1. FACULTAD DE INGENIERIA ADMINISTRATIVA E INDUSTRIAL
ASIGNATURA: QUIMICA I
CODIGO : QU- 01
UNIDAD No 01:
MATERIA Y ENERGIA
DOCENTE : Ing ROBERT VEGA BARRANTES
LIMA-PERU
2012

2. MATERIA Y ENERGIA ROBERT VEGA B
Unidad No 01
MATERIA Y ENERGIA
Clase N0 1 y 2
Introducción a la química; Materia y Energía;
Clases, Propiedades; estados; Unidades del
SI, Conversiones

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QUIMICA
Q General Q Descriptiva Q Analítica Q. Aplicada
Bioquímica
Q Inorgánica Q Cualitativa
Fisicoquímica
Q Orgánica Q Cuantitativa Q Industrial
Petroquímica
Geoquímica
La QUIMICA: Ciencia natural que estudia la
composición interna de la materia, sus Astronomía
propiedades y transformación.
Farmacoquimica

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MATERIA
Sustancias Mezclas
Homogéneas Heterogéneas
Elementos Compuestos
Suspensión Soluciones Coloides
Estado Físico Conducción Cantidad
eléctrica de soluto
diluido
Conductores No
conductores concentrado
Electrolitos saturado
No
electrolitos
sobresatura
do

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MATERIA
Todo aquello que ocupa un lugar en el espacio y posee masa, volumen y
es perceptible por los órganos de los sentidos, podemos ver y tocar,
pero también es materia todo aquello que no podemos ver ej. el aire.
Pero no todo lo que esta a nuestro alcance es materia, sino lo constituye
los planetas, el sol y demás estrellas y a escala microscópica también es
materia las células, virus, ADN, etc
ENERGIA
Llamado Materia dispersada , es la capacidad para realizar trabajo o
transferir calor, la energía puede ser mecánica (cinética y potencial),
luminosa, eléctrica, calorífica, nuclear electromagnética, etc.
Ejemplo un cuerpo en movimiento como una roca despeñándose posee
energía a causa del movimiento, esta energía se llama cinética, la
energía que posee un cuerpo debido a su posición, condición o
composición como es el carbón ya que produce calor al quemarla

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Según la “Teoría Especial de la relatividad” de Albert Einstein, físico
alemán, plantea que la masa y la energia son dos formas de la materia
que están relacionados mediante la siguiente expresión:
E= mC2
Donde: E= Energía almacenada en un cuerpo de masa m
C=velocidad de la luz
Cabe mencionar que si el cuerpo sufre algún cambio se cumple la
expresión ∆E=∆m C2
En los fenómenos químicos y físicos ordinarios la variación de energía es
muy pequeña debido a que ∆m es insignificante, por lo que es correcto
afirmar que la masa de un sistema físico o químico permanece
inalterable o sea se cumple la ley de la conservación de la masa.
Sin embargo en procesos o fenómenos nucleares tiene alta significación
porque involucra grandes cantidades de energía provenientes de la
conversión de una cierta masa (∆m) relativamente pequeña según la
ecuación ∆E=∆m C2
La Ley de la conservación de la materia y energía se puede expresar
con un enunciado sencillo:
“La cantidad combinada de materia y energía en el universo es fija”

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Clasificación de la Materia
1-Sustancia Pura :Es la materia cuyas partículas ( átomos, iones,
moléculas) tienen una composición fija, definida y las mismas
propiedades Ejm el agua de mar.
La sustancia pura tiene una composición constante, invariable, podemos
clasificar las sustancias como elementos o compuestos.
1.1-Elementos: Sustancia fundamentales de las cuales se compone
toda la materia.
Esta constituido por átomos de un mismo elemento por lo tanto no se
pueden descomponer en otras mas sencillas Ejm
El fierro, el oxigeno, el fósforo, el mercurio, etc.
1.2-Compuestos: Sustancia formadas por dos o mas elementos
unidos químicamente en proporciones definidas de masa.Ej. el agua
puede descomponerse mediante una corriente eléctrica directa en los
elementos hidrogeno y oxigeno.
El agua pura sin importar su origen consta de 11 % de hidrogeno y 89%
de oxigeno

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2.-Mezclas: Son combinaciones de dos o mas sustancias en cualquier
proporción en las cuales cada sustancia retiene su propia identidad
química, es decir sus componentes conservan sus propiedades
químicas mas no sus propiedades físicas, por lo tanto son susceptibles
a la separación por medios mecánicos o físicos.
2.1 Mezclas homogéneas: Llamados soluciones, son mezclas en las
cuales todas sus partes son uniformes Ej.
El aire es una mezcla homogénea de las sustancias gaseosas:
nitrógeno, oxigeno, vapor de agua, bióxido de carbono y otras
sustancias.
El azúcar, la sal y otras sustancias se disuelven en agua para formar
mezclas homogéneas.
2.2 Mezclas heterogéneas: Son mezclas que no tiene la misma
composición, propiedades, apariencia en cada parte Ejm
La mezcla de arena, las rocas y la madera..

