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INTRODUCCION DE LA QUIMICA
QUIMICA.- Es ciencia que estudia la materia en su estructura, composición,
propiedades y cambios que experimenta y la energía involucrada en dichos cambios.
QUIMICA
Es considerada como la ciencia la cual estudia la materia, su estructura intima, sus cambios,
sus relaciones con la energía, y las leyes que la rigen y los cambios y transformaciones que
sufren.
Importancia De La Química:
Esta ciencia tiene una gran importancia ya que estudia la materia que
forma tanto el macrocosmos como el microcosmos. La comprensión de estos
dos mundos incluyentes nos permite manejar y utilizar para nuestro beneficio
todo lo que nos rodea, o al menos para que no nos perjudique.
Es muy frecuente que a la química se le considere la ciencia central, ya
que para los estudiantes de biología, física, geología, ecología y otras
disciplinas, es esencial tener un conocimiento básico de la química. En
efecto, la química es fundamental para nuestro estilo de vida, sin ella
tendríamos una vida más efímera en el sentido de vivir en condiciones
primitivas: sin automóviles, electricidad, computadoras, discos compactos
(CD) y muchos otros satisfactores cotidianos.
Con auxilio de otras ciencias podemos, por ejemplo, conocer la
composición química de nebulosas, estrellas, galaxias y otros cuerpos
celestes, constituidos en su mayor parte por gases (hidrogeno, helio). Entre los
espacios interestelares se han identificado sustancias químicas mas
complejas: burbujas de agua, docenas de moléculas orgánicas de
diferentes tipos, nubes de gases y de polvo; lo mismo sucede al analizar la
constitución de los planetas, lunas, aerolitos, anillos interplanetarios, etc., en
los que se han localizado metales, sales, óxidos y compuestos químicos mas
complejos. Gracias a estudios químicos y físicos de una parte del cosmos, el
hombre ha formulado teorías sobre la creación del Universo. Una de las más
aceptadas es la teoría del Big Bang o “Gran explosión”.
1
El metabolismo de la glucosa y los lípidos son ejemplos de cambios
químicos que se realizan en el organismo.
Las seis enzimas marcadas en rojo (incluidas las cinco de la pregunta) son afectadas por la
acción de la insulina, por tres mecanismos diferentes. Todas menos la glucógeno fosforilasa
son estimuladas. Sin embargo, hay que observar que la PFK-2 es una actividad de una
enzima bifuncional, la otra mitad de esta super-enzima será tratada más tarde.
Otra aportación de la química a nuestras vidas es la fabricación de
sustancias nuevas, inexistentes en la naturaleza, las cuales han dado origen a
un avanzado desarrollo tecnológico como son productos petroquímicos,
tales como polímeros sintéticos (polietileno, PVC, acrilán, dacrón), adhesivos,
disolventes, combustibles, etc.
Se podría afirmar, sin lugar a dudas, que el 99% de las industrias están
basadas en la química. Como seria imposible mencionar todas, solo
citaremos algunas:
Industria agrícola y ganadera: Elaboración de
pesticidas (insecticidas, herbicidas, fungicidas,
nematocidas), fertilizantes, abonos, alimentos
2
balanceados para diferentes especies animales para hidroponía y
aeroponía.
Industria papelera: Fabricación de
cartón, cartulina y papel (para escritura,
bristol, de China, de arroz, celofán, Manila,
glaseen, corrugado, tapiz, sanitario,
térmico, fotográfico).
Industria alimentaria: Elaboración de embutidos,
alimentos enlatados, jugos y leche condensada y
evaporada, bebidas instantáneas, aceites, productos
lácteos, edulcorantes (azúcar, ciclamatos), dulces,
helados.
Industria metalúrgica: Obtención de metales
químicamente puros como mercurio, estaño, iridio
para recubrimiento de lentes. Elaboración de
aleaciones (bronce, latón, aceros) para instrumentos
musicales, material de construcción, artículos para
construcción de medios de transporte, naves
interplanetarias.
Industria electrónica: Elaboración de silicio
policristalino tipo n y tipo p; grafito artificial, para
fabricar electrodos, pilas fotoeléctricas,
transmisores, semiconductores, transistores,
sensores, circuitos integrados, etc.
Industria del vidrio: Fabricación de vidrio plano
(ventanales), vidrio temple especial (seguridad,
antibalas), vidrio hueco (botellas, vasos); de color
(emplomados, vajillas); fibra óptica (cables para
teléfonos, cirugía laparoscópica); de seguridad
(parabrisas, gafas para deportistas y obreros); vidrio
especial: cristal de plomo, plata, oro y platino, etc.
Industria textil: Teñido y estampado de
telas de fibras naturales; elaboración de
filamentos sintéticos (poliéster, rayón), etc.
3
Industria petroquímica: Subproductos de la refinación
del petróleo: plásticos de PVC, polietileno, etc.; resinas
para unicel, hule espuma, pinturas, juguetes, teflón, etc.
Relación De La Química Con Otras Ciencias
• Geografía.- Composición química de atmósfera, suelos, aguas
terrestres y pluviales.
• Medicina.- Estudio de las funciones químicas del organismo humano,
medicina forense, investigación y desarrollo de medicamentos,
materiales para prótesis, reactivos para análisis y material quirúrgico.
• Biología.- Comportamiento químico de seres vivos, reactivos para
identificaciones biológicas.
4
Geología
Física
Geología
Astronomía
Ing. Civil
Arqueología
Biología
Medicina
QUIMICA
• Arqueología.- Estudio de la antigüedad de ruinas, fósiles, utensilios por
reacciones químicas y 14
C, materiales utilizados por culturas
prehistóricas y civilizaciones antiguas.
• Ingeniería Civil.- Investigación y desarrollo de materiales para la
construcción, análisis de resistencia de los mismos.
. Astronomía.- Analizar la composición química de planetas, estrellas y
demás cuerpos estelares.
• Geología: Análisis de rocas, suelos y subsuelos, para identificar
antigüedad, minerales y otros compuestos químicos.
• Física.- Factores que intervienen en cambios químicos de las sustancias
(temperatura, concentraciones, velocidad de reacción, intercambios
térmicos, presión).
Partes De La Química
Es tan amplio el campo de estudio e investigación de la química que es
casi imposible incluir todas las sustancias y sus procesos en una única
disciplina. Además, junto con el avance del desarrollo tecnológico se
obtienen nuevas sustancias, se desarrollan procesos nuevos y se mejoran los
ya existentes, lo cual obliga a los científicos a dividir la química en diversas
ramas para estudiar y comprender mejor cada área.
Sin embargo, al dividir a la química en ramas no es posible establecer con
presición las fronteras en todos los fenómenos y procesos puesto que algunos
están relacionados entre si. Esto permite que los grupos sean incluyentes, y en
algunos casos ha habido necesidad de crear ramas nuevas, como con los
compuestos organometálicos (clorofila, hemoglobina).
Esta división de la química se muestra en el siguiente diagrama:
• Fisicoquímica.- Campo de la
ciencia que relaciona la
estructura química de las
sustancias con sus propiedades
físicas. Estudia las propiedades
como la presión de vapor, la
tensión superficial, la viscosidad, el
CuánticaCuántica
OrgánicaOrgánica
BioquímicaBioquímica AnalíticaAnalítica
InorgánicaInorgánica
AmbientalAmbiental
FisicoquímicaFisicoquímica
QUIMICAQUIMICA
5
índice de refracción y la densidad, así como al estudio de los llamados
aspectos clásicos del comportamiento de los sistemas químicos, como
son las propiedades térmicas, el equilibrio, la velocidad de reacción,
los mecanismos de las reacciones y el fenómeno de ionización.
Cuántica.- es la aplicación de la
mecánica cuántica a problemas
de química. Una aplicación de la
química cuántica es el estudio
del comportamiento de átomos y
moléculas, en cuanto a sus
propiedades ópticas, eléctricas,
magnéticas y mecánicas, y
también su reactividad química,
sus propiedades red-ox, redox...
pero también se estudian
materiales, tanto sólidos
extendidos como superficies.
6
• Orgánica.- rama de la química en la que se estudian el carbono,
sus compuestos y reacciones. Los químicos orgánicos determinan
la estructura de las moléculas orgánicas, estudian sus reacciones
y desarrollan procedimientos para sintetizar compuestos
orgánicos.
• Bioquímica.- estudio de las sustancias presentes en los organismos
vivos y de las
reacciones
químicas en las que
se basan los
procesos vitales.
Esta ciencia es una
rama de la Química
y de la Biología. El
prefijo bio- procede
de bios, término
griego que significa
‘vida’. Su objetivo
principal es el
conocimiento de la
estructura y comportamiento de las moléculas biológicas, que son
compuestos de carbono que forman las diversas partes de la
célula y llevan a cabo las reacciones químicas que le permiten
crecer, alimentarse, reproducirse y usar y almacenar energía.
• Analítica.- Se subdivide en dos áreas principales, el análisis
cualitativo y el cuantitativo. El primero identifica los componentes
desconocidos existentes en una sustancia, y el segundo indica las
cantidades relativas de dichos componentes.
• Inorgánica.- campo de la química que estudia las reacciones y
propiedades de los elementos químicos y sus compuestos,
excepto el carbono y sus compuestos, que se estudian en la
química orgánica. Históricamente la química inorgánica empezó
con el estudio de los minerales y la búsqueda de formas de
extracción de los metales a partir de los yacimientos.
• Ambiental.- Ciencia que estudia los procesos químicos que
ocurren en el medio ambiente, así como los efectos que sobre
éste tienen las sustancias involucradas en ellos.
Clasificación De La Materia:
• Materia.- Todo lo que ocupa un lugar en el espacio y tiene masa.
• Solución.-Formada por uno o varios solutos y disolventes.
• Molécula.- Combinación química de dos o mas átomos.
• Átomo.- Unidad fundamental de la materia que conserva las
propiedades químicas del elemento del cual proviene.
* Excepto hidrógeno y helio
Algunos elementos metálicos
MATERIA
Materia
Heterogénea
Materia
Homogénea
Mezcla
Heterogénea
Sustancia pura
Mezcla
homogénea
Compuesto Solución
Elemento
Molécula
Átomo
Algunos elementos no metálicos
LOCALIZACIÓN EN LA TABLA PERIÓDICA
Elementos y compuestos
Las sustancias pueden ser
elementos o compuestos. Un
elemento es una sustancia que no
se puede separar en sustancias
más simples por medios químicos.
Hasta la fecha se han identificado
115 elementos, de los cuales 83 se
encuentran en forma natural en la
Tierra. Los demás se han obtenido
por medios científicos a través de
procesos nucleares.
Por conveniencia, los químicos
representan a los elementos
mediante símbolos de una o dos letras. La primera letra siempre es
mayúscula, pero la siguiente siempre es minúscula. Por ejemplo, Co es el
símbolo del elemento cobalto, mientras que CO es la formula de la
molécula de monóxido de carbono. Los símbolos de algunos elementos
derivan de sus nombres en latín, por ejemplo, Au de aurum (oro), Fe de
ferrum (hierro) y Na de natrium (sodio), pero la mayoría derivan de su
nombre en inglés.
Los átomos de la mayoría de los elementos pueden interactuar con
otros para formar compuestos. Por ejemplo, el agua se forma por la
combustión del hidrogeno gaseoso en presencia de oxigeno gaseoso.
En consecuencia, el agua es un compuesto, una sustancia formada por
átomos de dos o más elementos unidos químicamente en proporciones
definidas. A diferencia de las mezclas, los compuestos solo pueden
separarse en sus compuestos puros por medios químicos.
Sustancias y mezclas
Una sustancia es una forma de materia que tiene una composición
definida (constante) y propiedades características. Algunos ejemplos
son el agua, el amoniaco, el azúcar (sacarosa), el oro y el oxigeno. Las
sustancias difieren entre sí en su composición y pueden identificarse por
su apariencia, olor, sabor y otras propiedades.
Una mezcla es una combinación de dos o mas sustancias en la cual
las sustancias conservan sus propiedades características. Algunos
ejemplos familiares son el aire, las bebidas gaseosas, la leche, el
cemento. Las mezclas no tienen, por lo tanto, las muestras de aire
recolectoras de varias ciudades probablemente tendrán una
composición distinta debido a sus diferencias en altitud y
contaminación, entre otros factores.
Las mezclas pueden ser homogéneas y heterogéneas. Cuando una
cuchara de azúcar se disuelve en agua, obtenemos una mezcla
homogénea, es decir, la composición de la mezcla es la misma en toda
la disolución. Sin embargo, si se juntan arena y virutas de hierro
permanecerán como tales. Este tipo de mezcla se conoce como
mezcla heterogénea debido a que su composición no es uniforme.
Cualquier mezcla, ya sea homogénea o heterogénea, se puede
formar y volver a separar en sus compuestos puros por medios físicos, sin
cambiar la identidad de dichos componentes.
LAS PROPIEDADES INTESIVAS
La cual no depende de cuanta materia si considere dentro de estas propiedades. Como
la masa de un objeto dividida entre el volumen y la temperatura.
MATERIA
HETEROGENEA
HOMOGENEA
MEZCLA
HETEROGENEA
SOLUCIONES
SUSTANCUIAS
MEZCLA
COMPUESTOS
ELEMENTOS
MATERIA HETEROGENEA:
Es considerada cuando se puede detectar fácilmente y simple vista. Por medio de la
ayuda de una lupa o un microscopio. (Como Ej. La madera y el grafito, lima de hierro y
aserrín, arena y hierro).
MATERIA HOMOGENEA: Es considerada cuando no se puede distinguir en ellas las
partes que la forman (agua y la sal, acero, aluminio, cobre, cal agua y azúcar.)
SUSTANCIAS: Se considera que es una forma de la materia la cual contiene una
composición definida con propiedades y características. (Agua, fierro, la plata, cal,
amoniaco, azúcar, oro, etc.) Dichas substancias difieren entre si en su composición y
pueden identificarse por su apariencia como son: olor, sabor y otras propiedades etc.
MEZCLA: Es considera como una combinación de dos o mas substancias conservan sus
propiedades y características, Ej. Las bebidas gaseosas la leche y el cemento etc.
ELEMENTO: Es considerado como una sustancia la cual no se puede separar tan
fácilmente por medio de químicos.
COMPUESTO: Es considerado como una sustancia formada por átomos de dos o mas
elementos unidos químicamente en proporciones definidas.
H, He, Ba, Ca, Mg, Mn, Na, K, Li. ELEMENTOS
H2SO4, HCL, H2Bo4 NaO, NaCL, NaOH COMPUESTOS
SOLUCION: Es considerada como una mezcla homogénea la cual puede contener
composición variable.
DISOLVENTE: E s la parte que existe en mayor proporción y el soluto se encuentra en
mayor proporción. Las soluciones pueden ser sólidas o gaseosas.
Propiedades Generales De La Materia
La materia presenta diversas características que pueden ser comunes a
toda ella (masa, inercia, peso y volumen), denominadas propiedades
generales. También presenta otras manifestaciones con características
propias, es decir, propiedades específicas como forma, color, brillo,
tamaño, olor, sabor, densidad.
• Masa: Es la cantidad de materia que tiene un cuerpo.
• Peso: es el efecto de la fuerza de gravedad sobre la masa de un
cuerpo.
• Volumen: es el espacio que ocupa la materia.
• Inercia: es la propiedad que tienen los cuerpos de mantener su
estado en reposo o movimiento, a menos que un agente externo
lo modifique.
Propiedades Específicas De La Materia
Estas propiedades pueden ser identificadas de dos maneras: mediante
los sentidos, tales como su color, brillo, etc., y mediante la
experimentación:
• Densidad: Es la relación entre la cantidad de masa que tiene un
cuerpo y el volumen que ocupa.
• Densidad relativa: Es la relación entre la densidad de una
sustancia y la densidad de otra, considerada como patrón.
Propiedades Físicas Y Químicas De La Materia
Las sustancias se caracterizan por sus propiedades y por su
composición. El color, punto de fusión y punto de ebullición son
propiedades físicas. Una propiedad física se puede medir y observar sin
que cambie la composición o identidad de la sustancia. Por ejemplo, es
posible determinar el punto de fusión del hielo calentando un trozo de él
y registrando la temperatura a la cual se transforma en agua. El agua
difiere del hielo solo en apariencia, no en su composición, por lo que
este cambio es físico; es posible congelar el agua para recuperar el
hielo original. Por tanto, el punto de fusión de una sustancia es una
propiedad física. De igual manera, cuando se dice que el helio gaseoso
es mas ligero que el aire, se hace referencia a una propiedad física.
Por otro lado, el enunciado “el hidrogeno gaseoso se quema en
presencia de oxigeno gaseoso para formar agua” describe una
propiedad química del hidrogeno, ya que para observar esta
propiedad se debe efectuar un cambio químico, en este caso la
combustión. Después del cambio, los gases originales, hidrogeno y
oxigeno, habrán desaparecido y quedara una sustancia química
distinta, el agua. No es posible recuperar el hidrogeno del agua por
medio de un cambio físico como la ebullición o la congelación.
Todas las propiedades de la materia que se pueden medir,
pertenecen a una de dos categorías: propiedades extensivas y
propiedades intensivas. El valor medido de una propiedad extensiva
depende de la cantidad de materia considerada. La masa, que es la
cantidad de materia en una cierta muestra de una sustancia, es una
propiedad extensiva. Más materia significa más masa. Los valores de
una misma propiedad extensiva se pueden sumar. Por ejemplo, dos
monedas de cobre tendrán la masa resultante de la suma de las masas
individuales de cada moneda, así como la longitud de dos canchas de
tenis es la suma de la longitud de cada una de ellas. El volumen,
definido como longitud elevada al cubo, es otra propiedad extensiva. El
valor de una cantidad extensiva depende de la cantidad de materia.
El valor medido de una propiedad intensiva no depende de cuanta
materia se considere. La densidad, definida como la masa de un objeto
dividida entre su volumen, es una propiedad intensiva.
Mezclas
Una mezcla es un conjunto de partículas de diferentes sustancias
caracterizada porque ninguno de sus componentes reacciona
químicamente para formar una nueva sustancia.
Los componentes individuales en una “mezcla heterogénea” están
físicamente separados y pueden observarse como tales. Estos
componentes se pueden recuperar por procedimientos físicos, como la
filtración, la decantación o la separación magnética.
Las mezclas heterogéneas se pueden agrupar en: emulsiones,
suspensiones y coloides.
Emulsiones: Conformada por 2 fases líquidas inmiscibles. Ejemplo: agua
y aceite, leche, mayonesa.
Suspensiones: Conformada por una fase sólida insoluble en la fase
dispersante líquida, por lo cual tiene un aspecto opaco. Las partículas
dispersas son relativamente grandes. Ejemplo: Arcilla, tinta china (negro
de humo y agua), pinturas al agua, cemento.
Coloides o soles: Es un sistema heterogéneo en donde el sistema
disperso puede ser observado a través de un ultramicroscopio.
En una “mezcla homogénea” o disolución el aspecto y la
composición son uniformes en todas las partes de la misma. El
componente que está en mayor proporción y que generalmente es
líquido se denomina disolvente, y el que está en menor proporción
soluto. Las disoluciones pueden ser sólidas y gaseosas, pero la mayoría
de ellas son líquidas. Para separar los componentes de una disolución se
utilizan técnicas como la cromatografía, la destilación o la cristalización
fraccionada.
Métodos De Separación De Mezclas
Independiente del tipo de mezcla, los componentes de la misma,
pueden ser separados con cierta facilidad a través de las técnicas de
laboratorio, sin que cambien las propiedades físicas y químicas que
estos tienen. A continuación describiremos las técnicas más usadas por
los químicos:
SEPARACIÓN DE MEZCLAS.
Soluciones gaseosas:
 Gas en gas (aire)
 Líquido en gas (niebla)
 Sólido en gas ( humo)
Soluciones líquidas:
 Gas en líquido (refresco)
 Líquido en líquido (alcohol en agua)
 Sólido en líquido (sal en agua)
Soluciones sólidas:
 Gas en sólido (hidrógeno en platino)
 Líquido en sólido (amalgama en plata
 Sólido en sólido (acero)
CARACTERÍSTICAS DE UNA MEZCLA
° Las partes no pierden sus propiedades originales.
° Durante su formación no hay manifestaciones de energía.
° La proporción de los componentes es variable.
° Sus componentes se pueden separar por medios físicos.
FILTRACIÓN: Se utiliza para separar un sólido insoluble
(de grano relativamente fino) de un líquido. Se basa en el
empleo de material poroso que retiene las partículas sólidas
y deja pasar las líquidas, estas partículas estaban en
suspensión. Generalmente el material poroso se acomoda
en un embudo para facilitar la separación.
DECANTACIÓN. Este método se utiliza para separar un sólido de grano
grueso e insoluble, de un líquido. Se reposa durante cierto tiempo una mezcla
de componentes sólidas y líquidas, para que la acción de la gravedad los
separe.
CENTRIFUGACIÓN: Proceso mediante el cual se somete una
mezcla de líquidos, de sólidos, o de ambos, a un movimiento
giratorio rápido que separa a los compuestos por diferencia de
densidades. En ocasiones la sedimentación del sólido es muy
lenta y se acelera y gira a gran velocidad, el sólido o el
componente más denso se deposita en el fondo. Se utiliza para
separar un sólido (insoluble de grano muy fino y de difícil
sedimentación) de un líquido.
Hay otros procedimientos en los que se aprovecha el diferente punto de
ebullición de los componentes.
EVAPORACIÓN: Aprovechan diferente punto de ebullición para separar a un
sólido de un líquido y recuperar el sólido.
SUBLIMACIÓN: Método utilizado para separar
sólidos, en el cual se aprovecha que alguno de ellos
es sublimable, y pasa del estado sólido al gaseoso
por incremento de la temperatura. Separa el yodo
de otros componentes líquidos.
DESTILACIÓN: Permite separar mezclas de líquidos
miscibles, aprovechando sus diferentes puntos de ebullición.
Este procedimiento consta de dos procesos fundamentales:
a) Evaporación (pasa de líquido a vapor)
b) Condensación (pasa de vapor a líquido).
Mediante este procedimiento se puede separar un líquido de
un sólido, evaporando el líquido y condensándolo en un
aparato especial llamado refrigerante.
También se puede separar un líquido de otro (agua y acetona) aprovechando
sus diferentes puntos de ebullición. Así se obtiene el agua destilada.
• Destilación.- Es el procedimiento más utilizado para la separación
y purificación de líquidos, y es el que se utiliza siempre que se
pretende separar un líquido de sus impurezas no volátiles.
La destilación, como proceso, consta de dos fases: en la primera, el
líquido pasa a vapor y en la segunda el vapor se condensa, pasando
de nuevo a líquido en un matraz distinto al de destilación.
• Evaporación. - Consiste en calentar la mezcla hasta el punto de
ebullición de uno de los componentes, y dejarlo hervir hasta que
se evapore totalmente. Este método se emplea si no tenemos
interés en utilizar el componente evaporado. Los otros
componentes quedan en el envase.
Un ejemplo de esto se encuentra en las Salinas. Allí se llenan enormes
embalses con agua de mar, y los dejan por meses, hasta que se
evapora el agua, quedando así un material sólido que contiene
numerosas sales tales como cloruro de sólido, de potasio, etc…
• Centrifugación.- Es un procedimiento que se utiliza cuando se
quiere acelerar la sedimentación. Se coloca la mezcla dentro de
una centrifuga, la cual tiene un movimiento de rotación
constante y rápido, lográndose que las partículas de mayor
densidad, se vayan al fondo y las más livianas queden en la parte
superior.
CENTRIFUGADORA
Un ejemplo lo observamos en las lavadoras automáticas o
semiautomáticas. Hay una sección del ciclo que se refiere a secado en
el cual el tambor de la lavadora gira a cierta velocidad, de manera
que las partículas de agua adheridas a la ropa durante su lavado, salen
expedidas por los orificios del tambor.
• Imantación.- Se fundamenta en la propiedad de algunos
materiales de ser atraídos por un imán. El campo magnético del
imán genera una fuente atractora, que si es suficientemente
grande, logra que los materiales se acercan a él. Para poder usar
este método es necesario que uno de los componentes sea
atraído y el resto no.
ATRACCIÓN CON UN IMÁN
Se trata de una operación que está destinada a la separación de un componente
metálico (sólido) con otro no metálico (sólido).
