Quimica

1. MATERIA Y ENERGÍA
QUIMICA GENERAL

2. Cap I: Materia y Energía
1. Definición. Química una ciencia para el siglo
XXI
2. El estudio de la química.
3. El método científico.
4. Clasificación de la materia
5. Los tres estados de la materia
6. Propiedades físicas y químicas de la materia.
7. Mediciones.
8.El manejo de los números.
9.Metodo del factor unitario para la resolución de
problemas.

3. 1. Definición.. Química una ciencia
para el siglo XXI
Materia: Cualquier cosa que ocupa
espacio y tiene masa. Es todo lo que nos
rodea, ya sea que se la pueda ver y tocar
(como agua, tierra y árboles) o no (como
el aire).
La materia no se crea ni se destruye, sólo
se transforma

4. Una Ciencia para el siglo XXI
La Química estudia la materia y todos los
cambios que experimenta. Ciencia
Central.
Importante en todas las aéreas de la
Ciencia y la Tecnología.
Salud y Medicina
Energía y Medio ambiente
Materiales y Tecnología
Alimentos y agricultura.

5. Materia (teoría de los 4 elementos)
La materia es todo lo que nos rodea

6. 1. Definición
Energía: Es la capacidad para realizar
trabajo
La energía no se crea ni se destruye sólo
se transforma (Joule)

7. Ley de conservación de la Energía
Energía Potencial
Energía cinética y
potencial
Energía cinética
Energía eléctrica
La energía puede transformase entre potencial, cinética y eléctrica

8. 2. Relación entre materia y energía
Ley de conservación de la materia y energía
La materia y la energía se pueden
interconvertir mutuamente, pero la suma
total de ambas permanece constante en el
universo
E = m.C2

9. Bomba Atómica
La energía producida por
varios kilogramos de
Plutonio es capaz de liberar
energía equivalente a la
explosión de 20 000
toneladas de TNT o 20
kilotones

10. El estudio de la química.
El propósito del estudio de la química es
hacer que los estudiantes piensen como
un químico, busque el mundo
macroscópico y visualice las partículas y
sucesos del mundo microscópico que no
podemos experimentar sin la tecnología
moderna y sin nuestra imaginación.

11. 3. Diversidad de la materia
Materia
Sustancias Puras Mezclas
Elemento Compuesto M. Homogénea M. Heterogénea

12. 3.1. Sustancias Puras
Elemento
Monoatómicos, diatómicos, poliatómicos
Alótropos
Compuesto
Iónico
Covalente

13. 3.1.1. Elementos
Son las sustancias más simples de la
materia, a nivel nanoscópico están
formados por una sóla clase de átomos.
Monoatómicos Poliatómicos O3, P4
He, Ne
Diatómicos
N2, O2

14. Alótropos
Son variedades de un mismo elemento ,
donde los átomos tienen formas
estructurales diferentes.
Ejm:
oxígeno monoatómico – oxígeno diatómico
– ozono
Carbono grafito, diamante, fullereno,
carbono IV

15. Alótropos del Oxígeno
Oxígeno
monoatómico
Oxígeno
diatómico
ozono

16. Alótropos del carbono
grafito
diamante
Fullereno
Carbono IV

17. Alótropos del carbono
El grafeno es una alotropía del carbono; la cual
consiste en un teselado hexagonal plano (como
un panal de abeja) formado por átomos de
carbono y enlaces covalentes que se formarían
a partir de la superposición de los híbridos sp2
de los carbonos enlazados.
El Premio Nobel de Física de 2010 fue otorgado
a Andre Geim y Konstantin Novoselov por sus
revolucionarios descubrimientos sobre el
material bidimensional grafeno.

