Cero absoluto.
“Cuando se encuentra una nueva forma de
materia, toma un tiempo entenderla”.
IV. PROPIEDADES DE LA MATERIA:
Las características que presenta la materia se
llaman propiedades y pueden ser:
a. Propiedades generales o extensivas.- Son
aquellas que dependen de la cantidad de
materia. Entre ellas tenemos:
1. Masa.- Es la cantidad de materia contenida en
un cuerpo. El instrumento que se usa para medir
la masa es la balanza y su unidad en el Sistema
Internacional es el Kilogramo.
2. Extensión (volumen).- Es el lugar que ocupa
un cuerpo en el espacio.
3. Divisibilidad.- La materia se puede fraccionar en
partes cada vez más pequeñas.
4. Impenetrabilidad.- El espacio ocupado por un
cuerpo no puede ser ocupado por otro en el
mismo instante.
5. Inercia.- Todo cuerpo se mantiene en reposo o
en movimiento uniforme, mientras que no exista
una causa (fuerza) que modifique dicho estado.
b. Propiedades particulares o intensivas.- Son
aquellas que no dependen de la cantidad de
materia y los más importantes son:
1. Dureza.- Es la resistencia que presenta un
sólido a ser rayado. Según la escala de
Mohs, el material más duro es el diamante y
el menos duro el talco.
2. Tenacidad.- Es la oposición que presenta
un cuerpo sólido al fraccionamiento.
3. Maleabilidad.- Propiedad por la cual los
metales se pueden transformar hasta
láminas.
4. Ductibilidad.- Propiedad por la cual los
metales se pueden transformar hasta
alambres o hilos.
5. Viscosidad.- Es la resistencia que
presentan los fluidos en su desplazamiento.
V. FENÓMENOS FÍSICOS Y QUÍMICOS:
En la naturaleza se producen constantes cambios
en la materia: la evaporación del agua de los mares
y lagos, la lluvia, la corrosión de los metales. Estos
cambios pueden ser físicos o químicos.
a. Fenómeno físico.- Un fenómeno o cambio físico
es toda transformación que sufre la materia,
de manera que la estructura molecular de los
materiales no se altera y sus cualidades
persisten aún después del cambio. Este tipo de
cambio es fácil de identificar, por ejemplo, si se
arruga un papel, se provoca en él un cambio
físico:
No cambia la estructura molecular del papel y
se puede apreciar a simple vista.
Otros ejemplos de cambios físicos son:
 Mezcla
 Dilatación
 Cambios de estado, en el ciclo del agua se
grafica todos los cambios de estado sufridos
por dicha sustancia.

8. 8
b. Fenómenos químicos.- Un fenómeno o cambio
químico es la alteración de la estructura
molecular que sufre la materia.
Puedes observar un ejemplo de cambio
químico cuando quemas una hoja de papel. El
papel modifica su composición química y, por
ende, sus cualidades químicas.
Alotropía.- Es la existencia en un mismo estado
físico de dos o más formas moleculares o cristalinas
de un elemento químico, debido a ello, sus
propiedades son diferentes.
Ejemplo:
 Oxígeno
- O2 (Oxígeno)
- O3 (Ozono)
 Carbono
- Diamante
- Grafito
 Fósforo.
- Rojo
- Blanco
 Azufre
- Monoclínico
- Rómbico
AUTOEVALUACIÓN
1. De las aseveraciones:
I. La dureza es la resistencia de un sólido a ser
rayado.
II. La inercia es una propiedad extensiva de la
materia.
III. Los gases son difícilmente compresibles
Son correctas:
a) sólo I b) sólo II c) sólo III d) I y II e)
todas
2. Indicar cuántas propiedades son intensivas:
-Temperatura de ebullición
-Cantidad de materia
-Olor
-Viscosidad
-Densidad
a) 0 b) 1 c) 2
d) 3 e) 4
3. ¿Cuáles son propiedades intensivas?
I. Corrosión del hierro en el medio
ambiente.
II. Ataque de los ácidos a ciertos
metales.
III. Sublimación del hielo seco.
III. Evaporación del agua de mar
a) sólo I b) sólo II
c) sólo III d) sólo IV
e) Todas
4. La resistencia de un cuerpo a ser roto se
denomina:
a) dureza b) ductibilidad
c) maleabilidad d) tenacidad
e) masa
5. Indique una sustancia que presente ductibilidad:
a) oxígeno b) argón
c) oro d) nitrógeno e) madera
6. Señale aquello que no corresponde a un
fenómeno químico.
a) fotosíntesis.
b) oxidación de los metales.
c) fermentación de la "chicha de
jora".
d) combustión de la madera.
e) la sublimación de la naftalina
7. Señalar al que no representa un fenómeno físico:
a) chancar piedra
b) dilatar los metales
c) mezclar agua y alcohol
d) oxidación de los metales
e) todos.
Un papel arde
(combustible)
Un metal se oxida
(corrosión)