Estados De La Materia
• Cromatografía de Gases.- La cromatografía es una técnica cuya
base se encuentra en diferentes grados de absorción, que a nivel
superficial, se pueden dar entre diferentes especies químicas. En
la cromatografía de gases, la mezcla, disuelta o no, es
transportada por la primera especie química sobre la segunda,
que se encuentran inmóvil formando un lecho o camino. Ambos
materiales utilizarán las fuerzas de atracción disponibles, el fluido
(transportados), para trasladarlos hasta el final del camino y el
compuesto inmóvil para que se queden adheridos a su superficie.
En la cromatografía de gases, la mezcla, disuelta o no, es
transportada por la primera especie química sobre la segunda, que se
encuentran inmóvil formando un lecho o camino.
Ambos materiales utilizarán las fuerzas de atracción disponibles, el
fluido (transportados), para trasladarlos hasta el final del camino y el
compuesto inmóvil para que se queden adheridos a su superficie.
• Cromatografía en Papel.- Se utiliza
mucho en bioquímica, es un proceso
donde el absorbente lo constituye un
papel de Filtro. Una vez corrido el
disolvente se retira el papel y se deja
secar, se trata con un reactivo químico
con el fin de poder revelar las manchas.
• Decantación.- Consiste en separar materiales de distinta
densidad. Su fundamento es que el material más denso
• Tamizado.- Consiste en separar partículas sólidas de acuerdo a su
tamaño. Prácticamente es utilizar coladores de diferentes
tamaños en los orificios, colocados en forma consecutiva, en
orden decreciente, de acuerdo al tamaño de los orificios. Es decir,
los de orificios más grandes se encuentran en la parte superior y
los más pequeños en la inferior. Los coladores reciben el nombre
de tamiz y están elaborados en telas metálicas.
• Filtración.- Se fundamenta en que alguno de los componentes de
la mezcla no es soluble en el otro, se encuentra uno sólido y otro
líquido. Se hace pasar la mezcla a través de una placa porosa o
un papel de filtro, el sólido se quedará en la superficie y el otro
componente pasará.
Se pueden separar sólidos de partículas sumamente pequeñas,
utilizando papeles con el tamaño de los poros adecuados.
FILTRACIÓN
Se trata de una operación que permite separar mezclas heterogéneas (sólido-líquido)
mediante filtros. Tal y como se puede observar en la imagen el papel retiene la parte
sólida y la separa de la líquida que se precipita en interior del recipiente. Puede
realizarse de dos formas distintas: por presión atmosférica o al vacío.
DECANTACIÓN
Se trata de una operación, basada en la diferencia de densidades, que
se utiliza cuando la distinción de los componentes de la mezcla son muy
evidentes. Normalmente se utiliza para mezclas de dos líquidos no
miscibles o de sólidos en líquidos.
SEDIMENTACIÓN
Se trata de una operación, también basada en la diferencia de densidades de los
componentes de la mezcla, que permite separar mezclas heterogéneas (sólido-líquido)
mediante precipitación.
.
CENTRIFUGACIÓN
Se trata de una operación que, atada a la decantación, está destinada a la separación
de componentes de mezclas heterogéneas y homogéneas.
ATRACCIÓN CON UN IMÁN
Se trata de una operación que está destinada a la separación de un componente
metálico (sólido) con otro no metálico (sólido).
Hay otros procedimientos en los que se aprovecha el diferente punto de
ebullición de los componentes.
EVAPORACIÓN: Aprovechan diferente punto de ebullición para separar a un
sólido de un líquido y recuperar el sólido.
SUBLIMACIÓN: Método utilizado para separar
sólidos, en el cual se aprovecha que alguno de ellos
es sublimable, y pasa del estado sólido al gaseoso
por incremento de la temperatura. Separa el yodo
de otros componentes líquidos.
Estados De La Materia
En física clásica, las tres formas que puede
tomar la materia: sólido, líquido o gas. El plasma, un conjunto de
partículas gaseosas eléctricamente cargadas, con cantidades
aproximadamente iguales de iones positivos y negativos, se considera a
veces un cuarto estado de la materia (véase Ion; Ionización). Los sólidos
se caracterizan por su resistencia a cualquier cambio de forma,
resistencia que se debe a la fuerte atracción entre las moléculas que los
constituyen. En estado líquido, la materia cede a las fuerzas tendentes a
cambiar su forma porque sus moléculas pueden moverse libremente
unas respecto de otras. Los líquidos, sin embargo, presentan una
atracción molecular suficiente para resistirse a las fuerzas que tienden a
cambiar su volumen. Los gases, en los que las moléculas están muy
dispersas y se mueven libremente, no ofrecen ninguna resistencia a los
cambios de forma y muy poca a los cambios de volumen. Como
resultado, un gas no confinado tiende a difundirse indefinidamente,
aumentando su volumen y disminuyendo su densidad.
La mayoría de las sustancias son sólidas a temperaturas bajas,
líquidas a temperaturas medias y gaseosas a temperaturas altas, pero
los estados no siempre están claramente diferenciados. La temperatura
en la que una sustancia pasa del estado sólido al líquido se denomina
punto de fusión, y la temperatura a la que pasa del estado líquido al
gaseoso punto de ebullición. El rango de temperaturas de los puntos de
fusión y ebullición es muy amplio. El helio permanece en estado gaseoso
por encima de -269 ºC y el wolframio, hasta aproximadamente 3.370 ºC,
es un sólido.
Orden en la materia
La materia está compuesta por átomos, o grupos de átomos denominados moléculas.
La disposición de las partículas en un material depende del estado físico de la
sustancia. En un sólido, las partículas forman una estructura compacta que se resiste a
fluir. Las partículas de un líquido tienen más energía que las de un sólido. Pueden fluir,
pero siguen estando cerca unas de otras. Las partículas de un gas son las que más
energía tienen. Se mueven a gran velocidad y están separadas entre sí por distancias
relativamente grandes.
2.2.1 Estados de agregación de al materia.
Todo lo que nos rodea es materia, la cual se
encuentra en diferentes estados de agregación o
forma física, éstas dependen de las fuerzas de
atracción y repulsión entre sus moléculas.
Molécula: es la parte más pequeña en la que puede
ser dividida una sustancia, sin que forme una nueva.
*Estado sólido.
Características de los cuerpos en estado sólido:
• Sus partículas están muy próximas unas de otras, es decir sus espacios
intermoleculares son muy pequeños.
• La fuerza de cohesión entre sus moléculas es muy alta.
• Tiene un volumen y una forma definidos.
• Son más densos que los líquidos.
• Sus átomos o moléculas están ordenados en formas geométricas.
• La fuerza de repulsión entre sus partículas es muy baja.
• Sus partículas solo vibran.
• No fluyen.
*Estado liquido.
Características de los cuerpos en estado líquido:
• Poseen una membrana tensa en su superficie, esta característica es
denominada tensión superficial.
• Tienen volumen constante.
• Son incomprensibles si no varía la temperatura y a presión moderada.
• Los átomos o moléculas que constituyen a los cuerpos líquidos tienen fuerza
de cohesión menor que la de los sólidos, por ello adoptan la forma del
recipiente que los contiene.
• Sus moléculas se pueden desplazar o fluir progresivamente de un lugar a
otro, son escurridizos.
• No tienen forma fija.
• Cuando dos o más líquidos son solubles entre sí, se presenta l fenómeno de
difusión.
*Estado gaseoso.
Características de los cuerpos en estado gaseoso:
• Sus moléculas están muy separadas unas de otras y se mueven a gran
velocidad.
• Se expanden rápidamente.
• Son comprensibles.
• Al moverse sus moléculas generan gran cantidad de colisiones, aumentando
así su energía cinética y con ello la fuerza de repulsión.
• La temperatura y la presión cambian su volumen.
• No tienen forma ni volumen definido.
• Se mezcla y se difunde una en otro.
MEDICIONES
LONGITUD: Cintas métricas, metro.
VOLUMEN: Pipetas vuretras probetas
PESO Y MASA: Balanzas genitarias y analíticas
SISTEMAS ABREVIADOS DE NUMEROS.
NUMEROS GRANDES Y DECIMALES PEQUEÑOS:
10 = 10X10X10 =1000
SIMBOLOS DE USO GENERAL
103
KILO K
106
MEGA M
10-3
MILI M
10-6
MICRO U
10-9
NANO n
10-12
PICO P
MULTIPLICACION Y DIVISION DE LOS NUMEROS GRANDES Y PEQUEÑOS:
1. Cuando un número de la potencia se traslada del numerador al denominador o
viceversa el signo del exponente se cambia.
2. Cuando se multiplican las potencias de dos números se sumas sus exponentes.
3. Cuando la potencia de un número se divide por otras se restan sus exponentes.
MEDICIONES Y EL SISTEMA METRICO
10 = 101
1000 = 102
1000 = 103
10.000= 104
100.000= 105
000.000 = 106
10 = 100
0.1 = 10-1
0.01 = 10-2
0.001 = 10-3
0.0001 = 10-4
0.00001 = 10-5
001.0
1000
1
10
1
10 3
3
===−
EL CUAL SE BASA ALAS SIGUIENTES CONSIDERACIONES:
1. Se necesita varios instrumentos para aplicar y cuantificar nuestra perfección
sensorial.
2. una bandeja de cuantificar estos datos es que otras personas pueden obtener los
mismos resultados evitando así los argumentos basados en opiniones.
3. Las medidas dependen de una unidad estándar el cual sirve como punto de
referencia.
De acuerdo con el convenio internacional logrado en 1960 ciertas unidades métricas
básicas y derivadas deben ser preferidas en el uso científico.
A dichas unidades se les considera como unidades del sistema internacional (S.I) y están
constituidas por 7 unidades básicas que son:
Masa
Longitud
Tiempo
Corriente eléctrica
Temperatura
Intensidad luminosa
Cantidad de sustancia
Kilogramo
Metro
Segundo
Ampere
Kelvin candela
Mol
Kg
M
Seg
A
o
af o o
C
m
Las unidades derivadas están unidas básicamente y se consideran las siguientes:
Volumen
Densidad
Velocidad
Fuerza
Energía
M3
Kg./m2
o Kgm-3
m/seg o m seg-1
Newton = N Kg:m/seg2
Joule J= Kgm2
/seg2
MEDICIONES
LONGITUD: Cintas métricas, metro.
VOLUMEN: Pipetas vuretras probetas
PESO Y MASA: Balanzas genitarias y analíticas
SISTEMAS ABREVIADOS DE NUMEROS.
NUMEROS GRANDES Y DECIMALES PEQUEÑOS:
10 = 10X10X10 =1000
LONGITUD MASA TEMPERATURA TIEMPO
1m = 100 cm
1m = 1000 mm
1mm = 100 micras
1milla = 1.609 Km.
1m = 39.37 1n
1m = 1010
A0
1000m = 1 Km.
1in = 2.54 cm., Kg.
1kg = 100o gr
1kg = 2.205 lb
1gr = 1000 mg
1lb = 453.6 gr.
1onza = 28.35 gr.
1lb = 16 oz.
1ton metrica = 1000 kg
1ton metrica = 220s
1 gr = 15.43 gr
F = 1.8 C 1 hr = 60 min
1 hr=3600 seg
1 dia = 24 hrs.
10 = 101
1000 = 102
1000 = 103
10.000= 104
100.000= 105
000.000 = 106
10 = 100
0.1 = 10-1
0.01 = 10-2
0.001 = 10-3
0.0001 = 10-4
0.00001 = 10-5
001.0
1000
1
10
1
10 3
3
===−
SIMBOLOS DE USO GENERAL
103
KILO K
106
MEGA M
10-3
MILI M
10-6
MICRO U
10-9
NANO n
10-12
PICO P
Mediciones
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
cinta métrica se miden longitudes, mientras que con la bureta, la
pipeta, la probeta graduada y el matraz volumétrico se miden
volúmenes; con la balanza se mide la masa, y con el termómetro la
temperatura. Estos instrumentos permiten hacer mediciones de
propiedades microscópicas, es decir que pueden ser determinadas
directamente. Las propiedades microscópicas, a escala atomica o
molecular.
El Sistema Métrico
En el siglo 18, había docenas de diferentes unidades de medida
comúnmente usadas a través del mundo. La longitud, por ejemplo,
podía ser medida en pies, pulgadas, millas, palmos, codos, manos,
varas, cadenas, leguas, y otros. La falta de una norma común standard
provocaba mucha confusión y significativas ineficiencias en el comercio
entre los países. Al final del siglo, el gobierno francés buscó aliviar este
problema al inventar un sistema de medida que pudiese ser usado en
todo el mundo. En 1790, la Asamblea Nacional Francesa encargó a la
Academia de Ciencia diseñar un simple sistema de unidades decimal
simple. El sistema que inventaron es conocido como el sistema métrico.
En 1960 el sistema métrico fue oficialmente denominado Système
International d'Unités (o abreviado SI). Hoy es usado en casi todos los
países excepto los Estados Unidos y es casi siempre usado en las
medidas científicas.
La simpleza del sistema métrico deriva del hecho que sólo hay una
unidad de medida (o unidad básica) para cada tipo de cantidad
medida (longitud, peso, etc.). Las tres unidades básicas más comunes
en el sistema métrico son el metro, el gramo, y el litro. El metro es una
unidad de longitud igual a 3.28 pies, el gramo es una unidad de masa (o
peso) igual a aproximadamente 0.0022 libras (más o menos el peso de
un sujetapapeles), y el litro es una unidad de volumen igual a 1.05
cuartos de galón. Así que la longitud, por ejemplo, siempre es medida
en metros en el sistema métrico, no importa si usted mide la longitud de
su dedo o la longitud del río Nilo, siempre usa el metro.
Para simplificar las cosas, objetos muy grandes o pequeños son
expresados como múltiplos de 10 de la unidad básica. Por ejemplo, en
vez de decir que el río Nilo tiene 6,650,000 metros de largo, podemos
decir que tiene 6,650 miles de metros de largo. Esto se haría al añadir el
prefijo 'kilo' (que significa 1000) a la unidad básica 'metro' lo cual nos da
6,650 kilómetros para la longitud del río Nilo. Esto es mucho más simple
que el sistema de medición americano en el cual tenemos que
recordar, pulgadas, pies, millas, y otras unidades de medición. Los
prefijos métricos pueden ser usados con cualquier unidad básica. Por
ejemplo, mientras un kilómetro son 1,000 metros, un kilogramo son 1,000
gramos y un kilolitro son 1,000 litros. Aquí están seis prefijos comúnmente
usados en el sistema métrico.
Las subunidades son usadas cuando se miden cosas muy grandes o
muy pequeñas. No tendría sentido medir su peso en gramos por la
misma razón que no lo mediría en onzas ya que la unidad es muy
pequeña. Usted expresaría su peso en kilogramos (cada kilogramo es
igual a 1,000 gramos o alrededor de 2.2 libras).
El sistema métrico es llamado decimal porque se basa sobre múltiplos
de 10. Cualquier medida dada en una unidad métrica (por ejemplo, el
kilogramo) puede ser convertida a otra unidad métrica (por ejemplo, el
gramo) simplemente moviendo el lugar decimal.
La Notación Científica
En la ciencia, es común trabajar con números muy grandes y muy
pequeños. Por ejemplo, el diámetro de una glóbulo rojo es 0.0065 cm, la
distancia de la tierra al sol es 150,000,000 km, y el número de moléculas
en 1 g de agua es 33,400,000,000,000,000,000,000. Es engorroso trabajar
con números tan largos, así que medidas como estas son generalmente
escritas usando la abreviación llamada la notación científica.
Cada cero en los números de arriba representan un múltiplo de 10.
Por ejemplo, el número 100 representa 2 múltiplos de 10 (10.x 10 = 100).
En la notación científica, 100 puede ser escrito como 1 por 2 múltiplos
de 10:
CONCLUCION
La química ha tenido gran influencia en la vida humana. Desde la
antigüedad hasta estos momentos hemos podido modificar y utilizar
nuestros recursos gracias a las aportaciones de la química dentro de sus
diferentes ramas y con el apoyo de sus ciencias auxiliares. Estudiar a la
química no es simplemente tener que aprender conceptos básicos sino
aprender de verdad para poder llevar a cabo esos conocimientos a
nuestra vida diaria, ya que en cualquier lado, y en cualquier momento
la química esta presente. Sin embargo, a pesar de los beneficios de este
progreso, también se han acarreado los riesgos correspondientes, los
peligros más evidentes proceden de los materiales radiactivos, por su
potencial para producir cáncer en los individuos expuestos y
mutaciones en sus hijos. Es por eso que el estudio de la química se debe
llevar con gran responsabilidad.
SEPARACIÓN DE MEZCLAS.
Soluciones gaseosas:
 Gas en gas (aire)
 Líquido en gas (niebla)
 Sólido en gas ( humo)
Soluciones líquidas:
 Gas en líquido (refresco)
 Líquido en líquido (alcohol en agua)
 Sólido en líquido (sal en agua)
Soluciones sólidas:
 Gas en sólido (hidrógeno en platino)
 Líquido en sólido (amalgama en plata
 Sólido en sólido (acero)
CARACTERÍSTICAS DE UNA MEZCLA
° Las partes no pierden sus propiedades originales.
° Durante su formación no hay manifestaciones de energía.
° La proporción de los componentes es variable.
° Sus componentes se pueden separar por medios físicos.
FILTRACIÓN: Se utiliza para separar un sólido insoluble
(de grano relativamente fino) de un líquido. Se basa en el
empleo de material poroso que retiene las partículas sólidas
y deja pasar las líquidas, estas partículas estaban en
suspensión. Generalmente el material poroso se acomoda
en un embudo para facilitar la separación.
FILTRACIÓN:
En la filtración, se hace pasar la mezcla por filtros de distintos tamaños, en los que
quedan retenidas las partículas de mayor tamaño que los poros del filtro. Es un método
sencillo y barato; sólo es útil en algunas situaciones.
Es uno de los métodos más simples de separación física, que no altera las propiedades de
las sustancias que intervienen.
DECANTACIÓN. Este método se utiliza para separar un sólido de grano
grueso e insoluble, de un líquido. Se reposa durante cierto tiempo una mezcla
de componentes sólidas y líquidas, para que la acción de la gravedad los
separe.
CENTRIFUGACIÓN: Proceso mediante el cual se somete una
mezcla de líquidos, de sólidos, o de ambos, a un movimiento
giratorio rápido que separa a los compuestos por diferencia de
densidades. En ocasiones la sedimentación del sólido es muy
lenta y se acelera y gira a gran velocidad, el sólido o el
componente más denso se deposita en el fondo. Se utiliza para
separar un sólido (insoluble de grano muy fino y de difícil
sedimentación) de un líquido.
Hay otros procedimientos en los que se aprovecha el diferente punto de
ebullición de los componentes.
EVAPORACIÓN: Aprovechan diferente punto de ebullición para separar a un
sólido de un líquido y recuperar el sólido.
SUBLIMACIÓN: Método utilizado para separar
sólidos, en el cual se aprovecha que alguno de ellos
es sublimable, y pasa del estado sólido al gaseoso
por incremento de la temperatura. Separa el yodo
de otros componentes líquidos.
DESTILACIÓN: Permite separar mezclas de líquidos
miscibles, aprovechando sus diferentes puntos de ebullición.
Este procedimiento consta de dos procesos fundamentales:
c) Evaporación (pasa de líquido a vapor)
d) Condensación (pasa de vapor a líquido).
Mediante este procedimiento se puede separar un líquido de
un sólido, evaporando el líquido y condensándolo en un
aparato especial llamado refrigerante.
También se puede separar un líquido de otro (agua y acetona) aprovechando
sus diferentes puntos de ebullición. Así se obtiene el agua destilada.
BIBLIOGRAFIAS
 QUIMICA. Séptima edición. Raymond Chang. Editorial Mc Graw
Hill
 QUIMICA. Zárraga, Velásquez, Rojero, Castells. Editorial Mc Graw
Hill
 FISICA Y QUIMICA. Enciclopedia didáctica. Editorial Océano
 http://www.visionlearning.com/library/module_viewer.php?
mid=47&l=s
 Biblioteca de Consulta Microsoft ® Encarta ® 2005 © 1993-2004
Microsoft Corporation. Reservados todos los derechos.
• IMÁGENES:
 http://www.google.com.mx
 Biblioteca de Consulta Microsoft ® Encarta ® 2005 © 1993-2004
Microsoft Corporation. Reservados todos los derechos.
MÉTODOS DE SEPARACIÓN DE MEZCLAS:
DECANTACIÓN:
Se utiliza para separar un sólido de grano grueso e insoluble de un líquido. Consiste en
verter un liquido después de que ha sedimentado el solido .Este método se emplea para
separar dos líquidos no miscibles, utilizando un embudo se separación.
FILTRACIÓN:
En la filtración, se hace pasar la mezcla por filtros de distintos tamaños, en los que
quedan retenidas las partículas de mayor tamaño que los poros del filtro. Es un método
sencillo y barato; sólo es útil en algunas situaciones.
Es uno de los métodos más simples de separación física, que no altera las propiedades de
las sustancias que intervienen.
DESTILACIÓN:
La destilación y la destilación fraccionada es el método utilizado cuando se quieren separar
dos líquidos y uno de ellos es más volátil que el otro. Es también útil cuando ambos líquidos
tengan temperaturas de ebullición parecidas. Cuando calentamos la mezcla el vapor que
aparece está compuesto en mayor porcentaje por el líquido más volátil. Se recoge el vapor y
se enfría, obteniéndose un líquido de concentración distinta al original. La mezcla ha
cambiado también de composición y por tanto también de punto de ebullición.
La destilación fraccionada se utiliza cuando combinamos distintas destilaciones, y con esto
puede conseguirse que sólo quede líquido menos volátil y evaporar completamente (y volver
a condensar) el más volátil.
CROMATOGRAFÍA:
La cromatografía se utiliza con los fluidos, que pueden ser gases o líquidos, se empuja a
circular la mezcla por un sólido o un líquido que permanece estacionario (fase estacionaria).
Los distintos componentes de la mezcla circulan a velocidades diferentes por la fase
estacionaria, y por lo tanto unos componentes están más tiempo retenidos en ella que otros,
emergiendo después.
La fase estacionaria puede ser típicamente un sólido poroso como la celulosa, o como el gel.
Las moléculas de menor tamaño pueden cruzar todos los poros e invierten más tiempo en el
recorrido mientras que las moléculas mayores de la mezcla no " pierden tiempo" en los
poros, emergiendo más rápidamente.
CRISTALIZACIÓN:
Este método se utiliza para separar una mezcla de sólidos que sean solubles en el mismo
disolvente pero con curvas de solubilidad diferentes. Una vez que la mezcla esté disuelta,
puede calentarse para evaporar parte de disolvente y así concentrar la disolución. Para el
compuesto menos soluble la disolución llegará a la saturación debido a la eliminación de
parte del disolvente y precipitará. Todo esto puede irse procediendo sucesivamente e ir
disolviendo de nuevo los distintos precipitados (esto recibiría el nombre de cristalización
fraccionada) obtenidos para irlos purificando hasta conseguir separar totalmente los dos
sólidos.
Cada nueva cristalización tiene un rendimiento menor, pero con este método puede
alcanzarse el grado de pureza que se desee. Normalmente, cuando se quieren separar
impurezas de un material, como su concentración es baja la única sustancia que llega a
saturación es la deseada y el precipitado es prácticamente puro.
La cristalización es el proceso inverso de la disolución.
CENTRIFUGACIÓN:
Se habla de centrifugación cuando tenemos partículas de distinto tamaño en un medio
acuoso, éstas sedimentan hacia el fondo a una velocidad que depende de su peso. Este
efecto podría utilizarse para separar componentes de distinto peso si no fuera porque las
velocidades de sedimentación son pequeñísimas, por lo que el sistema no es útil.
Así, pues lo que se hace es aumentar dichas velocidades de sedimentación haciendo girar
muy rápidamente la mezcla. En este caso, la fuerza centrípeta hace el papel de la gravedad
(peso) y puede ser mucho mayor que éste haciendo girar muy rápido la mezcla: este es el
principio de la centrifugación y de la ultra centrifugación. Se coloca la mezcla en un aparato
que la haga girar a velocidad angular constante muy elevada. Una vez está girando, la
mezcla experimenta una aceleración centrípeta que puede llegar a ser, en
ultracentrifugadoras de laboratorio, unas 500000 veces la aceleración de la gravedad. Esta
fuerza empuja a sedimentar, a distinta velocidad, a las partículas de distinta masa de la
mezcla, creándose distintos estratos con las partículas de cada clase. Este método es muy
utilizado en biología y medicina.