18. 3.1.2. Compuestos
Están formados por más de una clase de
átomos unidos, en proporciones fijas,
mediante enlaces químicos y se clasifican
en.
Iónicos
Moleculares

19. Compuestos Iónicos
Son compuestos donde un catión (átomo
cargado positivamente) y un anión (átomo
cargado negativamente) están unidos
mediante enlaces iónicos entre si. De
manera prática se puede reconocer a los
compuestos iónicos por estar formados por
un metal y no metales.
Los compuestos iónicos forman redes
iónicas.

20. Compuestos Iónicos
Na+1 Cl-1
Catión Metálico
átomo pierde
1 electrón
Anión no metálico
átomo
gana 1 electrón
e-
Compuesto Iónico del NaCl

21. Redes Iónicas
Na+
Cl-
Red Iónica del NaCl

22. Compuestos Moleculares
Son compuestos donde los átomos de
elementos no metálicos, se encuentran
unidos mediante enlaces covalentes,
formando moléculas o agregados
moleculares.

23. Compuestos Moleculares
H F
H - F
El hidrógeno y el fluor comparten un par de electrones

24. 3.2. Mezcla
Es una porción de materia formada por la
reunión de dos o más sustancias puras
diferentes. La proporción de cada
componente es variable. No tienen una
formúla química como los compuestos

25. 3.2.1. Mezclas Homogéneas
Tambien llamadas soluciones, se
caracterizan por presentar una distribución
uniforme de las partículas en todos los
sectores de la mezcla. Las propiedades de
la mezcla son diferentes a la de sus
componentes. Se dice que hay sólo una
fase.

26. Mezclas Homogéneas
En una M. Homogénea o solución al
componente de mayor proporción se llama
solvente y al de menor proporción se llama
soluto.
Solución: Salmuera
Soluto: Cloruro de sodio
(NaCl)
Solvente: Agua (H2O)

27. Mezclas Homogéneas
De acuerdo al estado
físico de las soluciones
estas pueden ser:
Gaseosas: aire
Líquidas: alcohol de
96°
Sólidas: aleaciones

28. 3.2.2. Mezclas Heterógeneas
Se caracterizan por presentar una
distribución no uniforme de las partículas en
todos los sectores de la mezcla, cualquier
parte de la mezcla presenta propiedades
diferentes.
Las Mezclas Heterogéneas pueden ser
suspensiones o coloides.

29. Suspensiones
Son mezclas donde se aprecia con mayor
claridad la separación de las fases.
Generalmente están formadas por una fase
dispersa y una fase dispersante.
Ejemplo: harina y agua: la harina sólida es
la fase dispersa y el agua es la fase
dispersante.

30. Coloides
Son mezclas donde las partículas de la fase
dispersa tienen un tamaño intermedio entre
10-8 a 10-4 cm.

31. Coloides
Ejemplos de Mezclas
Medio dispersor Fase dispersa nombre Ejemplo
Gas Líquido Aerosol Niebla
Gas Sólido Aerosol Humo
Líquido Gas Espuma Crema batida
Líquido Líquido Emulsión Mayonesa
Sólido Gas Espuma Espumas
plásticas
Líquido Sólido Gel Gelatina
sólido sólido Sol aleaciones

32. Mezclas Resumen
Soluciones Coloides Suspensiones
10-8 cm de 10-8 a 10-4 cm 10-4 cm
Fase
dispersante
Fase dispersa

33. 4. Estados Agregados
De acuerdo a la teoría cinético molecular las
partículas que forman la materia están en
constante movimiento chocando unas con
otras. Existen fuerzas de atracción y
repulsión de cuya magnitud depende su
acercamiento o alejamiento, que determina
el estado físico: sólido, líquido, gas.

34. Estados Agregados
sólido líquido gas
Fa > Fr
No tienen
desplazamiento
Volumen definido
Alta densidad
Fa = Fr
Desplazamiento por dif
de presión
Volumen definido
Baja densidad
Fa < Fr
Desplazamiento caótico
Volumen varible
Bajisima Densidad
Estado Plasmático: gas ionizado a altas Temperaturas. Ejm. El sol y las
estrellas

35. 5. Propiedades de la materia
Cualidad que permite caracterizar una
sustancia, puede ser:
Físicas: Se identifican sin producir
cambio en la composición de la materia
ejm: temperatura de ebullición,
temperatura de fusión, capacidad
calorífica, densidad, etc.
Químicas: están relacionadas con la
forma con que una sustancia puede
reaccionar para formar otras.