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Propiedades Especificas y Generales de la Materia
P Generales: Son propiedades que presenta todo cuerpo
sin excepción y son:
Masa: cantidad de sustancia expresados en unidades de
masa
Volumen: cantidad de sustancia expresados en unidades
de volumen.
Impenetrabilidad: El espacio ocupado por un cuerpo no
puede ser ocupado por otro al mismo tiempo.
Divisibilidad: Todo cuerpo puede dividirse en fracciones
cada vez más pequeños.
Porosidad: Todo cuerpo posee espacios
intermoleculares.
Peso: Todo cuerpo es atraído por acción de la gravedad

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P Especificas: Son propiedades que caracterizan,
identifican y diferencia una sustancia de la otra.
Las propiedades especificas pueden ser físicas y quimicas.
1- Propiedades Físicas :
Son aquellas propiedades que pueden ser observadas en
ausencia de variaciones en la composición. o la modificación
de la estructura interna de una sustancia Ej.
El color, la densidad, la dureza, los puntos de ebullición y
fusión, las conductividades eléctricas y térmicas etc.
Las propiedades físicas pueden ser
1.1-Propiedades intensivas: Son aquellas propiedades que
no dependen de la cantidad de sustancia presente ej.
densidad temperatura de ebullición, color, olor, dureza,
sabor, calor latente de fusión, electronegatividad, etc.

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1.2-Propiedades extensivas: Son aquellas propiedades que
dependen de la cantidad de sustancia presente .ej., peso,
área volumen, presión de gas, calor ganado, calor perdido.
2- Propiedades Químicas: Son las propiedades exhibidas
por la materia cuando sufre cambios en su composición. Es
decir son observables medibles y calculables que se
relacionan con la modificación de la estructura interna de
una sustancia, ej.
Acidez, basicidad, combustibilidad electronegatividad,
paramagnetismo.
Todas las propiedades químicas son propiedades intensivas
Ejm
El CH4 es combustible ( se combina con el O2 del aire)
El C2H5OH es inflamable y el H2O no

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Estados Físicos de la Materia
La materia se presenta en tres estados o formas de agregación:
sólido, líquido y gaseoso.
Existe un cuarto estado que es el estado plasmático, los tres primeros
son más comunes a temperatura ambiental y por tanto de mayor
importancia
Solido: Tiene volumen y forma definida las fuerzas de cohesión entre
las partículas son mucho mayores en comparación a las fuerzas de
repulsión.
Liquido: Tiene volumen definido pero forma variable las moléculas se
atraen entre ellas por las llamadas fuerzas de cohesión.
Gaseoso: Tiene forma y volumen variable, las fuerzas de repulsión entre
las moléculas son mucho mayores que las fuerzas de cohesión, la
velocidad con que se mueven las moléculas son proporcionales a la
temperatura.
Plasmatico: Es el estado mas abundante de la materia , es un sistema
que se halla a elevadas temperaturas unos 2x10 6 K y que están
constituidos por iones y partículas subatómicas, esta forma de materia
lo encontramos en el interior de las estrellas (sol).

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Sublimación Directa
Cambios de Estado
Físico de la Materia
Fusión vaporización
LIQUIDO VAPOR GAS
SÓLIDO
Solidificación Condensación
Licuación
Sublimación inversa (deposición)
La materia puede pasar de un estado a
otro por efecto de la variación de T y P
con producción de ganancia o perdida
de Energía

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Definiciones usadas
Volatilización: Es un vaporización violenta, la presentan algunos
líquidos volátiles como ron, acetona alcohol, etc.
Evaporización: Es una vaporización solo a partir de la superficie libre
del liquido
Ej. Vaporización de la gasolina.
Ebullición: Es una vaporización a T constante y a partir de cualquier
parte de la masa del liquido con producción de burbujas
Nota: cada líquido tiene su punto de ebullición a una presión externa
Ej. La ebullición del agua a 100C y a la presión de 1 atm
Algunos ejemplos.
•El paso de acetona liquida a vapor de acetona (volatilización)
•El paso del yodo sólido a yodo gaseoso (sublimación)
•El paso de azufre sólido a azufre liquido (Fusión)
•El paso de oxigeno gaseoso a oxigeno liquido (Licuación)
Temperatura Critica: Es la temperatura por encima de la cual no es
posible la licuación, por mas alta que sea la presión que se aplica.
Presión Crítica. Es la presión que debe aplicarse a una sustancia
gaseosa en su temperatura crítica para que ocurra la licuación.

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Gas
Todo cuerpo que se encuentra en estado gaseoso en forma natural a
temperatura ambiente, su temperatura crítica es generalmente inferior a
la temperatura ambiental por lo que son faciles de licuar
Ejm O2, N2, Cl2, H2, Ar, CH4
Vapor
Todo cuerpo cuyo estado natural no es gaseoso pero por aumento
de energía logra eventualmente pasar al estado gaseoso, estas
sustancias son dificilmente licuables por que su temperatura
critica es mayor a la temperatura ambiente.
Ejm
Vapor: vapor de agua, vapor de benceno, vapor de alcohol.

