ITT Quimica I

1. QUÍMICA
INSTITUTO TECNOLOGICO DE
TIJUANA

2. Bibliografía
• Química. Chang, 7ª Edición, Mc Graw-Hill, Mexico. 2002.
• Química. La Ciencia Central. T. L. Brown ,H. E. Lemay and B. Bursten. 9ª
Edición, Pearson Education, 2004.
• Química General. K. W. Whitten, R. E. Davis y M. L. Peck, Mc Graw-Hill, 5ª
Edición, 1998.
• Química General. D. Ebbing, Mc Graw-Hill, 5ª Edición, 1996.
Bibliografía Complementaria
• Chemistry. The Central Science. T. L. Brown, H. E. Lemay and B. Bursten. 7th
Edition, 1997.
• Chemistry. S.Zumdahl. D.C.Heath and Co. 1986
• General Chemistry. Edition. D. A. McQuarrie and P.A. Rock. W.H.Freeman and Co.
1987.

3. Unidad 1
Materia y Medición
¿Por qué …el hielo se derrite?
…el agua se evapora?
…las baterías generan electricidad?
…congelamos los alimentos?
…hay plásticos mas resistentes que otros?
…tomamos medicamentos cuando nos
enfermamos?
…las hojas de los árboles se ponen rojas en
otoño?
…ESTUDIAR QUIMICA?

4. QUIMICA
Disciplina científica que estudia las propiedades de la
materia y los cambios que ésta experimenta
Proporciona antecedentes para entender la materia en
términos de átomos
Es una CIENCIA CENTRAL, ya que se relaciona con
varias otras disciplinas básicas y aplicadas

5. CLASIFICACION DE LA MATERIA
La materia se puede clasificar según su
estado físico o su composición
Sólido
Líquido
Gas
Mezcla de
Sustancias
Sustancia
pura

6. La Química es la ciencia que estudia la composición, estructura, propiedades
y cambios de la materia. Los estados de la materia se pueden clasificar
principalmente en tres:
Estado
Sólido
Estado
Gaseoso
Estado
Líquido
MATERIA
EK ( sólido) < EK ( líquido) < EK ( gas)
Fusión
Solidificación
Evaporación
Condensación
Sublimación
CLASIFICACION DE LA MATERIA

7. CLASIFICACION DE LA MATERIA
La materia se puede clasificar según su
estado físico o su composición
Sólido
Líquido
Gas
Mezcla de
Sustancias
Sustancia
pura

8. es materia que tiene propiedades
y composición definidas
Sustancia pura
Por ejemplo: Agua (H2O)
Sal (NaCl)
Amoniaco (NH3)
Mercurio (Hg)
Cobre (Cu)
Oxigeno (O2)
“Elementos”
“ Compuestos”
“Todas las sustancias puras son
elementos o compuestos”

9. Una sustancia pura es materia que tiene una composición y
propiedades físicas características.
Elemento
Compuesto
Son sustancias que no pueden descomponerse en sustancias mas
simples por medios químicos y están formados solo por una clase de
átomos.
Son sustancias que se componen de dos o mas elementos, es decir,
dos o mas clases de átomos. El oxigeno se combina con el hidrogeno
para formar agua
NaCl - O2 - Cu
H2O

10. Los elementos conocidos en la
actualidad son 116, los que varían en su
abundancia. El 90% de la corteza terrestre
consta de 5 elementos, oxígeno (O2), silicio
(Si), aluminio (Al), hierro (Fe), y calcio
(Ca). Los elementos poseen abreviaturas
llamadas símbolos químicos y están
organizados en la tabla periódica de los
elementos
Hg - Mercurio
Ni - Niquel
P - Fósforo

11. Compuestos : sustancias formadas por la unión de dos o
más elementos. Pueden descomponerse en sus elementos
constituyentes
Por ejemplo el agua líquida se descompone por acción de
la corriente eléctrica en hidrógeno y oxígeno, siendo el volumen del
hidrógeno generado el doble que él del oxígeno
El agua pura, cualquiera que sea su origen, siempre consiste
de un 11% de H y un 89 % de O
Corresponde a dos átomos de H y uno de O por molécula de agua
“La composición elemental de un compuesto puro siempre es
la misma, independiente de su origen “
La ley de la composición constante o ley de
las proporciones definidas