36. Propiedades Físicas
Sustancia: Etanol
Propiedades físicas:
Teb: 78 °C
Tfus: -114 ºC
Densidad:0,789 g/L
Polaridad: polar

37. Propiedades Intensivas
Las propiedades intensivas son aquellas que no
dependen de la cantidad de sustancia presente,
por este motivo no son propiedades aditivas.
Ejemplos de propiedades intensivas son la
temperatura, la velocidad, el volumen específico
(volumen ocupado por la unidad de masa).
Observe que una propiedad intensiva puede ser
una magnitud escalar o una magnitud vectorial.

38. Propiedad Extensiva
Cuando la propiedad intensiva se
multiplica por la cantidad de sustancia
(masa) se tiene una propiedad que si
depende de la cantidad de sustancia
presente y se llama propiedad extensiva,
como ocurre con la masa, con la cantidad
de movimiento y con el momento de la
cantidad de movimiento

39. 6. Transformaciones de la materia
Físicas
Químicas
Nucleares

40. 6.1. Transformaciones Físicas
Sólido Líquido gas
fusión
Solidificación
evaporación
condensación
gasificación
licuación
sublimación
Sublimación inversa

41. 6.2.Transformaciones Químicas
2 H2 + O2 2 H2O
Reacción entre el hidrógeno y el
oxígeno para formar una nueva
sustancia agua.

42. 6.3. Transformaciones Nucleares
Fisión: un núcleo pesado se desintegra en
dos o mas núcleos ligeros
Fusión: dos o mas núcleos ligeros se unen
para formar un núcleo mas pesado.

43. 6.3.1. Fisión Nuclear
U
236
92
Ba
139
56
+
94
36
Kr +
1
0
n
3

44. 6.3.2. Fusión nuclear
2 3 4
1
H + H
1
He
2
+ Energía
+
n

45. FISION Y FUSION NUCLEAR

46. Transformaciones de la materia
Transformación
Física
Transformación
Química
Transformación
nuclear
¿Se forman
nuevas
sustancias?
No Si Si
¿cómo? No ocurre Ruptura de
enlaces
Por Fisión o
Fusión nuclear
¿Qué magnitud
de energía
implica?
baja alta Extremadamente
alta

47. ENERGIA.
De acuerdo a Einstein, la luz es una
partícula y una onda a la vez. Es decir, la
luz está formada por partículas (de
energía) discretas pero, al mismo tiempo,
tiene propiedades de onda. La luz es una
dualidad onda-partícula.

48. Equivalencia de materia y
energía.
Esta equivalencia se debe a que masa y
energía son cantidades proporcionales. Es
decir, una pequeña masa implica una gran
energía porque la proporcionalidad es la
velocidad de la luz y, ésta es grande. Esto
se expresa en la más famosa de las
ecuaciones de la física de todos los
tiempos: E=mc2,

49. Equivalencia de materia y
energía.
De acuerdo al propio Einstein, “... la masa
es una medida directa de la energía
contenida en los cuerpos...”. Por otra
parte, de acuerdo al Principio de
Relatividad “... la luz transfiere masa...”.