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Notación Científica
Las cifras significativas se escriben con un solo cifra
significativa entera diferente a cero, luego se multiplica por
10 elevado a una potencia igual al No de posiciones que se
ha movido el punto decimal.
Si corres a la izq. el Si corres a la
. Punto decimal
esponente será derecha el
positivo esponente será
negativo
Ej
El numero de Avogadro es: 602300000000………..0 .
Hay 23 posiciones del punto a la izquierda
La expresion científica será= 6,023x10 23
La masa de un atomo de hidrogeno es:
0.0000…………….1.67
Hay 24 posiciones hacia la derecha
La expresión científica será: 1,67x10 -24

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Sistema Internacional de Unidades
Denominado sistema internacional de medidas, viene
hacer el sistema de unidades mas usado. Junto con el
antiguo Sistema Metrico decimal, que es su antecesor y que
se ha mejorado, el SI también es conocido como sistema
métrico, especialmente en las naciones en las que aún no se
ha implantado para su uso cotidiano. Fue creado en 1960 por
la Conferencia General de Pesas y Medidas, que inicialmente
definió seis unidades físicas básicas o fundamentales. En
1971, fue añadida la séptima unidad básica, el mol.Una de
características importantes de este sistema es que están
basadas sus unidades en fenómenos físicos fundamentales.
La única excepción es la unidad de la magnitud masa, el
kilogramo, que está definida como “la masa del prototipo
internacional del kilogramo.

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En nuestro país a partir de 1985 es obligatorio su uso, como
sistema legal de unidades de medida (SLUMP)
Unidades Básicas Fundamentales
Magnitud Nombre Símbolo
Longitud metro m
Masa kilogramo Kg.
Tiempo segundo s
Intensidad de corriente ampere A
eléctrica
Temperatura kelvin K
termodinámica
Cantidad de sustancia mol mol
Intensidad luminosa candela cd

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Unidades Suplementarias
Magnitud Nombre Símbolo Expresión en
unidades SI
básicas
Ángulo plano Radián rad mm-1= 1
Ángulo sólido Estereorradián sr m2m-2= 1
Unidades Derivadas
Magnitud Nombre Símbolo
Superficie metro cuadrado m2
Volumen metro cúbico m3
Velocidad metro por segundo m/s
Aceleración metro por segundo cuadrado m/s2
Número de ondas metro a la potencia menos uno m-1
Masa en volumen kilogramo por metro cúbico kg/m3
Velocidad angular radián por segundo rad/s
Aceleración angular radián por segundo cuadrado rad/s2

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Prefijos del SI
Para Prefijo Símbolo Factor
múltiplos
Yotta Y 1024
Zetta Z 1021
Exa E 1018
Peta P 1015
Tera T 1012
Giga G 109
Mega M 106
Kilo K 103
Hecto H 102
Deca da 10

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Para Prefijo Símbolo Factor
submúltiplos
Yocto y 10-24
Zecto z 10-21
Atto a 1018
femto f 10-15
Pico p 10-12
nano n 10-9
micro µ 10-6
Mili m 10-3
centi c 10-2
deci d 10-1

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Método Factor Unidad
Este método de la multiplicación por la unidad no cambia el valor de un
expresión, si representamos uno de una forma útil, podemos hacer
muchas conversiones “multiplicando por uno” este es una herramienta
matemática que es casi infalible Ej
1-Expresar 1,47 millas en pulgadas
Solución:
Xpulg= 14,7 millas x 5,280 pies/ x 12 pulg. = 9,31 x104 pulg
1 milla 1pie
2-Un litro es exactamente 1cm3 ¿Cuántas pulgadas cúbicas hay en 1
cm3?
Solución
Xpulg 3 = 1cm3 x(1pulg )3 = 1cm3 x 1pulg 3 = 61,0pulg 3
2.54cm 16,4cm3
3-Una muestra de oro tiene una masa de 0,234 mg ¿Cual es su masa en
g y en Kg?
X g= 0,234mg x 1g = 2,34 x10-4 g
1000mg
X Kg= 2,34 x10-4g x 1Kg = 2,34 x10-7 Kg
1000g

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Problemas de Aplicación
La distancia entre 2 átomos de hidrogeno en una molécula de hidrogeno
es 74pm, convertir la distancia en m, si se sabe: 1pm= 10 -12m
Rsta: 7,4x10-11m
2-La ingesta diaria de glucosa de una persona promedio es 0,0833lb
¿Cuánto es esta masa en miligramos? Si se sabe: 1 lb. 453,6g
1g= 1000mg
Rsta: 3,78x104 mg
3-Un adulto promedio tiene 5,2 litros de sangre ¿Cuál es el volumen de
sangre en m3? Si se sabe que. 1l= 1000cm3
Rsta. 5,2 x10-3 m3
4-La densidad de la plata es 10,5 g/cm3 conviértase la densidad en
Kg./m3 .Rsta: 1,05x104 Kg.
5-Si el precio del oro el 3 de noviembre fue de 384 dólares por onza
¿Cuanto costara 1,00g de oro ese día? Si se sabe: 1 onza 28,4g