12. Fulereno
Ni SO4
Benceno

13. La materia que nos rodea no es químicamente pura
AIRE (gas) - GASOLINA (líquido) - CONCRETO (sólido)
Las mezclas son combinaciones de dos o mas sustancias en las
que cada sustancia mantiene sus propiedades e identidad química.
Las sustancias que componen una mezcla se denominan
componentes de la mezcla.
Son mezclas que son uniformes Son mezclas que carecen de
en todos sus puntos. Estas mezclas una composición y aspecto
son denominadas SOLUCIONES. uniforme en todos sus
(Aire N2 y O2, Salmuera, puntos. Agua y Aceite
Soldadura (Sn y Pb)
HeterogéneasHomogéneas
Mezclas

14. Separación de las Mezclas
Mezclas Heterogéneas Mezclas Homogéneas o Soluciones
- Filtración - Destilación - Cromatografía
- Decantación

15. Mezcla
Heterogénea
¿Es uniforme en
todas sus partes?
Mezcla
Homogénea
¿Se puede separar con
procedimientos físicos?
Materia
¿Se puede descomponer en
otras sustancias usando
procesos químicos?
Mezcla
Homogénea
Solución
Sustancia
Pura
Elemento Compuesto
NO
NO
SI
SI
NO SI
Diagrama de clasificación de la materia
- Leche
- Vino tinto
- Agua de Mar
- Azufre
- Acero
- Pintura en
Spray

16. Propiedades de la Materia
Cada sustancia posee un conjunto único de propiedades
características que permiten distinguirlo de otras sustancias.
Estas propiedades se pueden Describen la forma en que una
medir sin cambiar la identidad sustancia puede reaccionar para
ni la composición de la sustancia. formar otras sustancias.
Ejemplos: Color, olor, densidad, Ejemplo: Inflamabilidad, que es la
pto. Fusión, pto. Ebullición, etc. Capacidad de arder en presencia de
O2
QuímicasFísicas
Propiedades de
la Materia
Agua Hidrogeno Oxígeno
Estado Líquido Gas Gas
Pto. de ebullición 100 °C 253 °C 183 °C
Densidad 1,00 g/mL 0,084 g/L 1,33 g/L
Inflamable No Si No
- -

17. Otra forma de clasificar las propiedades de las sustancias es en
propiedades extensivas e intensivas.
Las propiedades Intensivas no dependen de la cantidad de
muestra que estemos analizando, por ejemplo, temperatura, punto
de fusión, densidad, etc.
Las propiedades Extensivas dependen de la cantidad de
muestra, por ejemplo, la masa y el volumen.
Cambios Físicos y Cambios Químicos
Los cambios físicos varían la apariencia física de una
sustancia, pero no su composición, por ejemplo, en el paso del
agua del estado líquido al estado gaseoso existe un cambio de
estado pero el agua no cambia su composición. Todos los
cambios de estado de la materia representan cambios físicos

18. En los Cambios Químicos una sustancia se transforma en una
sustancia químicamente distinta, es decir, ocurre una reacción
química. Por ejemplo, al encender una mezcla de Hidrogeno y
Oxígeno generamos Agua.
Una vista a nivel molecular.
Arder
Mezcla de O2 e H2 Agua – H2O

19. UNIDADES DE MEDICION
Sistema Internacional de unidades
-XI Conferencia General de Pesas y Medidas (celebrada en París en
1960), unificó las unidades de medida, basado en el sistema mks (metro-
kilogramo-segundo). Este sistema se conoce como SI, iniciales de
Sistema Internacional.
Magnitud Nombre de la unidad Símbolo
Longitud metro m
Masa kilogramo kg
Tiempo segundo s
Intensidad de
corriente eléctrica
amperio A
Temperatura
termodinámica
kelvin K
Cantidad de sustancia mol mol
Intensidad luminosa candela cd

