1. UNIDAD 1: SISTEMAS MATERIALES
OBJETIVO
Distinguir la química macroscópica en la cual se pueden
macroscópica,
observar los materiales de los que está formado el universo,
a través del método científico.
TEMARIO
Método científico
Definición de materia
Sustancias ,elementos, compuestos y mezclas
Estados físicos de la materia.
E t d fí i d l t i
Propiedades físicas y químicas de la materia
Cambios físicos y químicos
Reacciones químicas
Energía en los cambios químicos
Conservación de la energía
Conservación de la masa
Métodos de separación de fases y de fraccionamiento1

2. El método científico.
Introducción
El principio primario de la
investigación es conducir un
g
estudio científico o escolar de
un fenómeno ó responder una
pregunta.
pregunta.
Investigación es definida como
ó f
una forma sistemática de
resolver un problema.
problema.
2

3. 3

4. Suposiciones del Método Científico
La objetividad existe de manera
independiente de las percepciones
de las personas.
personas.
La naturaleza tiene un orden orden,
regularidad y consistencia.
consistencia.
Todos los fenómenos tienen causas
T d l f ó i
que pueden ser descubiertas.
descubiertas.
4

5. Acciones en el Método
Científico
Describe fenómenos.
Explora relaciones entre
fenómenos.
Explica fenómenos e
E li f ó
incrementa el entendimiento.
Predice causas y relaciones
entre fenómenos
fenómenos.
Controla fenómenos.
5

6. Pasos en la realización de una investigación
g
Problema a investigar.
Revisión de Literatura.
Esquemas teóricos y conceptuales.
Variables e hipótesis.
Diseño de Investigación.
g
Población y muestra.
Colección de datos.
Análisis de datos.
Resultados y hallazgos.
g
6

7. Formas y tipos de Investigación
Formas: Puras y aplicadas;
Puras: ”tiene como objeto el estudio de un
problema d ti d exclusivamente al progreso o a
bl destinado l i t l
la simple búsqueda del conocimiento”.
La investigación aplicada, se le denomina
g p ,
también activa o dinámica y se encuentra
íntimamente ligada a la anterior ya que depende de
sus descubrimientos y aportes teóricos
teóricos.
Históricas: Describe lo que era.
Dsecriptivas: Interpreta lo que es.
Experimentales: Describe lo que será.
7

8. Clasificación en base a los siguientes
criterios
Por l
P el propósito: D
ó i Documental, d campo,
l de
experimental
Por el nivel de conocimiento: Exploratoria.
p
Descriptiva o explicativa
Del campo del conocimiento: Científica, filosófica
Por l tipo de
P el ti d razonamiento: Expontánea,racional,
i t E Expontánea,racional,
tá i l
empírico-
empírico-racional
Por el método utilizado: Analítico, sintética,
, ,
deductiva, inductiva, histórica, comparativa etc.
8

9. Eejmplo:
Deducción Si en un periódico aparece la siguiente información: “Hoy la
calidad del aire es baja. La visibilidad sólo llega a un cuarto de milla. Se
espera que los contaminantes del aire estén por encima de 0.085 partes
por millón (ppm) durante las siguientes ocho horas. Permanezca fuera de
su casa el menor ti
l tiempo posible en caso d padecer d asma u otros
ibl de d de t
problemas respiratorios.” ¿Cuáles de estos enunciados son cualitativos y
cuales cuantitativos?
Los cualitativos son:
Hoy la calidad del aire es baja.
Permanezca fuera de su casa el menor tiempo posible en caso de
Padecer de asma u otros problemas respiratorios.
Los cuantitativos son:
La visibilidad sólo llega a un cuarto de milla.
Se espera que los contaminantes del aire estén por encima de
0.085 partes por millón (ppm) durante las siguientes ocho horas.
9

10. Definición de materia
La materia es cualquier cosa que ocupa
un espacio y que tienen masa
La existencia de materia en forma de
partículas se denomina masa
De las cuatro propiedades de la materia,
la masa y la energía son las que se
manifiestan de forma cuantitativa en las
transformaciones químicas; sin olvidar,
químicas;
que todo cambio ocurre en espacio y
tiempo determinado.
determinado.
10