50. El Manejo de los números
Notación Científica.Nx10n
N= numero entre 1 y 10
Ejemplo Adición y sustracción
Multiplicación.
CIFRAS SIGNIFICATIVAS. Son dígitos
significativos en una cantidad medida o
calculada.
Ejm.2.0 (2 c.s.)
3.040;0,3005L cuatro c.s
7,0x102 (dos)y 4.00x102 tres

51. Sistema Internacional de Unidades

52. Múltiplos y submúltiplos decimales

53. Ejercicio. 1
La energía emitida por un foco de 25
Watts durante 1 minuto a que cantidad de
masa convertida en energía equivale?
Exprese su respuesta en gramos y con
tres cifras significativas.
Datos:
1Joule = 1watt x s
1Watt = 0,24 calxs
1Joule = 0,24 cal
E = mc2
xm
s
m
Kg
Nxm
Joule 2
1 


54. solución
Aplicando E = mc2
J
Wattsxs
s
x
Wattsx 1500
1500
min
1
60
min
25 

g
Kg
x
s
m
s
kgxm
s
m
x
J
m 005
,
0
10
5
)
/
10
3
(
1500 6
2
2
2
2
2
8



 

55. Ejercicio. 2.Factor Unitario
72Km/h a m/s

56. Metodo científico
Enfoque sistemático para la investigación.
1.-Observar y definir el problema claramente.
2.-Representar, cualitativa o
cuantitativamente.
3.- Interpretar o intentar explicar el
fenómeno observado.
Hipótesis. Explicación tentativa para una
serie de observaciones.

57. Metodo científico
-Teoría, es un principio unificador que
explica una serie de hechos y las leyes
que se basan en estos.
- Leyes, es un enunciado solido, verbal o
matemático de una relación entre
fenómenos que siempre se repite bajo las
mismas condiciones.

58. Ejercicios
3.-Convertir 5 g / cm3 transformar a kg / m3 .
1m3 = 1000000cm3 = 1x10 6
4.- Dividir 0,0154/88,3
5.- Sumar 11,254.1 +0,1983 y expresarlo en notacion cientifica.
6.- Un rollo de papel aluminio tiene una masa de 1,07Kg. ¿Cual es su masa
en libras?
7.-El area superficial y la profundidad promedio del oceano Pacifico son de
1,8x108 Km2 y 3,9 x103 m, respectivamente. cAlcule el volumen del
agua en litros del oceano
8.- La velocidad el sonido en ela ire a la temperatura ambiente es de
aproximadamente 343m/s. Calcular esta velocidad en millas por hora
(mph) (1milla= 1 609m).
http://www.youtube.com/watch?v=tBNOioarzNU&feature=player_detailpage

59. Temas de exposición.
1.-Acidez en suelos.
2.- Cultivos nativos.
3.-Basicidad en suelos.
4.-La química en medicina. Radioterapia
5.-Produccion de energía por reactores nucleares
6.-Agricultura ancestral
7.-Bioelementos importantes.
8.-Reacciones Redox en suelos.
9.-Contaminacion de suelos orgánicos
10.-Electroquimica.

60. 11.- Radiactividad
Efectos de la radiactividad (Nivel ambiental Nivel Biológico,
agrícola, etc.)
Reactores Nucleares (tipos, usos..)
Reactor Huarangal
Modo operativo. Bondades y Riesgos.
Tipos de reactores nucleares
Plantas nucleares
12-Alótropos. Aplicaciones Industriales de Alótropos. Por
ejemplo el Carbono.
13-Fuerzas Intermoleculares.
14.-Coloides. Aplicaciones
15-Isótopos
16.-Efecto invernadero
17.-Efecto fotoeléctrico

61. 18.-Reacciones químicas: Corrosión. Acido Base.
1 9.-Reacciones andinos. Importancia.
20.- Gestión de productos bandera en el Perú.
21.-Pilas galvánicas. Celdas Voltaicas. Funcionamiento.
Ejemplos de aplicación.
22.-Aplicaciones de Cinética Química
23.- pH. Importancia. Aplicaciones biológicas y /o
industriales.
24.- Equilibrio Químico. Aplicaciones en la Industria.
25.- Suelos agrícolas. Determinación de especies químicas
en suelos.
26- Aplicaciones de la Resonancia Magnética Nuclear.
27.-Rayos X y su relación con la energía