20. • Longitud es una medida de la distancia o dimensión de un
cuerpo
• Masa es una medida de la cantidad de materia que posee un
cuerpo (no confundir con peso)
• Tiempo. En 1967 se redefinió el segundo a partir de la
frecuencia en que el átomo de cesio absorbe energía. Ésta es
igual a 9.192.631.770 Hz (1/s) o ciclos por segundo.
UNIDADES DE MEDICION

21. Factores de Conversión de Unidades

22. PREFIJO SÍMBOLO
Orden de
MAGNITUD EJEMPLO
giga G 109
1 Gm = 1 x 109
m
mega M 106
1 Mm = 1 x 106
m
kilo k 103
1 Km = 1000 m
deci d 10-1
1 dm = 0,1 m
centi c 10-2
1 cm = 0,01 m
mili m 10-3
1 mm = 0,001 m
micro µ 10-6
1 µm = 1 x 10-6
m
nano n 10-9
1 nm = 1 x 10-9
m
pico p 10-12
1 pm = 1 x 10-12
m
femto f 10-15
1 fm = 1 x 10-15
m
Estos prefijos pueden agregarse a la mayoría de las unidades métricas para aumentar o disminuir
su cuantía. Por ejemplo, un kilómetro es igual a 1.000 metros.
Prefijos y Ordenes de magnitud
Ejemplos: nombre de a. 10-9
g
b. 10-6
s
c. 10-3
m

23. Escalas de Temperatura
• La Temperatura es una medida de la calidez o frialdad de un objeto.
Para determinar la temperatura usamos termómetros graduados en 3
diferentes escalas Kelvin, Celsius o Fahrenheit
5
32 9
C
F
°
=
° −
K = ˚C + 273,15
¿A cuanto
equivalen 27˚C y 0
˚F en las otras
escalas?

24. Otras Unidades
•El Volumen es la cantidad de espacio que ocupa un cuerpo.
En mks su unidad es m3
, ya que es un volumen muy grande se utiliza el cm3
. Otra
unidad de medida de volumen que NO es mks es el litro (L), compuesto por
1000 mL.
1 mL = 1 cm3
= 1 cc
1 m3
= 1000000 cc = 1x106
mL
1 L = 1000 cc = 1000 mL
Algunos aparatos para medir volúmenes en el laboratorio son:
1. Jeringa 3. Bureta
2. Probeta 4. Matraz de aforo
1 2 3 4

25. La Densidad es la cantidad de masa por unidad de volumen de la sustancia
Densidad = masa . ( g )
volumen (cm3
ó mL)
Las densidades están referidas al agua, la que posee d=1g/cm3
, es decir, 1 g de
agua ocupa 1 cm3
de volumen.
Sustancia Densidad (g/cm3
)
Aire 0,001
Balsa de madera 0,16
Agua 1
Sal de mesa 2,16
Hierro 7,9
Oro 19,32
¿Qué densidad tiene el Hg si 1,00 x 102
g ocupan un volumen de 7,36 cm3
?
¿Cuánta masa de mercurio hay en 65,0 cm3
?

26. Análisis dimensional
El análisis dimensional es el empleo correcto de factores de
conversión para transformar una unidad en otra.
Un factor de conversión es una fracción cuyo numerador y
denominador son la misma cantidad expresada en diferentes unidades.
Por ejemplo,
2,54 cm = 1 pulg.
Lo que nos permite escribir dos factores de conversión:
2,54 cm y 1 pulg
1 pulg 2,54 cm
El primero de estos factores se emplea cuando queremos convertir
pulgadas en centímetros y el otro para la operación inversa.