11. La Química es el estudio de la
materia la materia es cualquier
cosa que ocupa un espacio y
tiene masa así cada cosa d l
ti í d del
universo tiene relación con la
Química.
Y se subdivide en sustancias,
sustancias
elementos, compuestos y
mezclas.
Las cuales tienen características
y propiedades particulares.
11

12. MATERIA
ESTÁ
CONSTITUIDA
POR
ÁTOMOS son los
componentes MOLÉCULAS
de las
cuando adquieren
carga eléctrica, se
conviertenen en
ESTÁN cuando adquieren
carga eléctrica, se
lé t i
FORMADOS POR
conviertenen en
IONES
OTRAS
PARTÍCULAS
pueden ser pueden ser
PROTONES
NEUTRONES
monoatómicos poliatómicos
ELECTRONES
ejem.
ejem ejem.
j
cloruro, amonio,
sodio, carbonato,
hidrógeno ortofosfato,
etc.
12

13. ESTADOS FÍSICOS DE LA MATERIA
13

14. SUSTANCIA
Una
U sustancia es una
t i
forma de materia que
tiene una composición
definida (constante) y
propiedades
características. Las
sustancias difieren
entre sí en su
composición y pueden
ser identificadas por:
su apariencia,
olor,
sabor y
otras propiedades.
14

15. MEZCLAS
Es una
combinación de
dos o mas
sustancias en la
cual las sustancias
conservan sus
propiedades
características.
15

16. CARACTERÍSTICAS DE UNA
MEZCLA
No tienen fórmula, pero sí una
composición.
Se
S pueden f
d formar con cualquier cantidad
l i tid d
de sus componentes.
Sus componentes no reaccionan entre sí sí.
Sus componentes en la mezcla conservan
sus propiedades físicas y químicas
químicas.
Sus componentes se pueden separar por
métodos físicos.
16

17. ELEMENTOS
Un elemento es una sustancia que no se puede
separar en sustancias mas simples por medios
químicos. S representan mediante símbolos y
químicos. Se
í i t di t í b l
tienen propiedades físicas específicas.
específicas.
17

18. CARACTERÍSTICAS DE LOS
ELEMENTOS
-Tienen símbolo formado por una o dos letras
-No tienen fórmula
-Se encuentran en la tabla periódica
-No se descomponen en otras sustancias
más simples
Están formados por átomos del mismo tipo
que tienen el mismo número atómico
-Es la sustancia mas simple a partir de la cual
se forman los compuestos
-Es el constituyente con el que se forman los
compuestos
18

19. Compuestos Químicos
Químicos.
Sustancia formada por átomos de dos o más elementos
unidos químicamente en proporciones definidas
definidas.
Los compuestos solo pueden separarse por medios
q
químicos.
19

20. CARACTERÍSTICAS DE LOS
COMPUESTOS
TIENEN FÓRMULA
Ó
SE PREPARAN CON CANTIDADES
FIJAS DE SUS COMPONENTES
LLAMADOS ELEMENTOS
LOS COMPONENTES (ELEMENTOS):
REACCIONARON ENTRE SÍ PARA
FORMARLO
NO CONSERVAN SUS PROPIEDADES
FÍSICAS Y QUÍMICAS
SE PUEDEN SEPARAR POR MÉTODOS
QUÍMICOS
20

21. Propiedades físicas de la materia
materia.
Propiedades físicas: se puede medir y observar sin que cambie
la composición o identidad de la sustancia: color, estado de la
materia, punto de fusión y de ebullición, densidad, solubilidad,
Cond. Elect., maleabilidad, ductibilidad y viscosidad.
Propiedades extensivas; dependen de la cantidad de sustancia
presente (masa, longitud y volumen).
Propiedades intensivas; son independientes de la cantidad de
sustancia presente (densidad temperatura etc )
(densidad, etc.).
21

22. Propiedades químicas de la
materia
Propiedades químicas: para observar esta
propiedad se debe efectuar un cambio
químico: se forman nuevas sustancias con
propiedades diferentes a las del material
original: combustión, oxidación etc.
g ,
Formación del
precipitado de yoduro de
plomo (II)
clorofila : verde, 22
carotenoides: amarillo, naranja, café
antocianinas: rojo