También vimos un poco de teoria atómica por lo cual me dispongo a hacer un breve
resumen y paráfrasis de lo analizado sobre le tema.
INTRODUCCION GENERL DE QUIMICA
QUIMICA
Es considerada como la ciencia la cual estudia la materia, su estructura intima, sus
cambios, sus relaciones con la energía, y las leyes que la rigen y los cambios y
transformaciones que sufren.
METODO CIENTIFICO: La cual esta relacionada con las ciencias sociales,
utilizando variables relacionando con el mismo considerando como un enfoque
sistemático para la investigación.
Los datos obtenidos en una investigación pueden considerarse como cuantitativos, es
decir observaciones generales acerca del sistema y como cuantitativos los cuales
consisten en números al hacerse diversas mediciones del sistema.
Una ves que dichos experimentos se han completado y se cuentan con datos suficientes
para la cual se utiliza lo que conocemos como método científico lo cual es considerado
como la interpretación lo que significa que los científicos intentan explicar el fenómeno
observado.
El investigador formula una hipótesis, es decir una explicación tentativa para una serie
de observaciones. Una vez que se haya reunido una cantidad suficiente de datos
aconsejable resumir la información en forma concisa considerándose como una ley.
En la ciencia una ley es considerada como un enunciado conciso, verbal o matemático
de una relación entre fenómenos que siempre se repite bajo las mismas condiciones.
TEORIA: Se considera como un principio unificador el cual explica un grupo de
hechos y las leyes que se basan en estas.
MEDICINA: La cual favorece nuestra salud a suministrar drogas y medicamentos,
vitaminas, hormonas, quininas, sulfamidas. Penicilina, anestésico, y desinfectantes.
RAMAS DE LA QUIMICA:
QUIMICA GENERAL: Es laque trata de los principios básicos que se refiere a la
estructura intima de los cuerpos y sus propiedades.
QUIMICA INORGANIGA: Consiste en el estudio referente a las substancias que
forman el reino mineral.
QUIMICA ORGANIGA: Sobre los compuestos relacionados al carbono.
QUIMICA ANALITICA: La cual comprende los métodos de reconocimiento y de
terminación de los constituyentes de los compuestos tanto en su calidad (análisis
cuantitativo), como en su cantidad (análisis cuantitativo).
MATERIA: Esta considerada como cualquier cosa la cual ocupa un lugar en el espacio
que tiene masa, que tiene volumen, que tiene energía (agua, tierra, los árboles etc.)
PROPIEDADES GENERALES DE LA MATERIA.
Química
Bioquímica
Físico - químico
Se considera como las transformaciones o
procesos químicos que intervienen en los seres
vivos como son la digestión (biología)
La cual comprende las leyes básicas de la química
las hipótesis y las teorías. Y los efectos de energía
sobre la materia y del estudio de átomo. (Física)
Geoquímica
Considerado cuando existen cambios
químicos ocurridos en las rocas en las
diferentes eras geológicas (geología)
Astroquímica
Considerado como la estructura y
constituciones de los astros (astrología)
Se considera que la identifican siendo las diversas formas como se perciben por
nuestros sentidos. (Color, olor, sabor, punto de fusión, punto de ebullición etc.)
VOLUMEN: es considerado como la materia el cual ocupa un lugar en el espacio.
PESO: El cual es atraído por las fuerzas gravitatorias
INERCIA: La cual se opone a cambiar el estado en movimiento rectilíneo o uniforme y
de reposo en el cual se encuentre.
IMPENETRABILIDAD: se considera cuando dos cuerpos no pueden ocupar el mismo
lugar y el espacio.
PEROSIDAD: El cual se encuentra entre las partículas que la forman en la cual existen
espacios huecos.
DIVISIBILIDAD: Cuando la materia algún tipo de metacion.
ELASTICIDAD: El se encuentra dentro de ciertos límites la cual se deforma cuando se
aplica alguna fuerza y se puede recuperar al dejar de aplicar dicha fuerza.
PROPIEDADES FISICAS DE LA MATERIA:
Promedio de cual se puede medir y observar sin que existan cambios, transformaciones
o identidad por otras substancias.(cambios de estado como son el olor, sabor dureza,
propiedades organolépticos, punto de fusión, punto de ebullición, densidad, peso
especifico la maleabilidad, ductibilidad solubilidad. Etc.)
PROPIEDADES QUIMICAS
Son aquellas en las presenta la materia al transformarse de una sustancia a otras
diferentes sin alterar su estructura intima en el cual se observan dichas propiedades en
el cual se debe un cambio químico.(combustibilidad la comburencia, la digestibilidad,
catalizadores, enzimas y fermentaciones.
Todas las propiedades de la materia pueden presentar y medirse la cual pertenece a no
las 2 categorías consideras como propiedades considerados como la masa, volumen.
LAS PROPIEDADES INTESIVAS
La cual no depende de cuanta materia si considere dentro de estas propiedades. Como
la masa de un objeto dividida entre el volumen y la temperatura.
MATERIA HETEROGENEA:
Es considerada cuando se puede detectar fácilmente y simple vista. Por medio de la
ayuda de una lupa o un microscopio. (Como Ej. La madera y el grafito, lima de hierro y
aserrín, arena y hierro).
MATERIA HOMOGENEA: Es considerada cuando no se puede distinguir en ellas las
partes que la forman (agua y la sal, acero, aluminio, cobre, cal agua y azúcar.)
SUSTANCIAS: Se considera que es una forma de la materia la cual contiene una
composición definida con propiedades y características. (Agua, fierro, la plata, cal,
amoniaco, azúcar, oro, etc.) Dichas substancias difieren entre si en su composición y
pueden identificarse por su apariencia como son: olor, sabor y otras propiedades etc.
MEZCLA: Es considera como una combinación de dos o mas substancias conservan sus
propiedades y características, Ej. Las bebidas gaseosas la leche y el cemento etc.
ELEMENTO: Es considerado como una sustancia la cual no se puede separar tan
fácilmente por medio de químicos.
COMPUESTO: Es considerado como una sustancia formada por átomos de dos o mas
elementos unidos químicamente en proporciones definidas.
H, He, Ba, Ca, Mg, Mn, Na, K, Li. ELEMENTOS
H2SO4, HCL, H2Bo4 NaO, NaCL, NaOH COMPUESTOS
SOLUCION: Es considerada como una mezcla homogénea la cual puede contener
composición variable.
DISOLVENTE: E s la parte que existe en mayor proporción y el soluto se encuentra en
mayor proporción. Las soluciones pueden ser sólidas o gaseosas.
MATERIA
HETEROGENEA
HOMOGENEA
MEZCLA
HETEROGENEA
SOLUCIONES
SUSTANCUIAS
MEZCLA
COMPUESTOS
ELEMENTOS
ESTADOS DE LA MATERIA
ESTADO SÓLIDO: Son las moléculas que se mantienen unidas en forma organizada
con poca libertad de movimiento Ej. El hielo el cual se fundirá por calentamiento
formando al final un líquido el cual se obtiene el agua, debido a ello se lleva acabo por
el método de punto de fusión.
ESTADO LIQUIDO: Son las moléculas que se encuentran unidas pero no en una
posición tan rígida como las cuales se pueden mover libremente entre ellas.
ESTADO GASEOSO: Cuando las moléculas se encuentran separadas por distancias las
cuales son grandes en comparación con el tamaño de las moléculas.
Pueden existir soluciones gaseosas por Ej. De gas en gas (aire), de liquido a gas
(niebla), de sólido en gas (humo), en líquidos tenemos que serian de gas en líquidos
(bebidas gaseosas) de liquido en liquido, (alcohol y agua), de sólido en liquido (agua y
sal), de gas en sólido (hidrogeno en platino), de liquido en sólido (la amalgama de
plata), y de sólido a sólido tenemos lo que es el acero.
METODOS DE SEPARACION:
Se considera a las soluciones como mezclas homogéneas y en general se pueden
definir como mezclas homogéneas o heterogenias como la materia que resulta de la
unión aparente de 2 o mas sustancias las cuales reciben el nombre de componentes
como características de las mezclas se podrían mencionar las siguientes:
1. Las partes que la forman no pierden sus propiedades originales.
2. durante su formación no existen manifestaciones de energía.
3. la proporción de los componentes es variable.
4. sus componentes se pueden se pueden separar por medios físicos.
Existen varios métodos de separación de mezclas y dicho huso depende de las
características de los componentes que la formen cuando se aprovecha la diferente
densidad de dichos componentes se emplea el método de decantación, la filtración o la
centrifugación.
MEDICIONES
LONGITUD: Cintas métricas, metro.
VOLUMEN: Pipetas vuretras probetas
PESO Y MASA: Balanzas genitarias y analíticas
SISTEMAS ABREVIADOS DE NUMEROS.
NUMEROS GRANDES Y DECIMALES PEQUEÑOS:
10 = 10X10X10 =1000
SIMBOLOS DE USO GENERAL
103
KILO K
106
MEGA M
10-3
MILI M
10-6
MICRO U
10-9
NANO n
10-12
PICO P
MULTIPLICACION Y DIVISION DE LOS NUMEROS GRANDES Y PEQUEÑOS:
4. Cuando un número de la potencia se traslada del numerador al denominador o
viceversa el signo del exponente se cambia.
5. Cuando se multiplican las potencias de dos números se sumas sus exponentes.
6. Cuando la potencia de un número se divide por otras se restan sus exponentes.
MEDICIONES Y EL SISTEMA METRICO
10 = 101
1000 = 102
1000 = 103
10.000= 104
100.000= 105
000.000 = 106
10 = 100
0.1 = 10-1
0.01 = 10-2
0.001 = 10-3
0.0001 = 10-4
0.00001 = 10-5
001.0
1000
1
10
1
10 3
3
===−
EL CUAL SE BASA ALAS SIGUIENTES CONSIDERACIONES:
4. Se necesita varios instrumentos para aplicar y cuantificar nuestra perfección
sensorial.
5. una bandeja de cuantificar estos datos es que otras personas pueden obtener los
mismos resultados evitando así los argumentos basados en opiniones.
6. Las medidas dependen de una unidad estándar el cual sirve como punto de
referencia.
De acuerdo con el convenio internacional logrado en 1960 ciertas unidades métricas
básicas y derivadas deben ser preferidas en el uso científico.
A dichas unidades se les considera como unidades del sistema internacional (S.I) y están
constituidas por 7 unidades básicas que son:
Masa
Longitud
Tiempo
Corriente eléctrica
Temperatura
Intensidad luminosa
Cantidad de sustancia
Kilogramo
Metro
Segundo
Ampere
Kelvin candela
Mol
Kg
M
Seg
A
o
af o o
C
m
Las unidades derivadas están unidas básicamente y se consideran las siguientes:
Volumen
Densidad
Velocidad
Fuerza
Energía
M3
Kg./m2
o Kgm-3
m/seg o m seg-1
Newton = N Kg:m/seg2
Joule J= Kgm2
/seg2
2.2.1 Estados de agregación de al materia.
Todo lo que nos rodea es materia, la cual se
encuentra en diferentes estados de agregación o
forma física, éstas dependen de las fuerzas de
atracción y repulsión entre sus moléculas.
Molécula: es la parte más pequeña en la que puede
ser dividida una sustancia, sin que forme una nueva.
*Estado sólido.
Características de los cuerpos en estado sólido:
• Sus partículas están muy próximas unas de otras, es decir sus espacios
intermoleculares son muy pequeños.
• La fuerza de cohesión entre sus moléculas es muy alta.
• Tiene un volumen y una forma definidos.
• Son más densos que los líquidos.
• Sus átomos o moléculas están ordenados en formas geométricas.
• La fuerza de repulsión entre sus partículas es muy baja.
• Sus partículas solo vibran.
• No fluyen.
*Estado liquido.
Características de los cuerpos en estado líquido:
LONGITUD MASA TEMPERATURA TIEMPO
1m = 100 cm
1m = 1000 mm
1mm = 100 micras
1milla = 1.609 Km.
1m = 39.37 1n
1m = 1010
A0
1000m = 1 Km.
1in = 2.54 cm., Kg.
1kg = 100o gr
1kg = 2.205 lb
1gr = 1000 mg
1lb = 453.6 gr.
1onza = 28.35 gr.
1lb = 16 oz.
1ton metrica = 1000 kg
1ton metrica = 220s
1 gr = 15.43 gr
F = 1.8 C 1 hr = 60 min
1 hr=3600 seg
1 dia = 24 hrs.
• Poseen una membrana tensa en su superficie, esta característica es
denominada tensión superficial.
• Tienen volumen constante.
• Son incomprensibles si no varía la temperatura y a presión moderada.
• Los átomos o moléculas que constituyen a los cuerpos líquidos tienen fuerza
de cohesión menor que la de los sólidos, por ello adoptan la forma del
recipiente que los contiene.
• Sus moléculas se pueden desplazar o fluir progresivamente de un lugar a
otro, son escurridizos.
• No tienen forma fija.
• Cuando dos o más líquidos son solubles entre sí, se presenta l fenómeno de
difusión.
*Estado gaseoso.
Características de los cuerpos en estado gaseoso:
• Sus moléculas están muy separadas unas de otras y se mueven a gran
velocidad.
• Se expanden rápidamente.
• Son comprensibles.
• Al moverse sus moléculas generan gran cantidad de colisiones, aumentando
así su energía cinética y con ello la fuerza de repulsión.
• La temperatura y la presión cambian su volumen.
• No tienen forma ni volumen definido.
• Se mezcla y se difunde una en otro.
2.2.2 Clasificación de la materia.
La materia se puede clasificar en función de varios criterios, dos de los más
utilizados son: por su composición y por su estado de agregación.
Materia heterogénea: Porción de materia que esta formada por diversas fases,
sus propiedades varían en diferentes puntos.
Fase: Con respecto a un sistema de varias sustancias en equilibrio, cualquiera de
estas sustancias. Con respecto a una sustancia determinada, cualquier estado físico
bien definido de ella. Así, en un sistema de agua y vapor, habrá una fase líquida y
una fase seriforme.
Materia homogénea: Formada por diferentes componentes, su apariencia es
totalmente uniforme (poseen una sola fase). Pueden ser sustancias puras o mezclas
homogéneas.
Sustancia pura: Está formada por un único componente, no puede separase por
métodos físicos.
2.3 Mezclas homogéneas y heterogéneas.
En la naturaleza existe gran cantidad de materia en
forma de mezclas. Una mezcla es la combinación física
o unión de dos o más sustancias o componentes, que
conservan sus propiedades físicas y químicas y cuya
porción no es fija; los componentes de las mezclas no
pierden sus propiedades.
Se ha clasificado a las mezclas en dos grupos:
homogéneas y heterogéneas.
MATERIA.
Materia heterogénea. Materia homogénea
Mezclas heterogéneas
Disoluciones o
mezclas heterogéneas.
Sustancias puras
Elementos Compuestos.
2.3.1 Características.
Las mezclas homogéneas son las que a simple vista tiene un aspecto uniforme en
todas sus partes, aunque sus componentes sean sustancias diferentes. Se les llama
también disoluciones.
El aire es una mezcla homogénea porque no se distinguen los gases que lo
componen; otras mezclas homogéneas son el agua mineral, el agua de mar, la gasolina
el cemento, el alcohol y el agua.
Las mezclas heterogéneas son las que tienen un aspecto que no es uniforme y
como en todas las mezclas las proporciones de sus componentes es variable, por
ejemplo, en una roca se identifican partículas de colores (minerales) y cuya
proporción en cada una de sus partes es diferente.
2.3.2 Métodos de separación.
Los métodos de separación d mezclas son procedimientos físicos o fisicoquímicos
que no alteran la composición químicas de las sustancias, la mayoría requieren de
muy poca energía para efectuarse, entre los más comunes tenemos:
2. Definición de Átomo.
Un átomo (Del latín atomum, y este del griego ατομον, indivisible) es la menor
cantidad de un elemento químico que tiene existencia propia, y que no es posible
dividir mediante procesos químicos.
El concepto de átomo fue ya propuesto por filósofos griegos como Demócrito y los
epicúreos. Sin embargo fue olvidado hasta que el químico inglés John Dalton revisó la
idea en su teoría atómica. No obstante no sería hasta el siglo XIX cuando gracias a los
trabajos de Avogadro se comenzó a distinguir entre átomos y moléculas. La visión
moderna de su estructura interna tuvo que esperar hasta el experimento de Rutherford
en 1911. Posteriores descubrimientos científicos, como la teoría cuántica, y avances
tecnológicos, como el microscopio atómico, han permitido conocer con mayor detalle
las propiedades físicas y químicas de los átomos.
Aunque la mayor parte de un átomo es espacio vacío, los átomos están compuestos
de partículas más pequeñas. Por conveniencia se suele dividir en:
• núcleo: En el centro, compuesto por los nucleones (protones y neutrones)
• corteza: La parte más externa consistente en una nube de electrones
En el caso de átomos en estado neutro el número de electrones es idéntico al de
protones que es lo que caracteriza a cada elemento químico. El número de protones
de un determinado átomo se denomina numero atómico y determina su posición en la
tabla periódica de los elementos. Los átomos con el mismo número atómico, pero
distinta masa atómica (por tener diferente número de neutrones) se denominan
isótopos. 1
2.1 Teoría Atómica.
El filósofo griego Demócrito en su hipótesis propuso que toda la materia estaba
formada por muchas partículasd pequeñas e indivisibles a las que llamó átomos (el
cual significa indestructibles e indivisibles).
- Según su pensamiento:
• Los átomos tienen movimiento, los hay de diferentes formas y tamaños y
pueden estar unidos, "enganchados" entre sí.
• El Hombre está formado por átomos livianos (alma) y átomos pesados
(cuerpo). Después de la muerte, los átomos que forman el cuerpo se
disuelven.
• El origen del universo ocurría en cuatro momentos:
Primer momento: Existían átomos libres en el espacio que se movían en todas
direcciones.
Segundo momento: Como no tenían dirección, algunos átomos colisionan entre sí,
uniéndose, "enganchándose" unos con otros.
Tercer momento: Estos átomos forman grupos que adquieren más movimiento.
Cuarto momento: Los átomos de los grupos se van separando. Los átomos pequeños
y más rápidos primero, formando el fuego. Luego, se desprenderían los que irían a
formar el aire. Después de éstos, los que serían el agua. Los que quedarían en el
medio, los más pesados y de menor movimiento formarían la tierra. 2
En 1808 el científico inglés John Dalton manejó una definición sobre las unidades
indivisibles con la que esta formada la materia y que llamó átomos. Además propuso
las siguientes hipótesis sobre la naturaleza de la materia.
1. Toda la materia está formada por átomos.
2. Los átomos son partículas invisibles e indivisibles.
3. Los cambios químicos de la materia corresponden a un reordenamiento de los
átomos.
1
http://enciclopedia.us.es/index.php/%C1tomo
2
http://www.escolar.com/article-php-sid=71.html
4. Los átomos de un mismo elemento son de la misma clase y de igual masa.
5. Los átomos que forman los compuestos son de 2 o más clases diferentes. 3
6. Los átomos que forman los compuestos están en relación de números enteros
y sencillos.
3
http://enciclopedia.us.es/index.php/John_Dalton
2.2 Materia.
Mezcla.
Heterogénea.
Heterogénea.
Materia Mezcla.
Soluciones.
Homogénea.
Compuestos.
Sustancias.
Elementos.
a) Materia.
En ciencia, término general que se aplica a todo lo que ocupa espacio y posee los
atributos de gravedad e inercia. En la física clásica, la materia y la energía se
consideraban dos conceptos diferentes que estaban detrás de todos los fenómenos
físicos. Los físicos modernos, sin embargo, han demostrado que es posible
transformar la materia en energía y viceversa, con lo que han acabado con la
diferenciación clásica entre ambos conceptos. Sin embargo, al tratar numerosos
fenómenos —como el movimiento, el comportamiento de líquidos y gases, o el calor—
a los científicos les resulta más sencillo y práctico seguir considerando la materia y la
energía como entes distintos.4
b) Mezcla.
Combinación física formada por 2 o más componentes, los cuales no tienen una
proporción fija o definida. En una mezcla cada componente conserva inalterable sus
propiedades físicas y químicas. Las mezclas se pueden separar por medios físicos.
Presentan temperatura variable durante los cambios de estado.5
Mezcla, agregación de sustancias sin interacción química entre ellas. Las propiedades
de las mezclas varían según su composición y pueden depender del método o la
manera de preparación de las mismas.6
4
http://www.ucm.es/eprints/view/subjects/A_23.html
5
http://www.uc.cl/quimica/agua/glos3.htm
6
FERNÁNDEZ García Horacio 1998 Química I Ed. DGETI SEP
Tipos de Mezclas.
- Mezcla Homogénea.
Mezcla formada por 2 o más componentes en la cual no se pueden distinguir sus
componentes a simple vista, y cada uno conserva sus propiedades.
En una ‘mezcla homogénea’ o disolución el aspecto y la composición son uniformes en
todas las partes de la misma. El componente que está en mayor proporción y que
generalmente es líquido se denomina disolvente, y el que está en menor proporción
soluto.
- Mezcla Heterogénea.
Mezcla formada por 2 o más componentes en la cual se pueden distinguir sus
componentes a simple vista o con ayuda de un microscopio. Cada componente
conserva sus propiedades.
Los componentes individuales en una ‘mezcla heterogénea’ están físicamente
separados y pueden observarse como tales. Estos componentes se pueden recuperar
por procedimientos físicos, como la filtración, la decantación o la separación
magnética.7
b) Solución.
Una solución es una mezcla homogénea de dos o mas sustancias. La sustancia
disuelta se denomina soluto y esta presente generalmente en pequeña cantidad en
pequeña cantidad en comparación con la sustancia donde se disuelve denominada
solvente. en cualquier discusión de soluciones, el primer requisito consiste en poder
especificar sus composiciones, esto es, las cantidades relativas de los diversos
componentes.
La concentración de una solución expresa la relación de la cantidad de soluto a la
cantidad de solvente. 8
Las soluciones poseen una serie de propiedades que las caracterizan :
1. Su composición química es variable.
2.
Las propiedades químicas de los componentes de una
solución no se alteran.
3.
Las propiedades físicas de la solución son diferentes a las del
solvente puro : la adición de un soluto a un solvente aumenta
su punto de ebullición y disminuye su punto de congelación;
la adición de un soluto a un solvente disminuye la presión de
vapor de éste.
c) Sustancia.
7
FERNÁNDEZ García Horacio 1998 Química I Ed. DGETI SEP
8
http://www.cespro.com/Materias/MatContenidos/Contquimica/QUIMICA_INORGANICA/soluciones.htm
Sustancia pura, forma de materia de composición uniforme e invariable y cuyas
propiedades físicas y químicas son idénticas, sea cual sea su procedencia.
Las sustancias puras se identifican por sus propiedades características, es decir,
poseen una densidad determinada y unos puntos de fusión y ebullición propios y fijos
que no dependen de su historia previa o del método de preparación de las mismas.
Las sustancias puras pueden ser elementos o compuestos.
- Elemento.
Sustancia que no puede ser descompuesta o dividida en sustancias más simples por
medios químicos ordinarios. Antiguamente, los elementos se consideraban sustancias
fundamentales, pero hoy se sabe que consisten en una variedad de partículas
elementales: electrones, protones y neutrones.
Se conocen más de 100 elementos químicos en el Universo. Aunque varios de ellos,
los llamados elementos transuránicos, no se encuentran en la naturaleza, han sido
producidos artificialmente bombardeando núcleos atómicos de otros elementos con
núcleos cargados o con partículas nucleares. Dicho bombardeo puede tener lugar en
un acelerador de partículas (como el ciclotrón), en un reactor nuclear o en una
explosión nuclear.
Los elementos químicos se clasifican en metales y no metales. Los átomos de los
metales son electropositivos y combinan fácilmente con los átomos electronegativos
de los no metales. Existe un grupo de elementos llamados metaloides, que tiene
propiedades intermedias entre los metales y los no metales, y que se considera a
veces como una clase separada. Cuando los elementos están ordenados por orden de
número atómico (número de cargas positivas existentes en el núcleo de un átomo de
un elemento), se repiten a intervalos específicos elementos con propiedades físicas y
químicas semejantes (véase Sistema periódico). Esos grupos de elementos con
propiedades físicas y químicas similares se llaman familias, por ejemplo: los metales
alcalinotérreos, los lantánidos, los halógenos y los gases nobles.9
- Compuesto.