27. En general las unidades se multiplican como sigue:
Unidad dada x unidad deseada = unidad deseada
unidad dada
Ejemplo: Transformar 115 lb a gramos. Dato: 1 lb = 453.6 g
Masa en gramos =(115 lb) (453.6 g) = 5.22 x 104 g
1 lb
¿Cuántas pulgadas son 8 m?
100cm 1pulg 800pulg
Número de pulgadas= (8m) = =315 pulg
1m 2,54cm 2,54
  
 ÷ ÷
  

28. Cifras Significativas
Todas las mediciones en los trabajos científicos son informadas con
una cierta cantidad de dígitos,
-¿Cuántos dígitos debo informar?.
-¿Cuál es la incertidumbre en cada medición?
En una balanza que es capaz de medir hasta 0,0001g se masa una
moneda, la expresión de su resultado es
2,2405 ± 0,00005g
El valor 2,2405 corresponde al número de cifras significativas
informadas, ±0,00005 corresponde a la incertidumbre. En este caso
el 5 es un dígito incierto debido a que está en la escala de
incertidumbre de la balanza.

29. Son los dígitos que indican la exactitud de una medición. Para determinar el
número de cifras significativas en una medida, se utilizan las siguientes
pautas:
1.- Los dígitos o cifras distintos de cero, son significativos.
96 cm tiene 2 cifras significativas
61.4 mm tiene 3 cifras significativas
2.- Los ceros que estan entre dígitos distintos de cero son significativos
1005 g tiene 4 cifras significativas
1,03 ms tiene 3 cifras significativas
3.- Los ceros al pirncipio de un número decimal NO son significativos; solo
indican la posición del punto decimal
0,00745 tiene 3 cifras significativas
0,02 mL tiene 1 cifra significativa
4.- Los ceros, utilizados después del punto decimal, son significativos.
4,7200 tiene 5 cifras significativas
Cifras Significativas

30. 5.Cuando un número termina en cero pero no contiene punto decimal, los ceros
podrían ser significativos o no
130 cm (2 o 3 cifras significativas)
10300 g (3, 4 o 5 cifras significativas)
Ambiguo!!!
Para eliminar esta ambigüedad escribimos en notación científica
1,03 x 104
g (3 cifras significativas)
1,030 x 104
g (4 cifras significativas)
1,0300 x 104
g (5 cifras significativas)
La notación exponencial no aumenta en número de cifras significativas
-¿Qué diferencia hay entre 4,0g y 4,00g?
Una balanza tiene una precisión de 0,01g (±0,005g). Si un cuerpo de
aproximadamente 25g es masa en esta balanza, ¿Cuantas cifras significativas
debemos informar?
¿Cuántas cifras significativas tiene a)403 b) 500 c) 6,020x1023
d) 5x10-3
e) 0,00134

31. Cálculo con cifras significativas
La precisión de los resultados está limitado por la precisión de las mediciones.
En las multiplicaciones y divisiones el resultado debe informarse con el mismo
número de cifras significativas que la medición que tiene menos cifras
significativas. Si el resultado tiene mas dígitos que el número correcto de cifras
significativas, debe redondearse.
Ejemplo: Calcule el área de un rectángulo cuyos lados miden 6,221 cm y 5,2 cm
Área= (6,221cm)(5,2cm)=32,3492cm2
32cm2
Al redondear tenga presente que:
Si el digito mas a la izquierda que va a quitar es menor que 5, no se modifica el
número precedente. Si redondeamos 7,348 a 2 cifras significativas da 7,3.
Si el dígito mas a la izquierda que va a quitar es mayor que 4, el número precedente
se incrementa en 1. Si redondeamos 4,735 a 3 cifras significativas da 4,74.

32. En las sumas y restas el resultado no puede tener mas dígitos a la
derecha de la coma que los números originales.
Un gas a 25˚C ocupa un recipiente cuyo volumen es 1,05x103
cm3
. Se pesó el
recipiente mas el gas lo que arrojó una masa de 837,6 g. Si se extrae todo el
gas del recipiente se obtiene una masa de 836,2 g. Calcule la densidad del gas.
20,4
1,322
83
104,722 Se redondea a 105
Este número limita la
cantidad de cifras
significativas en el
resultado.
837,6
836,2
1,4
g
g
g
3 3 3
3 3
1,4
1,3 10 / 0,0013 /
1,05 10
m g
densidad x g cm g cm
V x cm
−
−
= = = =