23. Cambios de la materia
Cambios físicos. E este ti d
C bi fí i En t tipo de
cambios, la identidad de la sustancia
se mantiene aunque quizá su
mantiene,
estado físico o su tamaño burdo y la
forma de sus pedazos se modifique
23

24. Cambios de la materia
Cambios químicos: Es un proceso que involucra
una o más sustancias que cambian para convertirse
en nuevas sustancias. La reacción del H2 con el O2
constituyen un ejemplo de una p p
y j p propiedad q
química.
Una propiedad química incluye un cambio en la
identidad de la sustancia.
La representación del cambio mediante formulas
químicas se denomina ecuación química.
í i d i ió í i
24

25. Reacciones químicas
Un
U proceso que i involucra una o más
l á
sustancias que cambian para convertirse
en nuevas sustancias se denomina cambio
químico, que comúnmente se conoce
como reacción química. Cuando
encuentres términos como explotar
explotar,
enmohecer, oxidar, corroer, decolorar,
fermentar, quemar o podrir, el significado
generalmente se refiere a una reacción
química en donde las sustancias reactivas
producen sustancias como productos
diferentes.
25

26. ECUACIÓN QUÍMICA
Es una forma de describir una
reacción química, emplea
símbolos y números para
señalar las proporciones y los
nombres de las sustancias
implicadas en la reacción.
p reacción.
26

27. ENERGÍA
La energía es definida como la capacidad
para realizar un t b j o t
li trabajo transferir calor.
f i calor.
l
En todos los cambios químicos, la materia
absorbe o libera energía. Los principales
energía.
tipos de energía son: energía mecánica,
son:
energía calorífica, energía eléctrica,
energía química y energía luminosa o
radiante.
radiante. La energía también puede ser
potencial o cinética.
t i l cinética.
i éti
27

28. Calor específico
Una propiedad física de la materia es que
requiere una cierta cantidad de calor para
producir un cambio en la temperatura por
unidad de masa de una sustancia
determinada.
determinada. A esto se le denomina calor
específico de la sustancia.
sustancia. El calor
específico se define como el número de
joules
j l requeridos
id para elevar
l l
la
temperatura de 1.00 kg de una sustancia a
l.00 K o el número de calorías necesario
K,
para elevar la temperatura de 1.00 g de
una sustancia en 1.00°C
00°
28

29. Leyes de conservación
Las relaciones entre las diferentes
formas de energía se describen en
la ley de conservación de la
energía,
energía, la cual establece que la
energía no se crea ni se destruye;
destruye;
solo se puede transformar de una
forma a otra.
otra.
29

30. Conservación de la masa
La constancia de la masa en las reacciones
químicas se observó con tanta frecuencia, que los
científicos supusieron que el fenómeno debía
p
presentarse en todas las reacciones y resumieron
es observación en una ley científica. La ley de
científica.
conservación de la masa establece que la masa
nos se crea ni se destruye durante una reacción
química,
química sino que se conserva. La ecuación de la
conserva.
ley de la conservación de la masa es:
es:
Masa reactivos = Masa productos
El óxido de mercurio (II) produce mercurio + oxígeno
216 g = 200 g + 16 g
masa de reactivo masa de producto
p
30

31. Fase:
A cualquier parte d un sistema con
l i t de i t
composición y propiedades uniformes se le
denomina una fase. Un sistema es el
fase.
cuerpo de materia que se está estudiando.
estudiando.
Una mezcla heterogénea se compone de
dos o más fases separadas por fronteras
físicas.
físicas. (aceite y agua). Es importante
agua).
hacer notar que aunque una sustancia
pura siempre es homogénea en su
composición, puede existir en realidad en
más de una fase en un sistema
heterogéneo.
heterogéneo. (Agua y hielo).
hielo).
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32. MÉTODOS DE SEPARACIÓN
DE FASES
DESTILACIÓN
CROMATOGRAFÍA
EVAPORACIÓN
EXTRACCIÓN
CRISTALIZACIÓN
SUBLIMACIÓN
CONDENSACIÓN
ADSORCIÓN
32

33. Ejemplo de trabajo en el laboratorio,
para la separación de fases.
33

34. 34