Compuesto químico, sustancia formada por dos o más elementos que se combinan en
proporción invariable. El agua, formada por hidrógeno y oxígeno, y la sal, formada por
cloro y sodio, son ejemplos de compuestos químicos comunes. Tanto los elementos
como los compuestos son sustancias puras.
9
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derechos.
3.Métodos de separación de mezclas. 10
FILTRACIÓN
Se trata de una operación que permite separar mezclas heterogéneas (sólido-líquido)
mediante filtros. Tal y como se puede observar en la imagen el papel retiene la parte
sólida y la separa de la líquida que se precipita en interior del recipiente. Puede
realizarse de dos formas distintas: por presión atmosférica o al vacío.
DECANTACIÓN
Se trata de una operación, basada en la diferencia de densidades, que
se utiliza cuando la distinción de los componentes de la mezcla son muy
evidentes. Normalmente se utiliza para mezclas de dos líquidos no
miscibles o de sólidos en líquidos.
SEDIMENTACIÓN
Se trata de una operación, también basada en la diferencia de densidades de los
componentes de la mezcla, que permite separar mezclas heterogéneas (sólido-líquido)
mediante precipitación.
.
CENTRIFUGACIÓN
Se trata de una operación que, atada a la decantación, está destinada a la separación
de componentes de mezclas heterogéneas y homogéneas.
ATRACCIÓN CON UN IMÁN
Se trata de una operación que está destinada a la separación de un componente
metálico (sólido) con otro no metálico (sólido).
10
. http://images.google.com.mx/imgres?
imgurl=http://www.monlau.es/btecnologico/quimica/tema1_11.gif&imgrefurl=http://www.monlau.
es/btecnologico/quimica/tema1_5.htm&h=338&w=582&sz=40&hl=es&start=14&tbnid=c8lhic3Lo
7V_HM:&tbnh=76&tbnw=132&prev=/images%3Fq%3Dmezcla%252Bquimica%26svnum
%3D10%26hl%3Des%26lr%3D%26sa%3DN
EVAPORACIÓN
Se trata de una operación que consiste en eliminar los componentes volátiles no
deseados de una mezcla mediante el calentamiento a una temperatura inferior al
punto de ebullición .
DESTILACIÓN
Se trata de una operación que consiste en la separación de una mezcla de dos
líquidos miscíbles, primeramente mediante una evaporización y posteriormente con
una condensación. Esta operación se basa en los diferentes puntos de ebullición de
los líquidos que la forman. Hay dos tipos de destilaciones: la simple, que se utiliza para
separar un líquido de la mezcla cuando el resto no son volátiles, o para separar
líquidos con puntos de ebullición distintos. Por otra parte, la destilación fraccionada es
la que se utiliza para separar líquidos con puntos de ebullición próximos.
.
CRISTALIZACIÓN
Se trata de una operación que permite extraer un sólido o soluto que está disuelto en
un líquido o disolvente. Se basa en la concentración de la disolución hasta saturarla.
Entonces dejamos que se enfríe, su solubilidad disminuye y entonces el soluto
empieza a separarse del disolvente en forma de cristales sólidos que se van
depositando.
4. Teoría Cuántica.
Teoría cuántica, teoría física basada en la utilización del concepto de unidad cuántica
para describir las propiedades dinámicas de las partículas subatómicas y las
interacciones entre la materia y la radiación. Las bases de la teoría fueron sentadas
por el físico alemán Max Planck, que en 1900 postuló que la materia sólo puede emitir
o absorber energía en pequeñas unidades discretas llamadas cuantos. Otra
contribución fundamental al desarrollo de la teoría fue el principio de incertidumbre,
formulado por el físico alemán Werner Heisenberg en 1927, y que afirma que no es
posible especificar con exactitud simultáneamente la posición y el momento lineal de
una partícula subatómica.
Introducción Del Cuanto De Planck
A principios del siglo XX, los físicos aún no reconocían claramente que éstas y otras
dificultades de la física estaban relacionadas entre sí. El primer avance que llevó a la
solución de aquellas dificultades fue la introducción por parte de Planck del concepto
de cuanto, como resultado de los estudios de la radiación del cuerpo negro realizados
por los físicos en los últimos años del siglo XIX (el término ‘cuerpo negro’ se refiere a
un cuerpo o superficie ideal que absorbe toda la energía radiante sin reflejar ninguna).
Un cuerpo a temperatura alta —al rojo vivo— emite la mayor parte de su radiación en
las zonas de baja frecuencia (rojo e infrarrojo); un cuerpo a temperatura más alta —al
rojo blanco— emite proporcionalmente más radiación en frecuencias más altas
(amarillo, verde o azul). Durante la década de 1890, los físicos llevaron a cabo
estudios cuantitativos detallados de esos fenómenos y expresaron sus resultados en
una serie de curvas o gráficas. La teoría clásica, o precuántica, predecía un conjunto
de curvas radicalmente diferentes de las observadas. Lo que hizo Planck fue diseñar
una fórmula matemática que describiera las curvas reales con exactitud; después
dedujo una hipótesis física que pudiera explicar la fórmula. Su hipótesis fue que la
energía sólo es radiada en cuantos cuya energía es hu, donde u es la frecuencia de la
radiación y h es el ‘cuanto de acción’, ahora conocido como constante de Planck.
Aportaciones De Einstein
Los siguientes avances importantes en la teoría cuántica se debieron a Albert Einstein,
que empleó el concepto del cuanto introducido por Planck para explicar determinadas
propiedades del efecto fotoeléctrico, un fenómeno experimental en el que una
superficie metálica emite electrones cuando incide sobre ella una radiación.
Según la teoría clásica, la energía de los electrones emitidos —medida por la tensión
eléctrica que generan— debería ser proporcional a la intensidad de la radiación. Sin
embargo, se comprobó que esta energía era independiente de la intensidad —que
sólo determinaba el número de electrones emitidos— y dependía exclusivamente de la
frecuencia de la radiación. Cuanto mayor es la frecuencia de la radiación incidente,
mayor es la energía de los electrones; por debajo de una determinada frecuencia
crítica, no se emiten electrones. Einstein explicó estos fenómenos suponiendo que un
único cuanto de energía radiante expulsa un único electrón del metal. La energía del
cuanto es proporcional a la frecuencia, por lo que la
energía del electrón depende de la frecuencia.
El Átomo De Bohr
En 1911, Rutherford estableció la existencia del
núcleo atómico. A partir de los datos experimentales
de la dispersión de partículas alfa por núcleos de
átomos de oro, supuso que cada átomo está formado por un núcleo denso y con carga
positiva, rodeado por electrones cargados negativamente que giran en torno al núcleo
como los planetas alrededor del Sol. La teoría electromagnética clásica desarrollada
por el físico británico James Clerk Maxwell predecía inequívocamente que un electrón
que girara en torno a un núcleo radiaría continuamente energía electromagnética
hasta perder toda su energía, y acabaría cayendo en el núcleo. Por tanto, según la
teoría clásica, el átomo descrito por Rutherford sería inestable. Esta dificultad llevó al
físico danés Niels Bohr a postular, en 1913, que la teoría clásica no es válida en el
interior del átomo y que los electrones se desplazan en órbitas fijas. Cada cambio de
órbita de un electrón corresponde a la absorción o emisión de un cuanto de radiación.
La aplicación de la teoría de Bohr a átomos con más de un electrón resultó difícil. Las
ecuaciones matemáticas para el siguiente átomo más sencillo, el de helio, fueron
resueltas durante la segunda y tercera década del siglo XX, pero los resultados no
concordaban exactamente con los datos experimentales. Para átomos más complejos
sólo pueden obtenerse soluciones aproximadas de las ecuaciones, y se ajustan sólo
parcialmente a las observaciones.
Efecto fotoeléctrico.
Formación y liberación de partículas eléctricamente cargadas que se produce en la
materia cuando es irradiada con luz u otra radiación electromagnética. El término
efecto fotoeléctrico designa varios tipos de interacciones similares. En el efecto
fotoeléctrico externo se liberan electrones en la superficie de un conductor metálico al
absorber energía de la luz que incide sobre dicha superficie. Este efecto se emplea en
la célula fotoeléctrica, donde los electrones liberados por un polo de la célula, el
fotocátodo, se mueven hacia el otro polo, el ánodo, bajo la influencia de un campo
eléctrico.
El estudio del efecto fotoeléctrico externo desempeñó un papel importante en el
desarrollo de la física moderna. Una serie de experimentos iniciados en 1887
demostró que el efecto fotoeléctrico externo tenía determinadas características que no
podían explicarse por las teorías de aquella época, que consideraban que la luz y
todas las demás clases de radiación electromagnética se comportaban como ondas.
En 1905, para tratar de explicar el mecanismo del efecto fotoeléctrico externo, Albert
Einstein sugirió que podría considerarse que la luz se comporta en determinados
casos como una partícula, y que la energía de cada partícula luminosa, o fotón, sólo
depende de la frecuencia de la luz. Para explicar el efecto fotoeléctrico externo,
Einstein consideró la luz como un conjunto de "proyectiles" que chocan contra el
metal. Cuando un electrón libre del metal es golpeado por un fotón, absorbe la energía
del mismo. Si el fotón tiene la suficiente energía, el electrón es expulsado del metal. La
teoría de Einstein explicaba muchas características del efecto fotoeléctrico externo,
como por ejemplo el hecho de que la energía máxima de los electrones expulsados
sea independiente de la intensidad de la luz. Según la teoría de Einstein, esta energía
máxima sólo depende de la energía del fotón que lo expulsa, que a su vez sólo
depende de la frecuencia de la luz. La teoría de Einstein se verificó por experimentos
posteriores. Su explicación del efecto fotoeléctrico, con la demostración de que la
radiación electromagnética puede comportarse en algunos casos como un conjunto de
partículas, contribuyó al desarrollo de la teoría cuántica.
El término efecto fotoeléctrico también puede referirse a otros tres procesos: la
fotoionización, la fotoconducción y el efecto fotovoltaico. La fotoionización es la
ionización de un gas por la luz u otra radiación electromagnética. Para ello, los fotones
tienen que poseer la suficiente energía para separar uno o más electrones externos de
los átomos de gas. En la fotoconducción, los electrones de materiales cristalinos
absorben energía de los fotones y llegan así a la gama de niveles de energía en la que
pueden desplazarse libremente y conducir electricidad. En el efecto fotovoltaico, los
fotones crean pares electrón-hueco en materiales semiconductores (véase
Semiconductor). En un transistor, este efecto provoca la creación de un potencial
eléctrico en la unión entre dos semiconductores diferentes. 11
11
http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/cuantica/fotoelectrico/fotoelectrico.htm
BIBLI GRAFIA.
• FERNÁNDEZ García Horacio 1998 Química I Ed. DGETI SEP
• QUÍMICA 1., COBAO, libro de texto básico., México. 2001.
• QUÍMICA PARA EL NUEVO MILENIO., Hill W. John y otro., ed. McGrawHill.,
México. 1999.
• Enciclopedia Microsoft® Encarta® 2003. © 1993-2002 Microsoft Corporation.
Reservados todos los derechos.
• http://enciclopedia.us.es/index.php/%C1tomo
• http://www.escolar.com/article-php-sid=71.html
• http://enciclopedia.us.es/index.php/John_Dalton
• http://www.ucm.es/eprints/view/subjects/A_23.html
• http://www.uc.cl/quimica/agua/glos3.htm
• http://www.cespro.com/Materias/MatContenidos/Contquimica/QUIMICA_INOR
GANICA/soluciones.htm
• http://images.google.com.mx/imgres?
imgurl=http://www.monlau.es/btecnologico/quimica/tema1_11.gif&imgrefurl=http
://www.monlau.es/btecnologico/quimica/tema1_5.htm&h=338&w=582&sz=40&h
l=es&start=14&tbnid=c8lhic3Lo7V_HM:&tbnh=76&tbnw=132&prev=/images
%3Fq%3Dmezcla%252Bquimica%26svnum%3D10%26hl%3Des%26lr%3D
%26sa%3D
• http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/cuantica/fotoelectrico/fotoelectrico.htm
La teoria cuantica
La Teoría Cuántica es uno de los pilares fundamentales de la Física
actual. Recoge un conjunto de nuevas ideas introducidas a lo
largo del primer tercio del siglo XX para dar explicación a
procesos cuya comprensión se hallaba en conflicto con las
concepciones físicas vigentes. Su marco de aplicación se limita,
casi exclusivamente, a los niveles atómico, subatómico y
nuclear, donde resulta totalmente imprescindible. Pero también
lo es en otros ámbitos, como la electrónica, en la física de
nuevos materiales, en la física de altas energías, en el diseño
de instrumentación médica, en la criptografía y la computación
cuánticas, y en la Cosmología teórica del Universo temprano. La
Teoría Cuántica es una teoría netamente probabilista: describe
la probabilidad de que un suceso dado acontezca en un momento
determinado, sin especificar cuándo ocurrirá. A diferencia de lo
que ocurre en la Física Clásica, en la Teoría Cuántica la
probabilidad posee un valor objetivo esencial, y no se halla
supeditada al estado de conocimiento del sujeto, sino que, en
cierto modo, lo determina. Por Mario Toboso.
La Teoría Cuántica es uno de los pilares fundamentales de la Física
actual. Se trata de una teoría que reúne un formalismo matemático y
conceptual, y recoge un conjunto de nuevas ideas introducidas a lo
largo del primer tercio del siglo XX, para dar explicación a procesos
cuya comprensión se hallaba en conflicto con las concepciones físicas
vigentes.
Las ideas que sustentan la Teoría Cuántica surgieron, pues, como
alternativa al tratar de explicar el comportamiento de sistemas en los
que el aparato conceptual de la Física Clásica se mostraba
insuficiente. Es decir, una serie de observaciones empíricas cuya
explicación no era abordable a través de los métodos existentes,
propició la aparición de las nuevas ideas.
Hay que destacar el fuerte enfrentamiento que surgió entre las ideas
de la Física Cuántica, y aquéllas válidas hasta entonces, digamos de
la Física Clásica. Lo cual se agudiza aún más si se tiene en cuenta el
notable éxito experimental que éstas habían mostrado a lo largo del
siglo XIX, apoyándose básicamente en la mecánica de Newton y la teoría
electromagnética de Maxwell (1865).
Bohr
Niels Bohr ha sido uno de grandes representantes del siglo XX, por su destacada
participación en lo que fueron los límites de la Física y Química, ya que su trabajo
consistió en perfeccionar la representación del átomo, demostrando así que día con día
los conocimientos deben ser revisados para que estos no se vuelvan obsoletos.
Bohr fue reconocido por haber desarrollado--aplicando la teoría de los cuantos,
por Max Karl Planck--la representación planetaria del átomo de Rutherford, como más
adelante se explicará.
Las ideas de Bohr resultaron fundamentales para la construcción de la nueva
física cuántica, no obstante todavía hoy en día sigue estando muy extendida la imagen
del átomo como un minúsculo sistema planetario.
Además de su participación en la estructura atómica, podría decirse que sentó las
bases para lograr, desgraciadamente, los primeros pasos para la construcción de la
primera arma mortal, como lo fue la bomba atómica. Que posteriormente hizo lo posible
para remediar este problema.
Bohr nació en Copenhague el 7 de octubre de 1885; era
hijo de un profesor de fisiología y estudió en la universidad de su
ciudad natal, donde alcanzó el doctorado en 1911. Ese mismo
año fue a la Universidad de Cambridge (Inglaterra) para estudiar
física nuclear con J. J. Thomson, pero pronto se trasladó a la
Universidad de Manchester para trabajar con Ernest Rutherford.
El danés Niels Bohr pudo demostrar que los átomos solo absorben ciertas
longitudes de onda de radiación.
Durante las décadas de los veinte y los treinta, Bohr dirigió el Instituto de
Estudios Avanzados de Copenhague bajo el auspicio de la cervecería Carlsberg. El
instituto fue el imán para muchos de los mejores físicos del mundo y proporcionó un
foro para el intercambio de ideas.
La teoría .de la estructura atómica de Bohr, que le valió el Premio Nobel de
Física en 1922, se publicó en una memoria entre 1913 y 1915. Su trabajo giró sobre el
modelo nuclear del átomo de Rutherford, en el que el átomo se ve como un núcleo
compacto rodeado por un enjambre de electrones más ligeros. El modelo de átomo de
Bohr utilizó la teoría cuántica y la constante de Planck. El modelo de Bohr establece
que un átomo emite radiación electromagnética solo un electrón del átomo salta de un
nivel cuántico a otro. Este modelo contribuyó enormemente al desarrollo de fa física
atómica teórica.
En 1939, reconociendo el significado de los experimentos de la fisión de los
científicos alemanes Otto Hahn y Fritz Strassmann, Bohr convenció a los físicos en una
conferencia en Estados Unidos de la importancia de estos experimentos. Más tarde,
demostró que el uranio 235 es el isótopo del uranio que experimenta la fisión nuclear.
Posteriormente Bohr se incorporó al equipo que trabajaba en la construcción de
la primera bomba atómica en Los Álamos (Nuevo México), hasta su explosión en 1945.
Bohr se opuso, sin embargo, a que el proyecto se llevara a cabo en total secreto, y temía
las consecuencias de este siniestro nuevo invento. En 1945, Bohr regresó a la
Universidad de Copenhague donde, comenzó a desarrollar usos pacifistas para la
energía atómica. Organizó la primera conferencia “Átomos para la Paz” en Ginebra,
celebrada en 1955, y dos años más tarde recibió el primer premio “Átomos para la Paz”.
Bohr murió el 18 de diciembre de 1962 en Copenhague.
El Modelo Atómico de Bohr.
Aunque el modelo de Rutherford ayudó a conocer más la estructura del átomo
Niels Bohr, advirtió que este modelo no explicaba los espectros de emisión ni por qué
podían mantenerse separados los electrones del núcleo, pues si las cargas positivas y las
negativas se atraen, el núcleo y los electrones deberían chocar con gran fuerza.
Basándose en la teoría cuántica del físico alemán Max Planck, que propuso en
1900 para explicar que la energía radiante, como la luz y el calor, no es emitida
continuamente, sino en cantidades definidas (paquetes) de energía llamados cuantos o
fotones, Niels Bohr creyó que los electrones no giran alrededor del núcleo como lo
hacen los planetas alrededor del sol, y en el año 1913 afirmó que un electrón, para
mantenerse en una órbita dada, debe conservar durante su movimiento una energía
constante y explicaba que un electrón no disipa energía continuamente, sino que la
emite por pausas o paquetes de energía (cuantos).
Esto lo hace cuando es excitado para saltar de su propia órbita a otra; al regresar
a su órbita emite la energía que había ganado. Por lo tanto, el electrón absorbe y
conserva la cantidad de energía necesaria para mantenerse girando alrededor del núcleo.
En tal virtud, en el modelo de átomo que presentó Bohr consideró lo siguiente:
1. Cualquiera que sea su órbita, un electrón no emite energía radiante al girar en
torno al núcleo, se mueven a lo largo de órbitas definidas por un determinado
nivel energético.
2. Un electrón no puede estar a cualquier distancia del núcleo: solo son posibles
aquellas órbitas para las que el momento angular del electrón (producto de su
momento de inercia por su velocidad angular) es un múltiplo de h / 2Π, donde h
es la constante de Planck (h = 6625.10-34
J.s).
3. Un electrón puede absorber energía a causa de un choque o bien por haber
recibido radiación electromagnética, y saltar entonces a una órbita de mayor
energía (estado excitado). Pero, como todo sistema físico tiende a adquirir su
estado de energía más bajo, el electrón retornará muy pronto a la órbita estable
en la que se encontraba (estado fundamental), directamente o bien a saltos a
través de una o más orbitas intermedias.
De acuerdo con el modelo de Bohr, el átomo de hidrogeno está constituido por el
núcleo que tiene un protón y el electrón que gira a su alrededor con una trayectoria
circular. Su electrón siempre se encuentra a una distancia fija del núcleo y debido a su
posición y movimiento posee energía de la cual es menos y se encuentra cerca del
núcleo y mayor si está más lejos del mismo.
Bohr consideró que la energía del electrón estaba cuantizada porque únicamente
puede tomar ciertos valores permitidos.
El modelo del átomo de Bohr también fue utilizado para representar a los átomos
con mayor número atómico. Se llamó número cuántico principal (n) al estado de
energía que posee cada electrón; como los electrones están distribuidos en capas o
niveles energéticos, el número cuántico puede tener cualquier valor entre 1 y 7. Para la
órbita de menor radio es n = 1 y así sucesivamente n = 7.
Éstas orbitas también son designadas con las letras K L M N O P Q.
TEORÍA ATOMICA
El filosofo griego Demócrito en su hipótesis propuso que toda la materia estaba formada
por muchas partículas pequeñas e indivisibles a las que llamo ÁTOMOS (el cual
significa indestructibles o indivisibles).
Las evidencias experimentales de algunos investigadores científicos apoyan el concepto
del ATOMISMO el cual condujo a las definiciones modernas de elementos y
compuestos.
En 1808 el científico inglés John Dalton manejo una definici6n sobre las unidades
indivisibles con la que esta formada la materia y que llamo ÁTOMOS.
Además propuso las siguientes hipótesis sobre la naturaleza de la materia.
1. Los elementos están formados por partículas pequeñas llamadas ÁTOMOS.
Además indicó que todos los átomos de un mismo elemento son idénticos,
tienen igual tamaño, masa y propiedades químicas. Los átomos de un elemento
son diferentes a los átomos de todos los demás elementos.
2. Los compuestos están formados por átomos de más de un elemento. En
cualquier compuesto la relación del número de átomos entre dos elementos
presente siempre en un número entero o una fracción sencilla.
3. Una reacción química implica solo la separación, combinación o reordenamiento
de los átomos.
La siguiente figura representa esquemáticamente las dos primeras hipótesis.
a) Dalton indica que los átomos de un mismo elemento son idénticos pero los átomos de un elemento son diferentes a los
átomos de otros.
b) Los compuestos formados por átomos de los elementos X y Y. En este caso, la relación de átomos del elemento X y
átomos del elemento Y es 2:1
En su primera hipótesis establece que los átomos de un elemento son diferentes
de los átomos de todos los demás átomos, además no intentó describir la estructura o
composición de los átomos, ni tenía la idea de que era un átomo. Pero observó que las
diferencias en las propiedades mostradas por elementos como el H y el O cada uno con
sus átomos.
Ilustración de la ley de Dalton de las proporciones múltiples. La relación del oxígeno en monóxido de carbono y en el dióxido de
carbono: 1:2.
La segunda hipótesis que para formar un compuesto se necesitan los átomos de
los elementos, sino también del número especifico de dichos átomos. Para lo cuál se
estableció la ley de las proporciones definidas por Joseph Proust que establece que
muestras diferentes de un mismo compuesto siempre contienen los mismos elementos y
en la misma proporción de masa. Se manejaría como ejemplo el dióxido de carbono
gaseoso, en donde se encontrara la misma proporción de masa de carbono y oxígeno.
Además confirma otra ley, la ley de las proporciones múltiples. Si dos elementos
pueden combinarse para formar más de un compuesto, la masa de uno de los elementos
que se combina con una masa fija del otro, mantiene una relación de números enteros
pequeños. Por ejemplo, el carbono forma dos compuestos estables con el oxígeno,
llamado monóxido de carbono y dióxido de carbono.
Tercera hipótesis considerada la ley de la conservación de la masa. La cual establece
que la materia no se crea ni se destruye debido a que la materia esta formada por
átomos, que no cambian en su reacción química.
Átomo se define como la unidad básica de un elemento que puede intervenir en una
combinación química.
En el siglo XX demostraron que los átomos tienen una estructura interna la cual esta
formada por partículas aún más pequeñas llamadas PARTICULA SUBATOMICAS.
Las cuales condujeron al descubrimiento de tres partículas: electrones, protones y
neutrones.
En 1890 muchos científicos estaban interesados en el estudio de la radiación, la emisión
y transmisión de la energía a través del espacio en forma de ondas.
