Generalidades De La Quimica

CAPITULO 1

UNIDADES

1. GENERALIDADES:

En Química, las propiedades se describen como cantidades que se pueden medir y expresar como productos de números y unidades.

Antes de analizar las diferentes magnitudes y unidades utilizadas en Química, es necesario conocer y diferenciar dos términos que son utilizados muy frecuentemente en esta asignatura y que vale la pena hacer una aclaración.

Materia se define como que tiene masa y ocupa un lugar en el espacio. MASA es la cantidad de materia de una muestra en particular de ella. La masa de un cuerpo es constante y no cambia, no importa el sitio donde se mida. El PESO de un cuerpo sin embargo, es la fuerza gravitacional de atracción entre la masa del cuerpo y la masa del planeta en el cual éste es pesado. Así, el peso de un cuerpo varía, dependiendo de donde es pesado, mientras que la masa no.

Desafortunadamente los términos MASA y PESO son utilizados en forma intercambiada; sin embargo, usted debe entender su diferencia.

2. MAGNITUDES FUNDAMENTALES:

Las magnitudes fundamentales más importantes utilizadas en Química son: longitud, masa, tiempo, cantidad de sustancia, temperatura y corriente eléctrica. Cada una de estas magnitudes tiene su propia unidad irreductible.

MAGNITUDES DERIVADAS:

Las magnitudes derivadas son magnitudes físicas obtenidas de combinaciones de las fundamentales. Por ejemplo, el volumen es una magnitud derivada.

3. UNIDADES:

a) SISTEMAS DE UNIDADES:

En Química, normalmente, se usan dos sistemas de unidades. El CGS (centímetro-gramo-segundo), cuya unidad básica de longitud es el centímetro (cm), de masa el gramo (g) y la del tiempo el segundo (s); y el SI (Sistema Internacional de Unidades), en donde la unidad básica de longitud es el metro (m), la masa el kilogramo (kg) y la del tiempo es el segundo (s). Ambos sistemas definen unidades básicas individuales para cada magnitud fundamental.

b) PREFIJOS DE LAS UNIDADES:

En ambos sistemas se usan prefijos para designar múltiplos decimales o fracciones decimales de las unidades básicas. Los prefijos comunes son:

MULTIPLO PREFIJO ABREVIATURA

10 (1x101)

100 (1x102)

1000 (1x103)

1000000 (1x106)

1000000000 (1x109) Deca

Hecto

Kilo

Mega

Giga Da

h

k

M

G

FRACCION PREFIJO ABREVIATURA

0,1 (1x10–1)

0,01 (1x10–2)

0,001 (1x10–3)

0,000001 (1x10–6)

0,000000001 (1x10–9) Deci

Centi

Mili

Micro

Nano d

c

m



N

c) UNIDADES DERIVADAS:

Las magnitudes físicas derivadas se miden en unidades derivadas. Aunque las unidades que se usan para medir magnitudes físicas derivadas provienen realmente de las unidades básicas, a menudo se les dan nombres especiales para mayor conveniencia.

Por ejemplo, el VOLUMEN es una magnitud derivada, a la que se le asigna una unidad especial el LITRO, en el SI, el litro es igual a 1000 centímetros cúbicos (cm3).

La FUERZA y la ENERGIA son también magnitudes derivadas, la unidad derivada de la energía es el ERGIO (CGS) y el JOULE (SI). A continuación presentamos algunas unidades derivadas de fuerza y energía en los dos sistemas y la relación que hay entre ellas:

UNIDAD FUERZA ENERGIA

Nombre de la unidad SI

- Abreviatura

- Unidades Básicas Newton

N

kg.m.s–2 Joule

J

kg.m2.s–2

Nombre de la unidad CGS

- Unidades Básicas Dina

g.cm.s–2 Ergio

g.cm2.s–2

Factores de conversión

1N = 1x105Dinas

1Dina = 1x10–5N 1J = 1x107 Ergios

1Ergio = 1x10–7J

d) CONVERSION DE UNIDADES:

Hay otras relaciones útiles entre CGS, SI y otras unidades que es importante conocer; algunas se pueden deducir por los prefijos y otras hay que aprenderlas de memoria o buscarlas en los libros, en la siguiente tabla se tienen estos factores de conversión:

UNIDAD FACTOR

LONGUITUD

MASA

VOLUMEN

PRESION

TEMPERATURA 1 m = 100 cm, 1 Angstrom (Å) =1x10–8 cm

1 kg = 1000 g

1 m3 = 1000 litros

1 atm = 760 torr = 101325 Pa

°K = °C + 273; °C = 5/9(°F – 32); °R = °F + 460

La DENSIDAD de una sustancia se define como la masa de una sustancia que ocupa la unidad de volumen:

En el Sistema Métrico Decimal, la densidad de los sólidos y líquidos se miden en g/cm3 o g/ml; y la de los gases en g/litro. En el sistema SI, la densidad se expresa como kg/m3.

Para la mayoría de las sustancias la densidad se mide a 20°C, la cual se considera como la temperatura ambiente. Para el agua sin embargo se expresa a 4°C, por ser la temperatura a la cual el agua tiene una densidad exacta de 1,00 g/ml.

La GRAVEDAD ESPECIFICA (peso específico) de una sustancia de la densidad relativa de una sustancia comparada con una estándar. En general para los líquidos se toma el agua a 4°C como el estándar y por lo tanto la gravedad específica expresa la densidad de una sustancia comparada con la del agua. Lo anterior se expresa así:

El peso específico también se puede calcular utilizando la siguiente ecuación:

La gravedad específica no tiene unidades, es simplemente la relación de dos densidades. Para determinar la densidad de una sustancia a partir de la gravedad específica basta multiplicar la gravedad específica por la densidad del agua como sustancia de referencia. Puesto que el agua tiene una densidad de 1,00 g/ml, la densidad y la gravedad específica son numéricamente iguales si se han utilizado las unidades g/ml.

e) NOTACION CIENTIFICA:

La Notación Científica es un método para expresar números grandes o pequeños como factores de las potencias de 10.

Se pueden usar exponentes de 10 para hacer que la expresión de las mediciones científicas sea más compacta, más fácil de entender y más sencilla de manejar.

Para expresar números en notación científica, se utiliza la siguiente expresión:

Donde, a es un número decimal entre 1 y 10 (sin ser igual a 10) y b es un entero positivo, negativo o cero. Por ejemplo:

f) CIFRAS SIGNIFICATIVAS:

La

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