Para investigar sobre este fenómeno se utilizo un tubo de rayos catódicos. EI
cual consta de un tubo de vidrio del cual se ha evacuado todo el aire. Si se colocan dos
placas metálicas y se conectan a una fuente de alto voltaje, la placa negativa (llamada
cátodo) emite un rayo indivisible.
Este rayo se dirige hacia la placa con carga positiva, llamada ánodo, que
atraviesa por una perforación y continúa su trayectoria hasta el otro extremo del tubo.
Cuando dicho rayo alcanza el extremo, cubierto de una manera especial, produce
una fuente fluorescente o luz brillante.
En algunos experimentos se colocaron por fuera del tubo de rayos catódicos, dos
placas cargadas eléctricamente y un electroimán.
Cuando se conecta el campo magnético y el campo eléctrico permanece
desconectado, los rayos catódicos alcanzan el punto A del tubo.
Cuando está conectado solamente el campo eléctrico, los rayos llegan al punto
C.
Cuando tanto el campo magnético como el eléctrico están desconectados, o bien
cuando ambos están conectados pero se balancean de forma que se cancelan
mutuamente, los rayos alcanzan el punto B.
Debido a las teorías electromagnéticas un cuerpo cargado en movimiento se
comprota como un imán y puede interactuar con los campos magnéticos y eléctricos que
atraviesa.
Debido a que los rayos catódicos son atraídos por la placa con carga positiva y
repelidos por la placa con carga negativa, deben consistir en partículas con carga
negativa.
Actualmente, estas partículas con carga negativa se conocen como
ELECTRONES.
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  • 1. INTRODUCCION DE LA QUIMICA QUIMICA.- Es ciencia que estudia la materia en su estructura, composición, propiedades y cambios que experimenta y la energía involucrada en dichos cambios. QUIMICA Es considerada como la ciencia la cual estudia la materia, su estructura intima, sus cambios, sus relaciones con la energía, y las leyes que la rigen y los cambios y transformaciones que sufren. Importancia De La Química: Esta ciencia tiene una gran importancia ya que estudia la materia que forma tanto el macrocosmos como el microcosmos. La comprensión de estos dos mundos incluyentes nos permite manejar y utilizar para nuestro beneficio todo lo que nos rodea, o al menos para que no nos perjudique. Es muy frecuente que a la química se le considere la ciencia central, ya que para los estudiantes de biología, física, geología, ecología y otras disciplinas, es esencial tener un conocimiento básico de la química. En efecto, la química es fundamental para nuestro estilo de vida, sin ella tendríamos una vida más efímera en el sentido de vivir en condiciones primitivas: sin automóviles, electricidad, computadoras, discos compactos (CD) y muchos otros satisfactores cotidianos. Con auxilio de otras ciencias podemos, por ejemplo, conocer la composición química de nebulosas, estrellas, galaxias y otros cuerpos celestes, constituidos en su mayor parte por gases (hidrogeno, helio). Entre los espacios interestelares se han identificado sustancias químicas mas complejas: burbujas de agua, docenas de moléculas orgánicas de diferentes tipos, nubes de gases y de polvo; lo mismo sucede al analizar la constitución de los planetas, lunas, aerolitos, anillos interplanetarios, etc., en los que se han localizado metales, sales, óxidos y compuestos químicos mas complejos. Gracias a estudios químicos y físicos de una parte del cosmos, el hombre ha formulado teorías sobre la creación del Universo. Una de las más aceptadas es la teoría del Big Bang o “Gran explosión”. 1
  • 2. El metabolismo de la glucosa y los lípidos son ejemplos de cambios químicos que se realizan en el organismo. Las seis enzimas marcadas en rojo (incluidas las cinco de la pregunta) son afectadas por la acción de la insulina, por tres mecanismos diferentes. Todas menos la glucógeno fosforilasa son estimuladas. Sin embargo, hay que observar que la PFK-2 es una actividad de una enzima bifuncional, la otra mitad de esta super-enzima será tratada más tarde. Otra aportación de la química a nuestras vidas es la fabricación de sustancias nuevas, inexistentes en la naturaleza, las cuales han dado origen a un avanzado desarrollo tecnológico como son productos petroquímicos, tales como polímeros sintéticos (polietileno, PVC, acrilán, dacrón), adhesivos, disolventes, combustibles, etc. Se podría afirmar, sin lugar a dudas, que el 99% de las industrias están basadas en la química. Como seria imposible mencionar todas, solo citaremos algunas: Industria agrícola y ganadera: Elaboración de pesticidas (insecticidas, herbicidas, fungicidas, nematocidas), fertilizantes, abonos, alimentos 2
  • 3. balanceados para diferentes especies animales para hidroponía y aeroponía. Industria papelera: Fabricación de cartón, cartulina y papel (para escritura, bristol, de China, de arroz, celofán, Manila, glaseen, corrugado, tapiz, sanitario, térmico, fotográfico). Industria alimentaria: Elaboración de embutidos, alimentos enlatados, jugos y leche condensada y evaporada, bebidas instantáneas, aceites, productos lácteos, edulcorantes (azúcar, ciclamatos), dulces, helados. Industria metalúrgica: Obtención de metales químicamente puros como mercurio, estaño, iridio para recubrimiento de lentes. Elaboración de aleaciones (bronce, latón, aceros) para instrumentos musicales, material de construcción, artículos para construcción de medios de transporte, naves interplanetarias. Industria electrónica: Elaboración de silicio policristalino tipo n y tipo p; grafito artificial, para fabricar electrodos, pilas fotoeléctricas, transmisores, semiconductores, transistores, sensores, circuitos integrados, etc. Industria del vidrio: Fabricación de vidrio plano (ventanales), vidrio temple especial (seguridad, antibalas), vidrio hueco (botellas, vasos); de color (emplomados, vajillas); fibra óptica (cables para teléfonos, cirugía laparoscópica); de seguridad (parabrisas, gafas para deportistas y obreros); vidrio especial: cristal de plomo, plata, oro y platino, etc. Industria textil: Teñido y estampado de telas de fibras naturales; elaboración de filamentos sintéticos (poliéster, rayón), etc. 3
  • 4. Industria petroquímica: Subproductos de la refinación del petróleo: plásticos de PVC, polietileno, etc.; resinas para unicel, hule espuma, pinturas, juguetes, teflón, etc. Relación De La Química Con Otras Ciencias • Geografía.- Composición química de atmósfera, suelos, aguas terrestres y pluviales. • Medicina.- Estudio de las funciones químicas del organismo humano, medicina forense, investigación y desarrollo de medicamentos, materiales para prótesis, reactivos para análisis y material quirúrgico. • Biología.- Comportamiento químico de seres vivos, reactivos para identificaciones biológicas. 4 Geología Física Geología Astronomía Ing. Civil Arqueología Biología Medicina QUIMICA
  • 5. • Arqueología.- Estudio de la antigüedad de ruinas, fósiles, utensilios por reacciones químicas y 14 C, materiales utilizados por culturas prehistóricas y civilizaciones antiguas. • Ingeniería Civil.- Investigación y desarrollo de materiales para la construcción, análisis de resistencia de los mismos. . Astronomía.- Analizar la composición química de planetas, estrellas y demás cuerpos estelares. • Geología: Análisis de rocas, suelos y subsuelos, para identificar antigüedad, minerales y otros compuestos químicos. • Física.- Factores que intervienen en cambios químicos de las sustancias (temperatura, concentraciones, velocidad de reacción, intercambios térmicos, presión). Partes De La Química Es tan amplio el campo de estudio e investigación de la química que es casi imposible incluir todas las sustancias y sus procesos en una única disciplina. Además, junto con el avance del desarrollo tecnológico se obtienen nuevas sustancias, se desarrollan procesos nuevos y se mejoran los ya existentes, lo cual obliga a los científicos a dividir la química en diversas ramas para estudiar y comprender mejor cada área. Sin embargo, al dividir a la química en ramas no es posible establecer con presición las fronteras en todos los fenómenos y procesos puesto que algunos están relacionados entre si. Esto permite que los grupos sean incluyentes, y en algunos casos ha habido necesidad de crear ramas nuevas, como con los compuestos organometálicos (clorofila, hemoglobina). Esta división de la química se muestra en el siguiente diagrama: • Fisicoquímica.- Campo de la ciencia que relaciona la estructura química de las sustancias con sus propiedades físicas. Estudia las propiedades como la presión de vapor, la tensión superficial, la viscosidad, el CuánticaCuántica OrgánicaOrgánica BioquímicaBioquímica AnalíticaAnalítica InorgánicaInorgánica AmbientalAmbiental FisicoquímicaFisicoquímica QUIMICAQUIMICA 5
  • 6. índice de refracción y la densidad, así como al estudio de los llamados aspectos clásicos del comportamiento de los sistemas químicos, como son las propiedades térmicas, el equilibrio, la velocidad de reacción, los mecanismos de las reacciones y el fenómeno de ionización. Cuántica.- es la aplicación de la mecánica cuántica a problemas de química. Una aplicación de la química cuántica es el estudio del comportamiento de átomos y moléculas, en cuanto a sus propiedades ópticas, eléctricas, magnéticas y mecánicas, y también su reactividad química, sus propiedades red-ox, redox... pero también se estudian materiales, tanto sólidos extendidos como superficies. 6
  • 7. • Orgánica.- rama de la química en la que se estudian el carbono, sus compuestos y reacciones. Los químicos orgánicos determinan la estructura de las moléculas orgánicas, estudian sus reacciones y desarrollan procedimientos para sintetizar compuestos orgánicos. • Bioquímica.- estudio de las sustancias presentes en los organismos vivos y de las reacciones químicas en las que se basan los procesos vitales. Esta ciencia es una rama de la Química y de la Biología. El prefijo bio- procede de bios, término griego que significa ‘vida’. Su objetivo principal es el conocimiento de la estructura y comportamiento de las moléculas biológicas, que son compuestos de carbono que forman las diversas partes de la célula y llevan a cabo las reacciones químicas que le permiten crecer, alimentarse, reproducirse y usar y almacenar energía. • Analítica.- Se subdivide en dos áreas principales, el análisis cualitativo y el cuantitativo. El primero identifica los componentes desconocidos existentes en una sustancia, y el segundo indica las cantidades relativas de dichos componentes.
  • 8. • Inorgánica.- campo de la química que estudia las reacciones y propiedades de los elementos químicos y sus compuestos, excepto el carbono y sus compuestos, que se estudian en la química orgánica. Históricamente la química inorgánica empezó con el estudio de los minerales y la búsqueda de formas de extracción de los metales a partir de los yacimientos. • Ambiental.- Ciencia que estudia los procesos químicos que ocurren en el medio ambiente, así como los efectos que sobre éste tienen las sustancias involucradas en ellos. Clasificación De La Materia:
  • 9. • Materia.- Todo lo que ocupa un lugar en el espacio y tiene masa. • Solución.-Formada por uno o varios solutos y disolventes. • Molécula.- Combinación química de dos o mas átomos. • Átomo.- Unidad fundamental de la materia que conserva las propiedades químicas del elemento del cual proviene. * Excepto hidrógeno y helio Algunos elementos metálicos MATERIA Materia Heterogénea Materia Homogénea Mezcla Heterogénea Sustancia pura Mezcla homogénea Compuesto Solución Elemento Molécula Átomo
  • 10. Algunos elementos no metálicos LOCALIZACIÓN EN LA TABLA PERIÓDICA Elementos y compuestos Las sustancias pueden ser elementos o compuestos. Un elemento es una sustancia que no se puede separar en sustancias más simples por medios químicos. Hasta la fecha se han identificado 115 elementos, de los cuales 83 se encuentran en forma natural en la Tierra. Los demás se han obtenido por medios científicos a través de procesos nucleares. Por conveniencia, los químicos representan a los elementos mediante símbolos de una o dos letras. La primera letra siempre es mayúscula, pero la siguiente siempre es minúscula. Por ejemplo, Co es el símbolo del elemento cobalto, mientras que CO es la formula de la molécula de monóxido de carbono. Los símbolos de algunos elementos derivan de sus nombres en latín, por ejemplo, Au de aurum (oro), Fe de ferrum (hierro) y Na de natrium (sodio), pero la mayoría derivan de su nombre en inglés. Los átomos de la mayoría de los elementos pueden interactuar con otros para formar compuestos. Por ejemplo, el agua se forma por la combustión del hidrogeno gaseoso en presencia de oxigeno gaseoso. En consecuencia, el agua es un compuesto, una sustancia formada por átomos de dos o más elementos unidos químicamente en proporciones definidas. A diferencia de las mezclas, los compuestos solo pueden separarse en sus compuestos puros por medios químicos. Sustancias y mezclas
  • 11. Una sustancia es una forma de materia que tiene una composición definida (constante) y propiedades características. Algunos ejemplos son el agua, el amoniaco, el azúcar (sacarosa), el oro y el oxigeno. Las sustancias difieren entre sí en su composición y pueden identificarse por su apariencia, olor, sabor y otras propiedades. Una mezcla es una combinación de dos o mas sustancias en la cual las sustancias conservan sus propiedades características. Algunos ejemplos familiares son el aire, las bebidas gaseosas, la leche, el cemento. Las mezclas no tienen, por lo tanto, las muestras de aire recolectoras de varias ciudades probablemente tendrán una composición distinta debido a sus diferencias en altitud y contaminación, entre otros factores. Las mezclas pueden ser homogéneas y heterogéneas. Cuando una cuchara de azúcar se disuelve en agua, obtenemos una mezcla homogénea, es decir, la composición de la mezcla es la misma en toda la disolución. Sin embargo, si se juntan arena y virutas de hierro permanecerán como tales. Este tipo de mezcla se conoce como mezcla heterogénea debido a que su composición no es uniforme. Cualquier mezcla, ya sea homogénea o heterogénea, se puede formar y volver a separar en sus compuestos puros por medios físicos, sin cambiar la identidad de dichos componentes. LAS PROPIEDADES INTESIVAS La cual no depende de cuanta materia si considere dentro de estas propiedades. Como la masa de un objeto dividida entre el volumen y la temperatura. MATERIA HETEROGENEA HOMOGENEA MEZCLA HETEROGENEA SOLUCIONES SUSTANCUIAS MEZCLA COMPUESTOS ELEMENTOS
  • 12. MATERIA HETEROGENEA: Es considerada cuando se puede detectar fácilmente y simple vista. Por medio de la ayuda de una lupa o un microscopio. (Como Ej. La madera y el grafito, lima de hierro y aserrín, arena y hierro). MATERIA HOMOGENEA: Es considerada cuando no se puede distinguir en ellas las partes que la forman (agua y la sal, acero, aluminio, cobre, cal agua y azúcar.) SUSTANCIAS: Se considera que es una forma de la materia la cual contiene una composición definida con propiedades y características. (Agua, fierro, la plata, cal, amoniaco, azúcar, oro, etc.) Dichas substancias difieren entre si en su composición y pueden identificarse por su apariencia como son: olor, sabor y otras propiedades etc. MEZCLA: Es considera como una combinación de dos o mas substancias conservan sus propiedades y características, Ej. Las bebidas gaseosas la leche y el cemento etc. ELEMENTO: Es considerado como una sustancia la cual no se puede separar tan fácilmente por medio de químicos. COMPUESTO: Es considerado como una sustancia formada por átomos de dos o mas elementos unidos químicamente en proporciones definidas. H, He, Ba, Ca, Mg, Mn, Na, K, Li. ELEMENTOS H2SO4, HCL, H2Bo4 NaO, NaCL, NaOH COMPUESTOS SOLUCION: Es considerada como una mezcla homogénea la cual puede contener composición variable. DISOLVENTE: E s la parte que existe en mayor proporción y el soluto se encuentra en mayor proporción. Las soluciones pueden ser sólidas o gaseosas. Propiedades Generales De La Materia La materia presenta diversas características que pueden ser comunes a toda ella (masa, inercia, peso y volumen), denominadas propiedades generales. También presenta otras manifestaciones con características propias, es decir, propiedades específicas como forma, color, brillo, tamaño, olor, sabor, densidad. • Masa: Es la cantidad de materia que tiene un cuerpo. • Peso: es el efecto de la fuerza de gravedad sobre la masa de un cuerpo. • Volumen: es el espacio que ocupa la materia.
  • 13. • Inercia: es la propiedad que tienen los cuerpos de mantener su estado en reposo o movimiento, a menos que un agente externo lo modifique. Propiedades Específicas De La Materia Estas propiedades pueden ser identificadas de dos maneras: mediante los sentidos, tales como su color, brillo, etc., y mediante la experimentación: • Densidad: Es la relación entre la cantidad de masa que tiene un cuerpo y el volumen que ocupa. • Densidad relativa: Es la relación entre la densidad de una sustancia y la densidad de otra, considerada como patrón. Propiedades Físicas Y Químicas De La Materia Las sustancias se caracterizan por sus propiedades y por su composición. El color, punto de fusión y punto de ebullición son propiedades físicas. Una propiedad física se puede medir y observar sin que cambie la composición o identidad de la sustancia. Por ejemplo, es posible determinar el punto de fusión del hielo calentando un trozo de él y registrando la temperatura a la cual se transforma en agua. El agua difiere del hielo solo en apariencia, no en su composición, por lo que este cambio es físico; es posible congelar el agua para recuperar el hielo original. Por tanto, el punto de fusión de una sustancia es una propiedad física. De igual manera, cuando se dice que el helio gaseoso es mas ligero que el aire, se hace referencia a una propiedad física. Por otro lado, el enunciado “el hidrogeno gaseoso se quema en presencia de oxigeno gaseoso para formar agua” describe una propiedad química del hidrogeno, ya que para observar esta propiedad se debe efectuar un cambio químico, en este caso la combustión. Después del cambio, los gases originales, hidrogeno y oxigeno, habrán desaparecido y quedara una sustancia química distinta, el agua. No es posible recuperar el hidrogeno del agua por medio de un cambio físico como la ebullición o la congelación. Todas las propiedades de la materia que se pueden medir, pertenecen a una de dos categorías: propiedades extensivas y propiedades intensivas. El valor medido de una propiedad extensiva depende de la cantidad de materia considerada. La masa, que es la cantidad de materia en una cierta muestra de una sustancia, es una propiedad extensiva. Más materia significa más masa. Los valores de una misma propiedad extensiva se pueden sumar. Por ejemplo, dos monedas de cobre tendrán la masa resultante de la suma de las masas individuales de cada moneda, así como la longitud de dos canchas de tenis es la suma de la longitud de cada una de ellas. El volumen,
  • 14. definido como longitud elevada al cubo, es otra propiedad extensiva. El valor de una cantidad extensiva depende de la cantidad de materia. El valor medido de una propiedad intensiva no depende de cuanta materia se considere. La densidad, definida como la masa de un objeto dividida entre su volumen, es una propiedad intensiva. Mezclas Una mezcla es un conjunto de partículas de diferentes sustancias caracterizada porque ninguno de sus componentes reacciona químicamente para formar una nueva sustancia. Los componentes individuales en una “mezcla heterogénea” están físicamente separados y pueden observarse como tales. Estos componentes se pueden recuperar por procedimientos físicos, como la filtración, la decantación o la separación magnética. Las mezclas heterogéneas se pueden agrupar en: emulsiones, suspensiones y coloides. Emulsiones: Conformada por 2 fases líquidas inmiscibles. Ejemplo: agua y aceite, leche, mayonesa. Suspensiones: Conformada por una fase sólida insoluble en la fase dispersante líquida, por lo cual tiene un aspecto opaco. Las partículas dispersas son relativamente grandes. Ejemplo: Arcilla, tinta china (negro de humo y agua), pinturas al agua, cemento. Coloides o soles: Es un sistema heterogéneo en donde el sistema disperso puede ser observado a través de un ultramicroscopio. En una “mezcla homogénea” o disolución el aspecto y la composición son uniformes en todas las partes de la misma. El componente que está en mayor proporción y que generalmente es líquido se denomina disolvente, y el que está en menor proporción soluto. Las disoluciones pueden ser sólidas y gaseosas, pero la mayoría de ellas son líquidas. Para separar los componentes de una disolución se utilizan técnicas como la cromatografía, la destilación o la cristalización fraccionada.
  • 15. Métodos De Separación De Mezclas Independiente del tipo de mezcla, los componentes de la misma, pueden ser separados con cierta facilidad a través de las técnicas de laboratorio, sin que cambien las propiedades físicas y químicas que estos tienen. A continuación describiremos las técnicas más usadas por los químicos: SEPARACIÓN DE MEZCLAS. Soluciones gaseosas:  Gas en gas (aire)  Líquido en gas (niebla)  Sólido en gas ( humo) Soluciones líquidas:  Gas en líquido (refresco)  Líquido en líquido (alcohol en agua)  Sólido en líquido (sal en agua) Soluciones sólidas:  Gas en sólido (hidrógeno en platino)  Líquido en sólido (amalgama en plata  Sólido en sólido (acero) CARACTERÍSTICAS DE UNA MEZCLA ° Las partes no pierden sus propiedades originales. ° Durante su formación no hay manifestaciones de energía. ° La proporción de los componentes es variable. ° Sus componentes se pueden separar por medios físicos. FILTRACIÓN: Se utiliza para separar un sólido insoluble (de grano relativamente fino) de un líquido. Se basa en el empleo de material poroso que retiene las partículas sólidas y deja pasar las líquidas, estas partículas estaban en suspensión. Generalmente el material poroso se acomoda en un embudo para facilitar la separación. DECANTACIÓN. Este método se utiliza para separar un sólido de grano grueso e insoluble, de un líquido. Se reposa durante cierto tiempo una mezcla de componentes sólidas y líquidas, para que la acción de la gravedad los separe.
  • 16. CENTRIFUGACIÓN: Proceso mediante el cual se somete una mezcla de líquidos, de sólidos, o de ambos, a un movimiento giratorio rápido que separa a los compuestos por diferencia de densidades. En ocasiones la sedimentación del sólido es muy lenta y se acelera y gira a gran velocidad, el sólido o el componente más denso se deposita en el fondo. Se utiliza para separar un sólido (insoluble de grano muy fino y de difícil sedimentación) de un líquido. Hay otros procedimientos en los que se aprovecha el diferente punto de ebullición de los componentes. EVAPORACIÓN: Aprovechan diferente punto de ebullición para separar a un sólido de un líquido y recuperar el sólido. SUBLIMACIÓN: Método utilizado para separar sólidos, en el cual se aprovecha que alguno de ellos es sublimable, y pasa del estado sólido al gaseoso por incremento de la temperatura. Separa el yodo de otros componentes líquidos. DESTILACIÓN: Permite separar mezclas de líquidos miscibles, aprovechando sus diferentes puntos de ebullición. Este procedimiento consta de dos procesos fundamentales: a) Evaporación (pasa de líquido a vapor) b) Condensación (pasa de vapor a líquido). Mediante este procedimiento se puede separar un líquido de un sólido, evaporando el líquido y condensándolo en un aparato especial llamado refrigerante. También se puede separar un líquido de otro (agua y acetona) aprovechando sus diferentes puntos de ebullición. Así se obtiene el agua destilada.
  • 17. • Destilación.- Es el procedimiento más utilizado para la separación y purificación de líquidos, y es el que se utiliza siempre que se pretende separar un líquido de sus impurezas no volátiles. La destilación, como proceso, consta de dos fases: en la primera, el líquido pasa a vapor y en la segunda el vapor se condensa, pasando de nuevo a líquido en un matraz distinto al de destilación. • Evaporación. - Consiste en calentar la mezcla hasta el punto de ebullición de uno de los componentes, y dejarlo hervir hasta que se evapore totalmente. Este método se emplea si no tenemos interés en utilizar el componente evaporado. Los otros componentes quedan en el envase.
  • 18. Un ejemplo de esto se encuentra en las Salinas. Allí se llenan enormes embalses con agua de mar, y los dejan por meses, hasta que se evapora el agua, quedando así un material sólido que contiene numerosas sales tales como cloruro de sólido, de potasio, etc… • Centrifugación.- Es un procedimiento que se utiliza cuando se quiere acelerar la sedimentación. Se coloca la mezcla dentro de una centrifuga, la cual tiene un movimiento de rotación constante y rápido, lográndose que las partículas de mayor densidad, se vayan al fondo y las más livianas queden en la parte superior. CENTRIFUGADORA Un ejemplo lo observamos en las lavadoras automáticas o semiautomáticas. Hay una sección del ciclo que se refiere a secado en el cual el tambor de la lavadora gira a cierta velocidad, de manera que las partículas de agua adheridas a la ropa durante su lavado, salen expedidas por los orificios del tambor. • Imantación.- Se fundamenta en la propiedad de algunos materiales de ser atraídos por un imán. El campo magnético del imán genera una fuente atractora, que si es suficientemente grande, logra que los materiales se acercan a él. Para poder usar este método es necesario que uno de los componentes sea atraído y el resto no.
  • 19. ATRACCIÓN CON UN IMÁN Se trata de una operación que está destinada a la separación de un componente metálico (sólido) con otro no metálico (sólido). Estados De La Materia • Cromatografía de Gases.- La cromatografía es una técnica cuya base se encuentra en diferentes grados de absorción, que a nivel superficial, se pueden dar entre diferentes especies químicas. En la cromatografía de gases, la mezcla, disuelta o no, es transportada por la primera especie química sobre la segunda, que se encuentran inmóvil formando un lecho o camino. Ambos materiales utilizarán las fuerzas de atracción disponibles, el fluido (transportados), para trasladarlos hasta el final del camino y el compuesto inmóvil para que se queden adheridos a su superficie. En la cromatografía de gases, la mezcla, disuelta o no, es transportada por la primera especie química sobre la segunda, que se encuentran inmóvil formando un lecho o camino. Ambos materiales utilizarán las fuerzas de atracción disponibles, el fluido (transportados), para trasladarlos hasta el final del camino y el compuesto inmóvil para que se queden adheridos a su superficie. • Cromatografía en Papel.- Se utiliza mucho en bioquímica, es un proceso donde el absorbente lo constituye un papel de Filtro. Una vez corrido el disolvente se retira el papel y se deja secar, se trata con un reactivo químico con el fin de poder revelar las manchas. • Decantación.- Consiste en separar materiales de distinta densidad. Su fundamento es que el material más denso
  • 20. • Tamizado.- Consiste en separar partículas sólidas de acuerdo a su tamaño. Prácticamente es utilizar coladores de diferentes tamaños en los orificios, colocados en forma consecutiva, en orden decreciente, de acuerdo al tamaño de los orificios. Es decir, los de orificios más grandes se encuentran en la parte superior y los más pequeños en la inferior. Los coladores reciben el nombre de tamiz y están elaborados en telas metálicas. • Filtración.- Se fundamenta en que alguno de los componentes de la mezcla no es soluble en el otro, se encuentra uno sólido y otro líquido. Se hace pasar la mezcla a través de una placa porosa o un papel de filtro, el sólido se quedará en la superficie y el otro componente pasará. Se pueden separar sólidos de partículas sumamente pequeñas, utilizando papeles con el tamaño de los poros adecuados. FILTRACIÓN
  • 21. Se trata de una operación que permite separar mezclas heterogéneas (sólido-líquido) mediante filtros. Tal y como se puede observar en la imagen el papel retiene la parte sólida y la separa de la líquida que se precipita en interior del recipiente. Puede realizarse de dos formas distintas: por presión atmosférica o al vacío. DECANTACIÓN Se trata de una operación, basada en la diferencia de densidades, que se utiliza cuando la distinción de los componentes de la mezcla son muy evidentes. Normalmente se utiliza para mezclas de dos líquidos no miscibles o de sólidos en líquidos. SEDIMENTACIÓN Se trata de una operación, también basada en la diferencia de densidades de los componentes de la mezcla, que permite separar mezclas heterogéneas (sólido-líquido) mediante precipitación. . CENTRIFUGACIÓN Se trata de una operación que, atada a la decantación, está destinada a la separación de componentes de mezclas heterogéneas y homogéneas. ATRACCIÓN CON UN IMÁN Se trata de una operación que está destinada a la separación de un componente metálico (sólido) con otro no metálico (sólido). Hay otros procedimientos en los que se aprovecha el diferente punto de ebullición de los componentes. EVAPORACIÓN: Aprovechan diferente punto de ebullición para separar a un sólido de un líquido y recuperar el sólido.
  • 22. SUBLIMACIÓN: Método utilizado para separar sólidos, en el cual se aprovecha que alguno de ellos es sublimable, y pasa del estado sólido al gaseoso por incremento de la temperatura. Separa el yodo de otros componentes líquidos. Estados De La Materia En física clásica, las tres formas que puede tomar la materia: sólido, líquido o gas. El plasma, un conjunto de partículas gaseosas eléctricamente cargadas, con cantidades aproximadamente iguales de iones positivos y negativos, se considera a veces un cuarto estado de la materia (véase Ion; Ionización). Los sólidos se caracterizan por su resistencia a cualquier cambio de forma, resistencia que se debe a la fuerte atracción entre las moléculas que los constituyen. En estado líquido, la materia cede a las fuerzas tendentes a cambiar su forma porque sus moléculas pueden moverse libremente unas respecto de otras. Los líquidos, sin embargo, presentan una atracción molecular suficiente para resistirse a las fuerzas que tienden a cambiar su volumen. Los gases, en los que las moléculas están muy dispersas y se mueven libremente, no ofrecen ninguna resistencia a los cambios de forma y muy poca a los cambios de volumen. Como resultado, un gas no confinado tiende a difundirse indefinidamente, aumentando su volumen y disminuyendo su densidad. La mayoría de las sustancias son sólidas a temperaturas bajas, líquidas a temperaturas medias y gaseosas a temperaturas altas, pero los estados no siempre están claramente diferenciados. La temperatura en la que una sustancia pasa del estado sólido al líquido se denomina punto de fusión, y la temperatura a la que pasa del estado líquido al gaseoso punto de ebullición. El rango de temperaturas de los puntos de fusión y ebullición es muy amplio. El helio permanece en estado gaseoso por encima de -269 ºC y el wolframio, hasta aproximadamente 3.370 ºC, es un sólido.
  • 23. Orden en la materia La materia está compuesta por átomos, o grupos de átomos denominados moléculas. La disposición de las partículas en un material depende del estado físico de la sustancia. En un sólido, las partículas forman una estructura compacta que se resiste a fluir. Las partículas de un líquido tienen más energía que las de un sólido. Pueden fluir, pero siguen estando cerca unas de otras. Las partículas de un gas son las que más energía tienen. Se mueven a gran velocidad y están separadas entre sí por distancias relativamente grandes. 2.2.1 Estados de agregación de al materia. Todo lo que nos rodea es materia, la cual se encuentra en diferentes estados de agregación o forma física, éstas dependen de las fuerzas de atracción y repulsión entre sus moléculas. Molécula: es la parte más pequeña en la que puede ser dividida una sustancia, sin que forme una nueva. *Estado sólido. Características de los cuerpos en estado sólido: • Sus partículas están muy próximas unas de otras, es decir sus espacios intermoleculares son muy pequeños. • La fuerza de cohesión entre sus moléculas es muy alta. • Tiene un volumen y una forma definidos. • Son más densos que los líquidos. • Sus átomos o moléculas están ordenados en formas geométricas. • La fuerza de repulsión entre sus partículas es muy baja.
  • 24. • Sus partículas solo vibran. • No fluyen. *Estado liquido. Características de los cuerpos en estado líquido: • Poseen una membrana tensa en su superficie, esta característica es denominada tensión superficial. • Tienen volumen constante. • Son incomprensibles si no varía la temperatura y a presión moderada. • Los átomos o moléculas que constituyen a los cuerpos líquidos tienen fuerza de cohesión menor que la de los sólidos, por ello adoptan la forma del recipiente que los contiene. • Sus moléculas se pueden desplazar o fluir progresivamente de un lugar a otro, son escurridizos. • No tienen forma fija. • Cuando dos o más líquidos son solubles entre sí, se presenta l fenómeno de difusión. *Estado gaseoso. Características de los cuerpos en estado gaseoso: • Sus moléculas están muy separadas unas de otras y se mueven a gran velocidad. • Se expanden rápidamente. • Son comprensibles. • Al moverse sus moléculas generan gran cantidad de colisiones, aumentando así su energía cinética y con ello la fuerza de repulsión. • La temperatura y la presión cambian su volumen. • No tienen forma ni volumen definido. • Se mezcla y se difunde una en otro. MEDICIONES LONGITUD: Cintas métricas, metro. VOLUMEN: Pipetas vuretras probetas PESO Y MASA: Balanzas genitarias y analíticas
  • 25. SISTEMAS ABREVIADOS DE NUMEROS. NUMEROS GRANDES Y DECIMALES PEQUEÑOS: 10 = 10X10X10 =1000 SIMBOLOS DE USO GENERAL 103 KILO K 106 MEGA M 10-3 MILI M 10-6 MICRO U 10-9 NANO n 10-12 PICO P MULTIPLICACION Y DIVISION DE LOS NUMEROS GRANDES Y PEQUEÑOS: 1. Cuando un número de la potencia se traslada del numerador al denominador o viceversa el signo del exponente se cambia. 2. Cuando se multiplican las potencias de dos números se sumas sus exponentes. 3. Cuando la potencia de un número se divide por otras se restan sus exponentes. MEDICIONES Y EL SISTEMA METRICO 10 = 101 1000 = 102 1000 = 103 10.000= 104 100.000= 105 000.000 = 106 10 = 100 0.1 = 10-1 0.01 = 10-2 0.001 = 10-3 0.0001 = 10-4 0.00001 = 10-5 001.0 1000 1 10 1 10 3 3 ===−
  • 26. EL CUAL SE BASA ALAS SIGUIENTES CONSIDERACIONES: 1. Se necesita varios instrumentos para aplicar y cuantificar nuestra perfección sensorial. 2. una bandeja de cuantificar estos datos es que otras personas pueden obtener los mismos resultados evitando así los argumentos basados en opiniones. 3. Las medidas dependen de una unidad estándar el cual sirve como punto de referencia. De acuerdo con el convenio internacional logrado en 1960 ciertas unidades métricas básicas y derivadas deben ser preferidas en el uso científico. A dichas unidades se les considera como unidades del sistema internacional (S.I) y están constituidas por 7 unidades básicas que son: Masa Longitud Tiempo Corriente eléctrica Temperatura Intensidad luminosa Cantidad de sustancia Kilogramo Metro Segundo Ampere Kelvin candela Mol Kg M Seg A o af o o C m Las unidades derivadas están unidas básicamente y se consideran las siguientes: Volumen Densidad Velocidad Fuerza Energía M3 Kg./m2 o Kgm-3 m/seg o m seg-1 Newton = N Kg:m/seg2 Joule J= Kgm2 /seg2
  • 27. MEDICIONES LONGITUD: Cintas métricas, metro. VOLUMEN: Pipetas vuretras probetas PESO Y MASA: Balanzas genitarias y analíticas SISTEMAS ABREVIADOS DE NUMEROS. NUMEROS GRANDES Y DECIMALES PEQUEÑOS: 10 = 10X10X10 =1000 LONGITUD MASA TEMPERATURA TIEMPO 1m = 100 cm 1m = 1000 mm 1mm = 100 micras 1milla = 1.609 Km. 1m = 39.37 1n 1m = 1010 A0 1000m = 1 Km. 1in = 2.54 cm., Kg. 1kg = 100o gr 1kg = 2.205 lb 1gr = 1000 mg 1lb = 453.6 gr. 1onza = 28.35 gr. 1lb = 16 oz. 1ton metrica = 1000 kg 1ton metrica = 220s 1 gr = 15.43 gr F = 1.8 C 1 hr = 60 min 1 hr=3600 seg 1 dia = 24 hrs. 10 = 101 1000 = 102 1000 = 103 10.000= 104 100.000= 105 000.000 = 106 10 = 100 0.1 = 10-1 0.01 = 10-2 0.001 = 10-3 0.0001 = 10-4 0.00001 = 10-5 001.0 1000 1 10 1 10 3 3 ===−
  • 28. SIMBOLOS DE USO GENERAL 103 KILO K 106 MEGA M 10-3 MILI M 10-6 MICRO U 10-9 NANO n 10-12 PICO P Mediciones 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 cinta métrica se miden longitudes, mientras que con la bureta, la pipeta, la probeta graduada y el matraz volumétrico se miden volúmenes; con la balanza se mide la masa, y con el termómetro la temperatura. Estos instrumentos permiten hacer mediciones de propiedades microscópicas, es decir que pueden ser determinadas directamente. Las propiedades microscópicas, a escala atomica o molecular. El Sistema Métrico
  • 29. En el siglo 18, había docenas de diferentes unidades de medida comúnmente usadas a través del mundo. La longitud, por ejemplo, podía ser medida en pies, pulgadas, millas, palmos, codos, manos, varas, cadenas, leguas, y otros. La falta de una norma común standard provocaba mucha confusión y significativas ineficiencias en el comercio entre los países. Al final del siglo, el gobierno francés buscó aliviar este problema al inventar un sistema de medida que pudiese ser usado en todo el mundo. En 1790, la Asamblea Nacional Francesa encargó a la Academia de Ciencia diseñar un simple sistema de unidades decimal simple. El sistema que inventaron es conocido como el sistema métrico. En 1960 el sistema métrico fue oficialmente denominado Système International d'Unités (o abreviado SI). Hoy es usado en casi todos los países excepto los Estados Unidos y es casi siempre usado en las medidas científicas. La simpleza del sistema métrico deriva del hecho que sólo hay una unidad de medida (o unidad básica) para cada tipo de cantidad medida (longitud, peso, etc.). Las tres unidades básicas más comunes en el sistema métrico son el metro, el gramo, y el litro. El metro es una unidad de longitud igual a 3.28 pies, el gramo es una unidad de masa (o peso) igual a aproximadamente 0.0022 libras (más o menos el peso de un sujetapapeles), y el litro es una unidad de volumen igual a 1.05 cuartos de galón. Así que la longitud, por ejemplo, siempre es medida en metros en el sistema métrico, no importa si usted mide la longitud de su dedo o la longitud del río Nilo, siempre usa el metro. Para simplificar las cosas, objetos muy grandes o pequeños son expresados como múltiplos de 10 de la unidad básica. Por ejemplo, en vez de decir que el río Nilo tiene 6,650,000 metros de largo, podemos decir que tiene 6,650 miles de metros de largo. Esto se haría al añadir el prefijo 'kilo' (que significa 1000) a la unidad básica 'metro' lo cual nos da 6,650 kilómetros para la longitud del río Nilo. Esto es mucho más simple que el sistema de medición americano en el cual tenemos que recordar, pulgadas, pies, millas, y otras unidades de medición. Los prefijos métricos pueden ser usados con cualquier unidad básica. Por ejemplo, mientras un kilómetro son 1,000 metros, un kilogramo son 1,000 gramos y un kilolitro son 1,000 litros. Aquí están seis prefijos comúnmente usados en el sistema métrico.
  • 30. Las subunidades son usadas cuando se miden cosas muy grandes o muy pequeñas. No tendría sentido medir su peso en gramos por la misma razón que no lo mediría en onzas ya que la unidad es muy pequeña. Usted expresaría su peso en kilogramos (cada kilogramo es igual a 1,000 gramos o alrededor de 2.2 libras). El sistema métrico es llamado decimal porque se basa sobre múltiplos de 10. Cualquier medida dada en una unidad métrica (por ejemplo, el kilogramo) puede ser convertida a otra unidad métrica (por ejemplo, el gramo) simplemente moviendo el lugar decimal. La Notación Científica En la ciencia, es común trabajar con números muy grandes y muy pequeños. Por ejemplo, el diámetro de una glóbulo rojo es 0.0065 cm, la distancia de la tierra al sol es 150,000,000 km, y el número de moléculas en 1 g de agua es 33,400,000,000,000,000,000,000. Es engorroso trabajar con números tan largos, así que medidas como estas son generalmente escritas usando la abreviación llamada la notación científica. Cada cero en los números de arriba representan un múltiplo de 10. Por ejemplo, el número 100 representa 2 múltiplos de 10 (10.x 10 = 100). En la notación científica, 100 puede ser escrito como 1 por 2 múltiplos de 10: CONCLUCION La química ha tenido gran influencia en la vida humana. Desde la antigüedad hasta estos momentos hemos podido modificar y utilizar nuestros recursos gracias a las aportaciones de la química dentro de sus
  • 31. diferentes ramas y con el apoyo de sus ciencias auxiliares. Estudiar a la química no es simplemente tener que aprender conceptos básicos sino aprender de verdad para poder llevar a cabo esos conocimientos a nuestra vida diaria, ya que en cualquier lado, y en cualquier momento la química esta presente. Sin embargo, a pesar de los beneficios de este progreso, también se han acarreado los riesgos correspondientes, los peligros más evidentes proceden de los materiales radiactivos, por su potencial para producir cáncer en los individuos expuestos y mutaciones en sus hijos. Es por eso que el estudio de la química se debe llevar con gran responsabilidad. SEPARACIÓN DE MEZCLAS. Soluciones gaseosas:  Gas en gas (aire)  Líquido en gas (niebla)  Sólido en gas ( humo) Soluciones líquidas:  Gas en líquido (refresco)  Líquido en líquido (alcohol en agua)  Sólido en líquido (sal en agua) Soluciones sólidas:  Gas en sólido (hidrógeno en platino)  Líquido en sólido (amalgama en plata
  • 32.  Sólido en sólido (acero) CARACTERÍSTICAS DE UNA MEZCLA ° Las partes no pierden sus propiedades originales. ° Durante su formación no hay manifestaciones de energía. ° La proporción de los componentes es variable. ° Sus componentes se pueden separar por medios físicos. FILTRACIÓN: Se utiliza para separar un sólido insoluble (de grano relativamente fino) de un líquido. Se basa en el empleo de material poroso que retiene las partículas sólidas y deja pasar las líquidas, estas partículas estaban en suspensión. Generalmente el material poroso se acomoda en un embudo para facilitar la separación. FILTRACIÓN: En la filtración, se hace pasar la mezcla por filtros de distintos tamaños, en los que quedan retenidas las partículas de mayor tamaño que los poros del filtro. Es un método sencillo y barato; sólo es útil en algunas situaciones. Es uno de los métodos más simples de separación física, que no altera las propiedades de las sustancias que intervienen.
  • 33. DECANTACIÓN. Este método se utiliza para separar un sólido de grano grueso e insoluble, de un líquido. Se reposa durante cierto tiempo una mezcla de componentes sólidas y líquidas, para que la acción de la gravedad los separe. CENTRIFUGACIÓN: Proceso mediante el cual se somete una mezcla de líquidos, de sólidos, o de ambos, a un movimiento giratorio rápido que separa a los compuestos por diferencia de densidades. En ocasiones la sedimentación del sólido es muy lenta y se acelera y gira a gran velocidad, el sólido o el componente más denso se deposita en el fondo. Se utiliza para separar un sólido (insoluble de grano muy fino y de difícil sedimentación) de un líquido. Hay otros procedimientos en los que se aprovecha el diferente punto de ebullición de los componentes. EVAPORACIÓN: Aprovechan diferente punto de ebullición para separar a un sólido de un líquido y recuperar el sólido. SUBLIMACIÓN: Método utilizado para separar sólidos, en el cual se aprovecha que alguno de ellos es sublimable, y pasa del estado sólido al gaseoso por incremento de la temperatura. Separa el yodo de otros componentes líquidos. DESTILACIÓN: Permite separar mezclas de líquidos miscibles, aprovechando sus diferentes puntos de ebullición. Este procedimiento consta de dos procesos fundamentales: c) Evaporación (pasa de líquido a vapor) d) Condensación (pasa de vapor a líquido). Mediante este procedimiento se puede separar un líquido de un sólido, evaporando el líquido y condensándolo en un aparato especial llamado refrigerante.
  • 34. También se puede separar un líquido de otro (agua y acetona) aprovechando sus diferentes puntos de ebullición. Así se obtiene el agua destilada. BIBLIOGRAFIAS  QUIMICA. Séptima edición. Raymond Chang. Editorial Mc Graw Hill  QUIMICA. Zárraga, Velásquez, Rojero, Castells. Editorial Mc Graw Hill  FISICA Y QUIMICA. Enciclopedia didáctica. Editorial Océano  http://www.visionlearning.com/library/module_viewer.php? mid=47&l=s  Biblioteca de Consulta Microsoft ® Encarta ® 2005 © 1993-2004 Microsoft Corporation. Reservados todos los derechos. • IMÁGENES:  http://www.google.com.mx  Biblioteca de Consulta Microsoft ® Encarta ® 2005 © 1993-2004 Microsoft Corporation. Reservados todos los derechos.
  • 35. MÉTODOS DE SEPARACIÓN DE MEZCLAS: DECANTACIÓN: Se utiliza para separar un sólido de grano grueso e insoluble de un líquido. Consiste en verter un liquido después de que ha sedimentado el solido .Este método se emplea para separar dos líquidos no miscibles, utilizando un embudo se separación. FILTRACIÓN: En la filtración, se hace pasar la mezcla por filtros de distintos tamaños, en los que quedan retenidas las partículas de mayor tamaño que los poros del filtro. Es un método sencillo y barato; sólo es útil en algunas situaciones. Es uno de los métodos más simples de separación física, que no altera las propiedades de las sustancias que intervienen. DESTILACIÓN: La destilación y la destilación fraccionada es el método utilizado cuando se quieren separar dos líquidos y uno de ellos es más volátil que el otro. Es también útil cuando ambos líquidos tengan temperaturas de ebullición parecidas. Cuando calentamos la mezcla el vapor que aparece está compuesto en mayor porcentaje por el líquido más volátil. Se recoge el vapor y
  • 36. se enfría, obteniéndose un líquido de concentración distinta al original. La mezcla ha cambiado también de composición y por tanto también de punto de ebullición. La destilación fraccionada se utiliza cuando combinamos distintas destilaciones, y con esto puede conseguirse que sólo quede líquido menos volátil y evaporar completamente (y volver a condensar) el más volátil. CROMATOGRAFÍA: La cromatografía se utiliza con los fluidos, que pueden ser gases o líquidos, se empuja a circular la mezcla por un sólido o un líquido que permanece estacionario (fase estacionaria). Los distintos componentes de la mezcla circulan a velocidades diferentes por la fase estacionaria, y por lo tanto unos componentes están más tiempo retenidos en ella que otros, emergiendo después. La fase estacionaria puede ser típicamente un sólido poroso como la celulosa, o como el gel. Las moléculas de menor tamaño pueden cruzar todos los poros e invierten más tiempo en el recorrido mientras que las moléculas mayores de la mezcla no " pierden tiempo" en los poros, emergiendo más rápidamente.
  • 37. CRISTALIZACIÓN: Este método se utiliza para separar una mezcla de sólidos que sean solubles en el mismo disolvente pero con curvas de solubilidad diferentes. Una vez que la mezcla esté disuelta, puede calentarse para evaporar parte de disolvente y así concentrar la disolución. Para el compuesto menos soluble la disolución llegará a la saturación debido a la eliminación de parte del disolvente y precipitará. Todo esto puede irse procediendo sucesivamente e ir disolviendo de nuevo los distintos precipitados (esto recibiría el nombre de cristalización fraccionada) obtenidos para irlos purificando hasta conseguir separar totalmente los dos sólidos. Cada nueva cristalización tiene un rendimiento menor, pero con este método puede alcanzarse el grado de pureza que se desee. Normalmente, cuando se quieren separar impurezas de un material, como su concentración es baja la única sustancia que llega a saturación es la deseada y el precipitado es prácticamente puro. La cristalización es el proceso inverso de la disolución. CENTRIFUGACIÓN: Se habla de centrifugación cuando tenemos partículas de distinto tamaño en un medio acuoso, éstas sedimentan hacia el fondo a una velocidad que depende de su peso. Este efecto podría utilizarse para separar componentes de distinto peso si no fuera porque las velocidades de sedimentación son pequeñísimas, por lo que el sistema no es útil. Así, pues lo que se hace es aumentar dichas velocidades de sedimentación haciendo girar muy rápidamente la mezcla. En este caso, la fuerza centrípeta hace el papel de la gravedad (peso) y puede ser mucho mayor que éste haciendo girar muy rápido la mezcla: este es el principio de la centrifugación y de la ultra centrifugación. Se coloca la mezcla en un aparato que la haga girar a velocidad angular constante muy elevada. Una vez está girando, la mezcla experimenta una aceleración centrípeta que puede llegar a ser, en ultracentrifugadoras de laboratorio, unas 500000 veces la aceleración de la gravedad. Esta fuerza empuja a sedimentar, a distinta velocidad, a las partículas de distinta masa de la mezcla, creándose distintos estratos con las partículas de cada clase. Este método es muy utilizado en biología y medicina. También vimos un poco de teoria atómica por lo cual me dispongo a hacer un breve resumen y paráfrasis de lo analizado sobre le tema.
  • 38. INTRODUCCION GENERL DE QUIMICA QUIMICA Es considerada como la ciencia la cual estudia la materia, su estructura intima, sus cambios, sus relaciones con la energía, y las leyes que la rigen y los cambios y transformaciones que sufren. METODO CIENTIFICO: La cual esta relacionada con las ciencias sociales, utilizando variables relacionando con el mismo considerando como un enfoque sistemático para la investigación. Los datos obtenidos en una investigación pueden considerarse como cuantitativos, es decir observaciones generales acerca del sistema y como cuantitativos los cuales consisten en números al hacerse diversas mediciones del sistema. Una ves que dichos experimentos se han completado y se cuentan con datos suficientes para la cual se utiliza lo que conocemos como método científico lo cual es considerado como la interpretación lo que significa que los científicos intentan explicar el fenómeno observado. El investigador formula una hipótesis, es decir una explicación tentativa para una serie de observaciones. Una vez que se haya reunido una cantidad suficiente de datos aconsejable resumir la información en forma concisa considerándose como una ley. En la ciencia una ley es considerada como un enunciado conciso, verbal o matemático de una relación entre fenómenos que siempre se repite bajo las mismas condiciones. TEORIA: Se considera como un principio unificador el cual explica un grupo de hechos y las leyes que se basan en estas.
  • 39. MEDICINA: La cual favorece nuestra salud a suministrar drogas y medicamentos, vitaminas, hormonas, quininas, sulfamidas. Penicilina, anestésico, y desinfectantes. RAMAS DE LA QUIMICA: QUIMICA GENERAL: Es laque trata de los principios básicos que se refiere a la estructura intima de los cuerpos y sus propiedades. QUIMICA INORGANIGA: Consiste en el estudio referente a las substancias que forman el reino mineral. QUIMICA ORGANIGA: Sobre los compuestos relacionados al carbono. QUIMICA ANALITICA: La cual comprende los métodos de reconocimiento y de terminación de los constituyentes de los compuestos tanto en su calidad (análisis cuantitativo), como en su cantidad (análisis cuantitativo). MATERIA: Esta considerada como cualquier cosa la cual ocupa un lugar en el espacio que tiene masa, que tiene volumen, que tiene energía (agua, tierra, los árboles etc.) PROPIEDADES GENERALES DE LA MATERIA. Química Bioquímica Físico - químico Se considera como las transformaciones o procesos químicos que intervienen en los seres vivos como son la digestión (biología) La cual comprende las leyes básicas de la química las hipótesis y las teorías. Y los efectos de energía sobre la materia y del estudio de átomo. (Física) Geoquímica Considerado cuando existen cambios químicos ocurridos en las rocas en las diferentes eras geológicas (geología) Astroquímica Considerado como la estructura y constituciones de los astros (astrología)
  • 40. Se considera que la identifican siendo las diversas formas como se perciben por nuestros sentidos. (Color, olor, sabor, punto de fusión, punto de ebullición etc.) VOLUMEN: es considerado como la materia el cual ocupa un lugar en el espacio. PESO: El cual es atraído por las fuerzas gravitatorias INERCIA: La cual se opone a cambiar el estado en movimiento rectilíneo o uniforme y de reposo en el cual se encuentre. IMPENETRABILIDAD: se considera cuando dos cuerpos no pueden ocupar el mismo lugar y el espacio. PEROSIDAD: El cual se encuentra entre las partículas que la forman en la cual existen espacios huecos. DIVISIBILIDAD: Cuando la materia algún tipo de metacion. ELASTICIDAD: El se encuentra dentro de ciertos límites la cual se deforma cuando se aplica alguna fuerza y se puede recuperar al dejar de aplicar dicha fuerza. PROPIEDADES FISICAS DE LA MATERIA: Promedio de cual se puede medir y observar sin que existan cambios, transformaciones o identidad por otras substancias.(cambios de estado como son el olor, sabor dureza, propiedades organolépticos, punto de fusión, punto de ebullición, densidad, peso especifico la maleabilidad, ductibilidad solubilidad. Etc.) PROPIEDADES QUIMICAS Son aquellas en las presenta la materia al transformarse de una sustancia a otras diferentes sin alterar su estructura intima en el cual se observan dichas propiedades en el cual se debe un cambio químico.(combustibilidad la comburencia, la digestibilidad, catalizadores, enzimas y fermentaciones. Todas las propiedades de la materia pueden presentar y medirse la cual pertenece a no las 2 categorías consideras como propiedades considerados como la masa, volumen. LAS PROPIEDADES INTESIVAS La cual no depende de cuanta materia si considere dentro de estas propiedades. Como la masa de un objeto dividida entre el volumen y la temperatura.
  • 41. MATERIA HETEROGENEA: Es considerada cuando se puede detectar fácilmente y simple vista. Por medio de la ayuda de una lupa o un microscopio. (Como Ej. La madera y el grafito, lima de hierro y aserrín, arena y hierro). MATERIA HOMOGENEA: Es considerada cuando no se puede distinguir en ellas las partes que la forman (agua y la sal, acero, aluminio, cobre, cal agua y azúcar.) SUSTANCIAS: Se considera que es una forma de la materia la cual contiene una composición definida con propiedades y características. (Agua, fierro, la plata, cal, amoniaco, azúcar, oro, etc.) Dichas substancias difieren entre si en su composición y pueden identificarse por su apariencia como son: olor, sabor y otras propiedades etc. MEZCLA: Es considera como una combinación de dos o mas substancias conservan sus propiedades y características, Ej. Las bebidas gaseosas la leche y el cemento etc. ELEMENTO: Es considerado como una sustancia la cual no se puede separar tan fácilmente por medio de químicos. COMPUESTO: Es considerado como una sustancia formada por átomos de dos o mas elementos unidos químicamente en proporciones definidas. H, He, Ba, Ca, Mg, Mn, Na, K, Li. ELEMENTOS H2SO4, HCL, H2Bo4 NaO, NaCL, NaOH COMPUESTOS SOLUCION: Es considerada como una mezcla homogénea la cual puede contener composición variable. DISOLVENTE: E s la parte que existe en mayor proporción y el soluto se encuentra en mayor proporción. Las soluciones pueden ser sólidas o gaseosas. MATERIA HETEROGENEA HOMOGENEA MEZCLA HETEROGENEA SOLUCIONES SUSTANCUIAS MEZCLA COMPUESTOS ELEMENTOS
  • 42. ESTADOS DE LA MATERIA ESTADO SÓLIDO: Son las moléculas que se mantienen unidas en forma organizada con poca libertad de movimiento Ej. El hielo el cual se fundirá por calentamiento formando al final un líquido el cual se obtiene el agua, debido a ello se lleva acabo por el método de punto de fusión. ESTADO LIQUIDO: Son las moléculas que se encuentran unidas pero no en una posición tan rígida como las cuales se pueden mover libremente entre ellas. ESTADO GASEOSO: Cuando las moléculas se encuentran separadas por distancias las cuales son grandes en comparación con el tamaño de las moléculas. Pueden existir soluciones gaseosas por Ej. De gas en gas (aire), de liquido a gas (niebla), de sólido en gas (humo), en líquidos tenemos que serian de gas en líquidos (bebidas gaseosas) de liquido en liquido, (alcohol y agua), de sólido en liquido (agua y sal), de gas en sólido (hidrogeno en platino), de liquido en sólido (la amalgama de plata), y de sólido a sólido tenemos lo que es el acero. METODOS DE SEPARACION: Se considera a las soluciones como mezclas homogéneas y en general se pueden definir como mezclas homogéneas o heterogenias como la materia que resulta de la unión aparente de 2 o mas sustancias las cuales reciben el nombre de componentes como características de las mezclas se podrían mencionar las siguientes: 1. Las partes que la forman no pierden sus propiedades originales. 2. durante su formación no existen manifestaciones de energía. 3. la proporción de los componentes es variable. 4. sus componentes se pueden se pueden separar por medios físicos. Existen varios métodos de separación de mezclas y dicho huso depende de las características de los componentes que la formen cuando se aprovecha la diferente densidad de dichos componentes se emplea el método de decantación, la filtración o la centrifugación. MEDICIONES LONGITUD: Cintas métricas, metro. VOLUMEN: Pipetas vuretras probetas PESO Y MASA: Balanzas genitarias y analíticas
  • 43. SISTEMAS ABREVIADOS DE NUMEROS. NUMEROS GRANDES Y DECIMALES PEQUEÑOS: 10 = 10X10X10 =1000 SIMBOLOS DE USO GENERAL 103 KILO K 106 MEGA M 10-3 MILI M 10-6 MICRO U 10-9 NANO n 10-12 PICO P MULTIPLICACION Y DIVISION DE LOS NUMEROS GRANDES Y PEQUEÑOS: 4. Cuando un número de la potencia se traslada del numerador al denominador o viceversa el signo del exponente se cambia. 5. Cuando se multiplican las potencias de dos números se sumas sus exponentes. 6. Cuando la potencia de un número se divide por otras se restan sus exponentes. MEDICIONES Y EL SISTEMA METRICO 10 = 101 1000 = 102 1000 = 103 10.000= 104 100.000= 105 000.000 = 106 10 = 100 0.1 = 10-1 0.01 = 10-2 0.001 = 10-3 0.0001 = 10-4 0.00001 = 10-5 001.0 1000 1 10 1 10 3 3 ===−
  • 44. EL CUAL SE BASA ALAS SIGUIENTES CONSIDERACIONES: 4. Se necesita varios instrumentos para aplicar y cuantificar nuestra perfección sensorial. 5. una bandeja de cuantificar estos datos es que otras personas pueden obtener los mismos resultados evitando así los argumentos basados en opiniones. 6. Las medidas dependen de una unidad estándar el cual sirve como punto de referencia. De acuerdo con el convenio internacional logrado en 1960 ciertas unidades métricas básicas y derivadas deben ser preferidas en el uso científico. A dichas unidades se les considera como unidades del sistema internacional (S.I) y están constituidas por 7 unidades básicas que son: Masa Longitud Tiempo Corriente eléctrica Temperatura Intensidad luminosa Cantidad de sustancia Kilogramo Metro Segundo Ampere Kelvin candela Mol Kg M Seg A o af o o C m Las unidades derivadas están unidas básicamente y se consideran las siguientes: Volumen Densidad Velocidad Fuerza Energía M3 Kg./m2 o Kgm-3 m/seg o m seg-1 Newton = N Kg:m/seg2 Joule J= Kgm2 /seg2
  • 45. 2.2.1 Estados de agregación de al materia. Todo lo que nos rodea es materia, la cual se encuentra en diferentes estados de agregación o forma física, éstas dependen de las fuerzas de atracción y repulsión entre sus moléculas. Molécula: es la parte más pequeña en la que puede ser dividida una sustancia, sin que forme una nueva. *Estado sólido. Características de los cuerpos en estado sólido: • Sus partículas están muy próximas unas de otras, es decir sus espacios intermoleculares son muy pequeños. • La fuerza de cohesión entre sus moléculas es muy alta. • Tiene un volumen y una forma definidos. • Son más densos que los líquidos. • Sus átomos o moléculas están ordenados en formas geométricas. • La fuerza de repulsión entre sus partículas es muy baja. • Sus partículas solo vibran. • No fluyen. *Estado liquido. Características de los cuerpos en estado líquido: LONGITUD MASA TEMPERATURA TIEMPO 1m = 100 cm 1m = 1000 mm 1mm = 100 micras 1milla = 1.609 Km. 1m = 39.37 1n 1m = 1010 A0 1000m = 1 Km. 1in = 2.54 cm., Kg. 1kg = 100o gr 1kg = 2.205 lb 1gr = 1000 mg 1lb = 453.6 gr. 1onza = 28.35 gr. 1lb = 16 oz. 1ton metrica = 1000 kg 1ton metrica = 220s 1 gr = 15.43 gr F = 1.8 C 1 hr = 60 min 1 hr=3600 seg 1 dia = 24 hrs.
  • 46. • Poseen una membrana tensa en su superficie, esta característica es denominada tensión superficial. • Tienen volumen constante. • Son incomprensibles si no varía la temperatura y a presión moderada. • Los átomos o moléculas que constituyen a los cuerpos líquidos tienen fuerza de cohesión menor que la de los sólidos, por ello adoptan la forma del recipiente que los contiene. • Sus moléculas se pueden desplazar o fluir progresivamente de un lugar a otro, son escurridizos. • No tienen forma fija. • Cuando dos o más líquidos son solubles entre sí, se presenta l fenómeno de difusión. *Estado gaseoso. Características de los cuerpos en estado gaseoso: • Sus moléculas están muy separadas unas de otras y se mueven a gran velocidad. • Se expanden rápidamente. • Son comprensibles. • Al moverse sus moléculas generan gran cantidad de colisiones, aumentando así su energía cinética y con ello la fuerza de repulsión. • La temperatura y la presión cambian su volumen. • No tienen forma ni volumen definido. • Se mezcla y se difunde una en otro. 2.2.2 Clasificación de la materia. La materia se puede clasificar en función de varios criterios, dos de los más utilizados son: por su composición y por su estado de agregación.
  • 47. Materia heterogénea: Porción de materia que esta formada por diversas fases, sus propiedades varían en diferentes puntos. Fase: Con respecto a un sistema de varias sustancias en equilibrio, cualquiera de estas sustancias. Con respecto a una sustancia determinada, cualquier estado físico bien definido de ella. Así, en un sistema de agua y vapor, habrá una fase líquida y una fase seriforme. Materia homogénea: Formada por diferentes componentes, su apariencia es totalmente uniforme (poseen una sola fase). Pueden ser sustancias puras o mezclas homogéneas. Sustancia pura: Está formada por un único componente, no puede separase por métodos físicos. 2.3 Mezclas homogéneas y heterogéneas. En la naturaleza existe gran cantidad de materia en forma de mezclas. Una mezcla es la combinación física o unión de dos o más sustancias o componentes, que conservan sus propiedades físicas y químicas y cuya porción no es fija; los componentes de las mezclas no pierden sus propiedades. Se ha clasificado a las mezclas en dos grupos: homogéneas y heterogéneas. MATERIA. Materia heterogénea. Materia homogénea Mezclas heterogéneas Disoluciones o mezclas heterogéneas. Sustancias puras Elementos Compuestos.
  • 48. 2.3.1 Características. Las mezclas homogéneas son las que a simple vista tiene un aspecto uniforme en todas sus partes, aunque sus componentes sean sustancias diferentes. Se les llama también disoluciones. El aire es una mezcla homogénea porque no se distinguen los gases que lo componen; otras mezclas homogéneas son el agua mineral, el agua de mar, la gasolina el cemento, el alcohol y el agua. Las mezclas heterogéneas son las que tienen un aspecto que no es uniforme y como en todas las mezclas las proporciones de sus componentes es variable, por ejemplo, en una roca se identifican partículas de colores (minerales) y cuya proporción en cada una de sus partes es diferente. 2.3.2 Métodos de separación. Los métodos de separación d mezclas son procedimientos físicos o fisicoquímicos que no alteran la composición químicas de las sustancias, la mayoría requieren de muy poca energía para efectuarse, entre los más comunes tenemos: 2. Definición de Átomo. Un átomo (Del latín atomum, y este del griego ατομον, indivisible) es la menor cantidad de un elemento químico que tiene existencia propia, y que no es posible dividir mediante procesos químicos. El concepto de átomo fue ya propuesto por filósofos griegos como Demócrito y los epicúreos. Sin embargo fue olvidado hasta que el químico inglés John Dalton revisó la idea en su teoría atómica. No obstante no sería hasta el siglo XIX cuando gracias a los trabajos de Avogadro se comenzó a distinguir entre átomos y moléculas. La visión moderna de su estructura interna tuvo que esperar hasta el experimento de Rutherford en 1911. Posteriores descubrimientos científicos, como la teoría cuántica, y avances tecnológicos, como el microscopio atómico, han permitido conocer con mayor detalle las propiedades físicas y químicas de los átomos. Aunque la mayor parte de un átomo es espacio vacío, los átomos están compuestos de partículas más pequeñas. Por conveniencia se suele dividir en: • núcleo: En el centro, compuesto por los nucleones (protones y neutrones) • corteza: La parte más externa consistente en una nube de electrones
  • 49. En el caso de átomos en estado neutro el número de electrones es idéntico al de protones que es lo que caracteriza a cada elemento químico. El número de protones de un determinado átomo se denomina numero atómico y determina su posición en la tabla periódica de los elementos. Los átomos con el mismo número atómico, pero distinta masa atómica (por tener diferente número de neutrones) se denominan isótopos. 1 2.1 Teoría Atómica. El filósofo griego Demócrito en su hipótesis propuso que toda la materia estaba formada por muchas partículasd pequeñas e indivisibles a las que llamó átomos (el cual significa indestructibles e indivisibles). - Según su pensamiento: • Los átomos tienen movimiento, los hay de diferentes formas y tamaños y pueden estar unidos, "enganchados" entre sí. • El Hombre está formado por átomos livianos (alma) y átomos pesados (cuerpo). Después de la muerte, los átomos que forman el cuerpo se disuelven. • El origen del universo ocurría en cuatro momentos: Primer momento: Existían átomos libres en el espacio que se movían en todas direcciones. Segundo momento: Como no tenían dirección, algunos átomos colisionan entre sí, uniéndose, "enganchándose" unos con otros. Tercer momento: Estos átomos forman grupos que adquieren más movimiento. Cuarto momento: Los átomos de los grupos se van separando. Los átomos pequeños y más rápidos primero, formando el fuego. Luego, se desprenderían los que irían a formar el aire. Después de éstos, los que serían el agua. Los que quedarían en el medio, los más pesados y de menor movimiento formarían la tierra. 2 En 1808 el científico inglés John Dalton manejó una definición sobre las unidades indivisibles con la que esta formada la materia y que llamó átomos. Además propuso las siguientes hipótesis sobre la naturaleza de la materia. 1. Toda la materia está formada por átomos. 2. Los átomos son partículas invisibles e indivisibles. 3. Los cambios químicos de la materia corresponden a un reordenamiento de los átomos. 1 http://enciclopedia.us.es/index.php/%C1tomo 2 http://www.escolar.com/article-php-sid=71.html
  • 50. 4. Los átomos de un mismo elemento son de la misma clase y de igual masa. 5. Los átomos que forman los compuestos son de 2 o más clases diferentes. 3 6. Los átomos que forman los compuestos están en relación de números enteros y sencillos. 3 http://enciclopedia.us.es/index.php/John_Dalton
  • 51. 2.2 Materia. Mezcla. Heterogénea. Heterogénea. Materia Mezcla. Soluciones. Homogénea. Compuestos. Sustancias. Elementos. a) Materia. En ciencia, término general que se aplica a todo lo que ocupa espacio y posee los atributos de gravedad e inercia. En la física clásica, la materia y la energía se consideraban dos conceptos diferentes que estaban detrás de todos los fenómenos físicos. Los físicos modernos, sin embargo, han demostrado que es posible transformar la materia en energía y viceversa, con lo que han acabado con la diferenciación clásica entre ambos conceptos. Sin embargo, al tratar numerosos fenómenos —como el movimiento, el comportamiento de líquidos y gases, o el calor— a los científicos les resulta más sencillo y práctico seguir considerando la materia y la energía como entes distintos.4 b) Mezcla. Combinación física formada por 2 o más componentes, los cuales no tienen una proporción fija o definida. En una mezcla cada componente conserva inalterable sus propiedades físicas y químicas. Las mezclas se pueden separar por medios físicos. Presentan temperatura variable durante los cambios de estado.5 Mezcla, agregación de sustancias sin interacción química entre ellas. Las propiedades de las mezclas varían según su composición y pueden depender del método o la manera de preparación de las mismas.6 4 http://www.ucm.es/eprints/view/subjects/A_23.html 5 http://www.uc.cl/quimica/agua/glos3.htm 6 FERNÁNDEZ García Horacio 1998 Química I Ed. DGETI SEP
  • 52. Tipos de Mezclas. - Mezcla Homogénea. Mezcla formada por 2 o más componentes en la cual no se pueden distinguir sus componentes a simple vista, y cada uno conserva sus propiedades. En una ‘mezcla homogénea’ o disolución el aspecto y la composición son uniformes en todas las partes de la misma. El componente que está en mayor proporción y que generalmente es líquido se denomina disolvente, y el que está en menor proporción soluto. - Mezcla Heterogénea. Mezcla formada por 2 o más componentes en la cual se pueden distinguir sus componentes a simple vista o con ayuda de un microscopio. Cada componente conserva sus propiedades. Los componentes individuales en una ‘mezcla heterogénea’ están físicamente separados y pueden observarse como tales. Estos componentes se pueden recuperar por procedimientos físicos, como la filtración, la decantación o la separación magnética.7 b) Solución. Una solución es una mezcla homogénea de dos o mas sustancias. La sustancia disuelta se denomina soluto y esta presente generalmente en pequeña cantidad en pequeña cantidad en comparación con la sustancia donde se disuelve denominada solvente. en cualquier discusión de soluciones, el primer requisito consiste en poder especificar sus composiciones, esto es, las cantidades relativas de los diversos componentes. La concentración de una solución expresa la relación de la cantidad de soluto a la cantidad de solvente. 8 Las soluciones poseen una serie de propiedades que las caracterizan : 1. Su composición química es variable. 2. Las propiedades químicas de los componentes de una solución no se alteran. 3. Las propiedades físicas de la solución son diferentes a las del solvente puro : la adición de un soluto a un solvente aumenta su punto de ebullición y disminuye su punto de congelación; la adición de un soluto a un solvente disminuye la presión de vapor de éste. c) Sustancia. 7 FERNÁNDEZ García Horacio 1998 Química I Ed. DGETI SEP 8 http://www.cespro.com/Materias/MatContenidos/Contquimica/QUIMICA_INORGANICA/soluciones.htm
  • 53. Sustancia pura, forma de materia de composición uniforme e invariable y cuyas propiedades físicas y químicas son idénticas, sea cual sea su procedencia. Las sustancias puras se identifican por sus propiedades características, es decir, poseen una densidad determinada y unos puntos de fusión y ebullición propios y fijos que no dependen de su historia previa o del método de preparación de las mismas. Las sustancias puras pueden ser elementos o compuestos. - Elemento. Sustancia que no puede ser descompuesta o dividida en sustancias más simples por medios químicos ordinarios. Antiguamente, los elementos se consideraban sustancias fundamentales, pero hoy se sabe que consisten en una variedad de partículas elementales: electrones, protones y neutrones. Se conocen más de 100 elementos químicos en el Universo. Aunque varios de ellos, los llamados elementos transuránicos, no se encuentran en la naturaleza, han sido producidos artificialmente bombardeando núcleos atómicos de otros elementos con núcleos cargados o con partículas nucleares. Dicho bombardeo puede tener lugar en un acelerador de partículas (como el ciclotrón), en un reactor nuclear o en una explosión nuclear. Los elementos químicos se clasifican en metales y no metales. Los átomos de los metales son electropositivos y combinan fácilmente con los átomos electronegativos de los no metales. Existe un grupo de elementos llamados metaloides, que tiene propiedades intermedias entre los metales y los no metales, y que se considera a veces como una clase separada. Cuando los elementos están ordenados por orden de número atómico (número de cargas positivas existentes en el núcleo de un átomo de un elemento), se repiten a intervalos específicos elementos con propiedades físicas y químicas semejantes (véase Sistema periódico). Esos grupos de elementos con propiedades físicas y químicas similares se llaman familias, por ejemplo: los metales alcalinotérreos, los lantánidos, los halógenos y los gases nobles.9 - Compuesto. Compuesto químico, sustancia formada por dos o más elementos que se combinan en proporción invariable. El agua, formada por hidrógeno y oxígeno, y la sal, formada por cloro y sodio, son ejemplos de compuestos químicos comunes. Tanto los elementos como los compuestos son sustancias puras. 9 Enciclopedia Microsoft® Encarta® 2003. © 1993-2002 Microsoft Corporation. Reservados todos los derechos.
  • 54. 3.Métodos de separación de mezclas. 10 FILTRACIÓN Se trata de una operación que permite separar mezclas heterogéneas (sólido-líquido) mediante filtros. Tal y como se puede observar en la imagen el papel retiene la parte sólida y la separa de la líquida que se precipita en interior del recipiente. Puede realizarse de dos formas distintas: por presión atmosférica o al vacío. DECANTACIÓN Se trata de una operación, basada en la diferencia de densidades, que se utiliza cuando la distinción de los componentes de la mezcla son muy evidentes. Normalmente se utiliza para mezclas de dos líquidos no miscibles o de sólidos en líquidos. SEDIMENTACIÓN Se trata de una operación, también basada en la diferencia de densidades de los componentes de la mezcla, que permite separar mezclas heterogéneas (sólido-líquido) mediante precipitación. . CENTRIFUGACIÓN Se trata de una operación que, atada a la decantación, está destinada a la separación de componentes de mezclas heterogéneas y homogéneas. ATRACCIÓN CON UN IMÁN Se trata de una operación que está destinada a la separación de un componente metálico (sólido) con otro no metálico (sólido). 10 . http://images.google.com.mx/imgres? imgurl=http://www.monlau.es/btecnologico/quimica/tema1_11.gif&imgrefurl=http://www.monlau. es/btecnologico/quimica/tema1_5.htm&h=338&w=582&sz=40&hl=es&start=14&tbnid=c8lhic3Lo 7V_HM:&tbnh=76&tbnw=132&prev=/images%3Fq%3Dmezcla%252Bquimica%26svnum %3D10%26hl%3Des%26lr%3D%26sa%3DN
  • 55. EVAPORACIÓN Se trata de una operación que consiste en eliminar los componentes volátiles no deseados de una mezcla mediante el calentamiento a una temperatura inferior al punto de ebullición . DESTILACIÓN Se trata de una operación que consiste en la separación de una mezcla de dos líquidos miscíbles, primeramente mediante una evaporización y posteriormente con una condensación. Esta operación se basa en los diferentes puntos de ebullición de los líquidos que la forman. Hay dos tipos de destilaciones: la simple, que se utiliza para separar un líquido de la mezcla cuando el resto no son volátiles, o para separar líquidos con puntos de ebullición distintos. Por otra parte, la destilación fraccionada es la que se utiliza para separar líquidos con puntos de ebullición próximos. . CRISTALIZACIÓN Se trata de una operación que permite extraer un sólido o soluto que está disuelto en un líquido o disolvente. Se basa en la concentración de la disolución hasta saturarla. Entonces dejamos que se enfríe, su solubilidad disminuye y entonces el soluto empieza a separarse del disolvente en forma de cristales sólidos que se van depositando. 4. Teoría Cuántica.
  • 56. Teoría cuántica, teoría física basada en la utilización del concepto de unidad cuántica para describir las propiedades dinámicas de las partículas subatómicas y las interacciones entre la materia y la radiación. Las bases de la teoría fueron sentadas por el físico alemán Max Planck, que en 1900 postuló que la materia sólo puede emitir o absorber energía en pequeñas unidades discretas llamadas cuantos. Otra contribución fundamental al desarrollo de la teoría fue el principio de incertidumbre, formulado por el físico alemán Werner Heisenberg en 1927, y que afirma que no es posible especificar con exactitud simultáneamente la posición y el momento lineal de una partícula subatómica. Introducción Del Cuanto De Planck A principios del siglo XX, los físicos aún no reconocían claramente que éstas y otras dificultades de la física estaban relacionadas entre sí. El primer avance que llevó a la solución de aquellas dificultades fue la introducción por parte de Planck del concepto de cuanto, como resultado de los estudios de la radiación del cuerpo negro realizados por los físicos en los últimos años del siglo XIX (el término ‘cuerpo negro’ se refiere a un cuerpo o superficie ideal que absorbe toda la energía radiante sin reflejar ninguna). Un cuerpo a temperatura alta —al rojo vivo— emite la mayor parte de su radiación en las zonas de baja frecuencia (rojo e infrarrojo); un cuerpo a temperatura más alta —al rojo blanco— emite proporcionalmente más radiación en frecuencias más altas (amarillo, verde o azul). Durante la década de 1890, los físicos llevaron a cabo estudios cuantitativos detallados de esos fenómenos y expresaron sus resultados en una serie de curvas o gráficas. La teoría clásica, o precuántica, predecía un conjunto de curvas radicalmente diferentes de las observadas. Lo que hizo Planck fue diseñar una fórmula matemática que describiera las curvas reales con exactitud; después dedujo una hipótesis física que pudiera explicar la fórmula. Su hipótesis fue que la energía sólo es radiada en cuantos cuya energía es hu, donde u es la frecuencia de la radiación y h es el ‘cuanto de acción’, ahora conocido como constante de Planck. Aportaciones De Einstein Los siguientes avances importantes en la teoría cuántica se debieron a Albert Einstein, que empleó el concepto del cuanto introducido por Planck para explicar determinadas propiedades del efecto fotoeléctrico, un fenómeno experimental en el que una superficie metálica emite electrones cuando incide sobre ella una radiación. Según la teoría clásica, la energía de los electrones emitidos —medida por la tensión eléctrica que generan— debería ser proporcional a la intensidad de la radiación. Sin embargo, se comprobó que esta energía era independiente de la intensidad —que sólo determinaba el número de electrones emitidos— y dependía exclusivamente de la frecuencia de la radiación. Cuanto mayor es la frecuencia de la radiación incidente, mayor es la energía de los electrones; por debajo de una determinada frecuencia crítica, no se emiten electrones. Einstein explicó estos fenómenos suponiendo que un único cuanto de energía radiante expulsa un único electrón del metal. La energía del cuanto es proporcional a la frecuencia, por lo que la energía del electrón depende de la frecuencia. El Átomo De Bohr En 1911, Rutherford estableció la existencia del núcleo atómico. A partir de los datos experimentales de la dispersión de partículas alfa por núcleos de
  • 57. átomos de oro, supuso que cada átomo está formado por un núcleo denso y con carga positiva, rodeado por electrones cargados negativamente que giran en torno al núcleo como los planetas alrededor del Sol. La teoría electromagnética clásica desarrollada por el físico británico James Clerk Maxwell predecía inequívocamente que un electrón que girara en torno a un núcleo radiaría continuamente energía electromagnética hasta perder toda su energía, y acabaría cayendo en el núcleo. Por tanto, según la teoría clásica, el átomo descrito por Rutherford sería inestable. Esta dificultad llevó al físico danés Niels Bohr a postular, en 1913, que la teoría clásica no es válida en el interior del átomo y que los electrones se desplazan en órbitas fijas. Cada cambio de órbita de un electrón corresponde a la absorción o emisión de un cuanto de radiación. La aplicación de la teoría de Bohr a átomos con más de un electrón resultó difícil. Las ecuaciones matemáticas para el siguiente átomo más sencillo, el de helio, fueron resueltas durante la segunda y tercera década del siglo XX, pero los resultados no concordaban exactamente con los datos experimentales. Para átomos más complejos sólo pueden obtenerse soluciones aproximadas de las ecuaciones, y se ajustan sólo parcialmente a las observaciones. Efecto fotoeléctrico. Formación y liberación de partículas eléctricamente cargadas que se produce en la materia cuando es irradiada con luz u otra radiación electromagnética. El término efecto fotoeléctrico designa varios tipos de interacciones similares. En el efecto fotoeléctrico externo se liberan electrones en la superficie de un conductor metálico al absorber energía de la luz que incide sobre dicha superficie. Este efecto se emplea en la célula fotoeléctrica, donde los electrones liberados por un polo de la célula, el fotocátodo, se mueven hacia el otro polo, el ánodo, bajo la influencia de un campo eléctrico. El estudio del efecto fotoeléctrico externo desempeñó un papel importante en el desarrollo de la física moderna. Una serie de experimentos iniciados en 1887 demostró que el efecto fotoeléctrico externo tenía determinadas características que no podían explicarse por las teorías de aquella época, que consideraban que la luz y todas las demás clases de radiación electromagnética se comportaban como ondas. En 1905, para tratar de explicar el mecanismo del efecto fotoeléctrico externo, Albert Einstein sugirió que podría considerarse que la luz se comporta en determinados casos como una partícula, y que la energía de cada partícula luminosa, o fotón, sólo depende de la frecuencia de la luz. Para explicar el efecto fotoeléctrico externo, Einstein consideró la luz como un conjunto de "proyectiles" que chocan contra el metal. Cuando un electrón libre del metal es golpeado por un fotón, absorbe la energía del mismo. Si el fotón tiene la suficiente energía, el electrón es expulsado del metal. La teoría de Einstein explicaba muchas características del efecto fotoeléctrico externo, como por ejemplo el hecho de que la energía máxima de los electrones expulsados sea independiente de la intensidad de la luz. Según la teoría de Einstein, esta energía máxima sólo depende de la energía del fotón que lo expulsa, que a su vez sólo depende de la frecuencia de la luz. La teoría de Einstein se verificó por experimentos posteriores. Su explicación del efecto fotoeléctrico, con la demostración de que la radiación electromagnética puede comportarse en algunos casos como un conjunto de partículas, contribuyó al desarrollo de la teoría cuántica. El término efecto fotoeléctrico también puede referirse a otros tres procesos: la fotoionización, la fotoconducción y el efecto fotovoltaico. La fotoionización es la ionización de un gas por la luz u otra radiación electromagnética. Para ello, los fotones
  • 58. tienen que poseer la suficiente energía para separar uno o más electrones externos de los átomos de gas. En la fotoconducción, los electrones de materiales cristalinos absorben energía de los fotones y llegan así a la gama de niveles de energía en la que pueden desplazarse libremente y conducir electricidad. En el efecto fotovoltaico, los fotones crean pares electrón-hueco en materiales semiconductores (véase Semiconductor). En un transistor, este efecto provoca la creación de un potencial eléctrico en la unión entre dos semiconductores diferentes. 11 11 http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/cuantica/fotoelectrico/fotoelectrico.htm
  • 59. BIBLI GRAFIA. • FERNÁNDEZ García Horacio 1998 Química I Ed. DGETI SEP • QUÍMICA 1., COBAO, libro de texto básico., México. 2001. • QUÍMICA PARA EL NUEVO MILENIO., Hill W. John y otro., ed. McGrawHill., México. 1999. • Enciclopedia Microsoft® Encarta® 2003. © 1993-2002 Microsoft Corporation. Reservados todos los derechos. • http://enciclopedia.us.es/index.php/%C1tomo • http://www.escolar.com/article-php-sid=71.html • http://enciclopedia.us.es/index.php/John_Dalton • http://www.ucm.es/eprints/view/subjects/A_23.html • http://www.uc.cl/quimica/agua/glos3.htm • http://www.cespro.com/Materias/MatContenidos/Contquimica/QUIMICA_INOR GANICA/soluciones.htm • http://images.google.com.mx/imgres? imgurl=http://www.monlau.es/btecnologico/quimica/tema1_11.gif&imgrefurl=http ://www.monlau.es/btecnologico/quimica/tema1_5.htm&h=338&w=582&sz=40&h l=es&start=14&tbnid=c8lhic3Lo7V_HM:&tbnh=76&tbnw=132&prev=/images %3Fq%3Dmezcla%252Bquimica%26svnum%3D10%26hl%3Des%26lr%3D %26sa%3D • http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/cuantica/fotoelectrico/fotoelectrico.htm
  • 60. La teoria cuantica La Teoría Cuántica es uno de los pilares fundamentales de la Física actual. Recoge un conjunto de nuevas ideas introducidas a lo largo del primer tercio del siglo XX para dar explicación a procesos cuya comprensión se hallaba en conflicto con las concepciones físicas vigentes. Su marco de aplicación se limita, casi exclusivamente, a los niveles atómico, subatómico y nuclear, donde resulta totalmente imprescindible. Pero también lo es en otros ámbitos, como la electrónica, en la física de nuevos materiales, en la física de altas energías, en el diseño de instrumentación médica, en la criptografía y la computación cuánticas, y en la Cosmología teórica del Universo temprano. La Teoría Cuántica es una teoría netamente probabilista: describe la probabilidad de que un suceso dado acontezca en un momento determinado, sin especificar cuándo ocurrirá. A diferencia de lo que ocurre en la Física Clásica, en la Teoría Cuántica la probabilidad posee un valor objetivo esencial, y no se halla supeditada al estado de conocimiento del sujeto, sino que, en cierto modo, lo determina. Por Mario Toboso. La Teoría Cuántica es uno de los pilares fundamentales de la Física actual. Se trata de una teoría que reúne un formalismo matemático y conceptual, y recoge un conjunto de nuevas ideas introducidas a lo largo del primer tercio del siglo XX, para dar explicación a procesos cuya comprensión se hallaba en conflicto con las concepciones físicas
  • 61. vigentes. Las ideas que sustentan la Teoría Cuántica surgieron, pues, como alternativa al tratar de explicar el comportamiento de sistemas en los que el aparato conceptual de la Física Clásica se mostraba insuficiente. Es decir, una serie de observaciones empíricas cuya explicación no era abordable a través de los métodos existentes, propició la aparición de las nuevas ideas. Hay que destacar el fuerte enfrentamiento que surgió entre las ideas de la Física Cuántica, y aquéllas válidas hasta entonces, digamos de la Física Clásica. Lo cual se agudiza aún más si se tiene en cuenta el notable éxito experimental que éstas habían mostrado a lo largo del siglo XIX, apoyándose básicamente en la mecánica de Newton y la teoría electromagnética de Maxwell (1865). Bohr Niels Bohr ha sido uno de grandes representantes del siglo XX, por su destacada participación en lo que fueron los límites de la Física y Química, ya que su trabajo consistió en perfeccionar la representación del átomo, demostrando así que día con día los conocimientos deben ser revisados para que estos no se vuelvan obsoletos. Bohr fue reconocido por haber desarrollado--aplicando la teoría de los cuantos, por Max Karl Planck--la representación planetaria del átomo de Rutherford, como más adelante se explicará. Las ideas de Bohr resultaron fundamentales para la construcción de la nueva física cuántica, no obstante todavía hoy en día sigue estando muy extendida la imagen del átomo como un minúsculo sistema planetario. Además de su participación en la estructura atómica, podría decirse que sentó las bases para lograr, desgraciadamente, los primeros pasos para la construcción de la primera arma mortal, como lo fue la bomba atómica. Que posteriormente hizo lo posible para remediar este problema. Bohr nació en Copenhague el 7 de octubre de 1885; era hijo de un profesor de fisiología y estudió en la universidad de su ciudad natal, donde alcanzó el doctorado en 1911. Ese mismo año fue a la Universidad de Cambridge (Inglaterra) para estudiar física nuclear con J. J. Thomson, pero pronto se trasladó a la Universidad de Manchester para trabajar con Ernest Rutherford.
  • 62. El danés Niels Bohr pudo demostrar que los átomos solo absorben ciertas longitudes de onda de radiación. Durante las décadas de los veinte y los treinta, Bohr dirigió el Instituto de Estudios Avanzados de Copenhague bajo el auspicio de la cervecería Carlsberg. El instituto fue el imán para muchos de los mejores físicos del mundo y proporcionó un foro para el intercambio de ideas. La teoría .de la estructura atómica de Bohr, que le valió el Premio Nobel de Física en 1922, se publicó en una memoria entre 1913 y 1915. Su trabajo giró sobre el modelo nuclear del átomo de Rutherford, en el que el átomo se ve como un núcleo compacto rodeado por un enjambre de electrones más ligeros. El modelo de átomo de Bohr utilizó la teoría cuántica y la constante de Planck. El modelo de Bohr establece que un átomo emite radiación electromagnética solo un electrón del átomo salta de un nivel cuántico a otro. Este modelo contribuyó enormemente al desarrollo de fa física atómica teórica. En 1939, reconociendo el significado de los experimentos de la fisión de los científicos alemanes Otto Hahn y Fritz Strassmann, Bohr convenció a los físicos en una conferencia en Estados Unidos de la importancia de estos experimentos. Más tarde, demostró que el uranio 235 es el isótopo del uranio que experimenta la fisión nuclear. Posteriormente Bohr se incorporó al equipo que trabajaba en la construcción de la primera bomba atómica en Los Álamos (Nuevo México), hasta su explosión en 1945. Bohr se opuso, sin embargo, a que el proyecto se llevara a cabo en total secreto, y temía las consecuencias de este siniestro nuevo invento. En 1945, Bohr regresó a la Universidad de Copenhague donde, comenzó a desarrollar usos pacifistas para la energía atómica. Organizó la primera conferencia “Átomos para la Paz” en Ginebra, celebrada en 1955, y dos años más tarde recibió el primer premio “Átomos para la Paz”. Bohr murió el 18 de diciembre de 1962 en Copenhague. El Modelo Atómico de Bohr. Aunque el modelo de Rutherford ayudó a conocer más la estructura del átomo Niels Bohr, advirtió que este modelo no explicaba los espectros de emisión ni por qué podían mantenerse separados los electrones del núcleo, pues si las cargas positivas y las negativas se atraen, el núcleo y los electrones deberían chocar con gran fuerza. Basándose en la teoría cuántica del físico alemán Max Planck, que propuso en 1900 para explicar que la energía radiante, como la luz y el calor, no es emitida
  • 63. continuamente, sino en cantidades definidas (paquetes) de energía llamados cuantos o fotones, Niels Bohr creyó que los electrones no giran alrededor del núcleo como lo hacen los planetas alrededor del sol, y en el año 1913 afirmó que un electrón, para mantenerse en una órbita dada, debe conservar durante su movimiento una energía constante y explicaba que un electrón no disipa energía continuamente, sino que la emite por pausas o paquetes de energía (cuantos). Esto lo hace cuando es excitado para saltar de su propia órbita a otra; al regresar a su órbita emite la energía que había ganado. Por lo tanto, el electrón absorbe y conserva la cantidad de energía necesaria para mantenerse girando alrededor del núcleo. En tal virtud, en el modelo de átomo que presentó Bohr consideró lo siguiente: 1. Cualquiera que sea su órbita, un electrón no emite energía radiante al girar en torno al núcleo, se mueven a lo largo de órbitas definidas por un determinado nivel energético. 2. Un electrón no puede estar a cualquier distancia del núcleo: solo son posibles aquellas órbitas para las que el momento angular del electrón (producto de su momento de inercia por su velocidad angular) es un múltiplo de h / 2Π, donde h es la constante de Planck (h = 6625.10-34 J.s). 3. Un electrón puede absorber energía a causa de un choque o bien por haber recibido radiación electromagnética, y saltar entonces a una órbita de mayor energía (estado excitado). Pero, como todo sistema físico tiende a adquirir su estado de energía más bajo, el electrón retornará muy pronto a la órbita estable en la que se encontraba (estado fundamental), directamente o bien a saltos a través de una o más orbitas intermedias. De acuerdo con el modelo de Bohr, el átomo de hidrogeno está constituido por el núcleo que tiene un protón y el electrón que gira a su alrededor con una trayectoria circular. Su electrón siempre se encuentra a una distancia fija del núcleo y debido a su posición y movimiento posee energía de la cual es menos y se encuentra cerca del núcleo y mayor si está más lejos del mismo. Bohr consideró que la energía del electrón estaba cuantizada porque únicamente puede tomar ciertos valores permitidos. El modelo del átomo de Bohr también fue utilizado para representar a los átomos con mayor número atómico. Se llamó número cuántico principal (n) al estado de energía que posee cada electrón; como los electrones están distribuidos en capas o
  • 64. niveles energéticos, el número cuántico puede tener cualquier valor entre 1 y 7. Para la órbita de menor radio es n = 1 y así sucesivamente n = 7. Éstas orbitas también son designadas con las letras K L M N O P Q. TEORÍA ATOMICA El filosofo griego Demócrito en su hipótesis propuso que toda la materia estaba formada por muchas partículas pequeñas e indivisibles a las que llamo ÁTOMOS (el cual significa indestructibles o indivisibles). Las evidencias experimentales de algunos investigadores científicos apoyan el concepto del ATOMISMO el cual condujo a las definiciones modernas de elementos y compuestos. En 1808 el científico inglés John Dalton manejo una definici6n sobre las unidades indivisibles con la que esta formada la materia y que llamo ÁTOMOS. Además propuso las siguientes hipótesis sobre la naturaleza de la materia. 1. Los elementos están formados por partículas pequeñas llamadas ÁTOMOS. Además indicó que todos los átomos de un mismo elemento son idénticos, tienen igual tamaño, masa y propiedades químicas. Los átomos de un elemento son diferentes a los átomos de todos los demás elementos. 2. Los compuestos están formados por átomos de más de un elemento. En cualquier compuesto la relación del número de átomos entre dos elementos presente siempre en un número entero o una fracción sencilla. 3. Una reacción química implica solo la separación, combinación o reordenamiento de los átomos. La siguiente figura representa esquemáticamente las dos primeras hipótesis. a) Dalton indica que los átomos de un mismo elemento son idénticos pero los átomos de un elemento son diferentes a los átomos de otros. b) Los compuestos formados por átomos de los elementos X y Y. En este caso, la relación de átomos del elemento X y átomos del elemento Y es 2:1
  • 65. En su primera hipótesis establece que los átomos de un elemento son diferentes de los átomos de todos los demás átomos, además no intentó describir la estructura o composición de los átomos, ni tenía la idea de que era un átomo. Pero observó que las diferencias en las propiedades mostradas por elementos como el H y el O cada uno con sus átomos. Ilustración de la ley de Dalton de las proporciones múltiples. La relación del oxígeno en monóxido de carbono y en el dióxido de carbono: 1:2. La segunda hipótesis que para formar un compuesto se necesitan los átomos de los elementos, sino también del número especifico de dichos átomos. Para lo cuál se estableció la ley de las proporciones definidas por Joseph Proust que establece que muestras diferentes de un mismo compuesto siempre contienen los mismos elementos y en la misma proporción de masa. Se manejaría como ejemplo el dióxido de carbono gaseoso, en donde se encontrara la misma proporción de masa de carbono y oxígeno. Además confirma otra ley, la ley de las proporciones múltiples. Si dos elementos pueden combinarse para formar más de un compuesto, la masa de uno de los elementos que se combina con una masa fija del otro, mantiene una relación de números enteros pequeños. Por ejemplo, el carbono forma dos compuestos estables con el oxígeno, llamado monóxido de carbono y dióxido de carbono. Tercera hipótesis considerada la ley de la conservación de la masa. La cual establece que la materia no se crea ni se destruye debido a que la materia esta formada por átomos, que no cambian en su reacción química. Átomo se define como la unidad básica de un elemento que puede intervenir en una combinación química. En el siglo XX demostraron que los átomos tienen una estructura interna la cual esta formada por partículas aún más pequeñas llamadas PARTICULA SUBATOMICAS. Las cuales condujeron al descubrimiento de tres partículas: electrones, protones y neutrones.
  • 66. En 1890 muchos científicos estaban interesados en el estudio de la radiación, la emisión y transmisión de la energía a través del espacio en forma de ondas. Para investigar sobre este fenómeno se utilizo un tubo de rayos catódicos. EI cual consta de un tubo de vidrio del cual se ha evacuado todo el aire. Si se colocan dos placas metálicas y se conectan a una fuente de alto voltaje, la placa negativa (llamada cátodo) emite un rayo indivisible. Este rayo se dirige hacia la placa con carga positiva, llamada ánodo, que atraviesa por una perforación y continúa su trayectoria hasta el otro extremo del tubo. Cuando dicho rayo alcanza el extremo, cubierto de una manera especial, produce una fuente fluorescente o luz brillante. En algunos experimentos se colocaron por fuera del tubo de rayos catódicos, dos placas cargadas eléctricamente y un electroimán. Cuando se conecta el campo magnético y el campo eléctrico permanece desconectado, los rayos catódicos alcanzan el punto A del tubo. Cuando está conectado solamente el campo eléctrico, los rayos llegan al punto C. Cuando tanto el campo magnético como el eléctrico están desconectados, o bien cuando ambos están conectados pero se balancean de forma que se cancelan mutuamente, los rayos alcanzan el punto B. Debido a las teorías electromagnéticas un cuerpo cargado en movimiento se comprota como un imán y puede interactuar con los campos magnéticos y eléctricos que atraviesa. Debido a que los rayos catódicos son atraídos por la placa con carga positiva y repelidos por la placa con carga negativa, deben consistir en partículas con carga negativa. Actualmente, estas partículas con carga negativa se conocen como ELECTRONES.