Guia Quimica

QUÍMICA

Introducción al estudio de la química

DEFINICIÓN Y CLASIFICACIÓN DE LA QUÍMICA

La química es la ciencia que trata de la composición, estructura, propiedades y transformaciones de la materia, así como de las leyes que rigen esos cambios y transformaciones.

LA QUÍMICA: SU IMPORTANCIA EN LA VIDA COTIDIANA Y RELACIÓN CON OTRAS CIENCIAS

La química es una ciencia que ha permitido conocer, interpretar y transformar nuestro ambiente; la química está presente en nuestro entorno diario, proporcionándonos beneficios invaluables, pero la falta de control y ética en su uso también puede causarnos problemas.

A la pregunta química ¿para qué?, algunas respuestas son: “para elaborar materiales semejantes a los naturales, más económicos y sin dañar el entorno ecológico y para conocer la composición de la estructura de los materiales”. La química participa en los campos de acción de otras ciencias, de tal manera que se derivan, la bioquímica, la fisicoquímica, etc.

DIFERENCIA ENTRE CAMBIOS FÍSICOS Y QUÍMICOS

- Cambio físico.- Cuando las modificaciones no alteran la composición íntima de las sustancias, dichos cambios desaparecen cuando cesa la causa que los originó. En este tipo de cambios se modifica la forma, el tamaño, el estado de movimiento o el estado de agregación; la energía implicada es pequeña. Ejemplos: formación del arcoíris, fusión de la cera, disolución del azúcar, dilación de un metal, transmisión del calor, cambios de estado, la elasticidad, el magnetismo, la propagación de la luz.

- Cambio químico.- Cuando el cambio experimentado modifica la naturaleza íntima de las sustancias y no es reversible. Antes y después del cambio se tienen substancias diferentes con propiedades diferentes. La energía desprendida o absorbida es mayor que el cambio físico. Ejemplos: corrosión de metales, explosión de una bomba, uso de un acumulador, revelado de una fotografía, combustión de un cerillo, fotosíntesis, electrolisis del agua, el proceso de digestión, la fermentación, etc.

Estructura de la materia

- ÁTOMO.- Partícula más pequeña característica de un elemento.

- MOLÉCULA.- Partícula más pequeña de una sustancias dad (neutra) capaz de existir independientemente y que conserva sus propiedades Químicas, se componen de átomos unidos químicamente de acuerdo con su valencia, pueden ser diatómicas (O3) o poliatómicas (Na2SO4), se representa con formulas químicas.

- ELEMENTO.- Sustancia básica que no se descompone en sustancias más simples por métodos químicos ordinarios. Son 115 elementos, 92 naturales y el resto artificiales. La mayoría son sólidos, cinco son líquidos en condiciones ambientales y doce son gaseosos. Son abundantes otros no, algunos son raros, radiactivos y algunos se sintetizan en el laboratorio.

- ION.- Átomo con carga eléctrica que se forma por la ganancia ó pérdida de electrones. Se clasifica en dos tipos: cation y anion.

- CATION.- ion con carga positiva. Se forma por la perdida de electrones en átomos metálicos.

- ANION.- ion con carga negativa. Se forma por la ganancia de electrones en átomos no metálicos.

- COMPUESTO.- Es una sustancia formada por átomos de dos o más elementos unidos químicamente en proporciones definidas. Los compuestos sólo se pueden separar en sus componentes puros (elementos) por medios químicos.

- ISÓTOPO.- Son átomos que tienen el mismo número de protones pero difieren en su número de neutrones, por lo tanto estos elementos difieren en su número de masa. Los diferentes elementos de los isótopos no son estables y se presentan en la naturaleza en la misma proporción. Ejemplo:

1H1 Hidrogeno ligero o normal 1H2 Hidrogeno pesado o deuterio 1H3 Hidrogeno radiactivo o tritio

8O16 8O17 8O18

- SOLUCIÓN.- Mezcla homogénea formada por un disolvente y un soluto.

- MATERIA.- Materia es cualquier cosa que ocupa un espacio y que tiene masa.

- ENERGÍA.- Capacidad de realizar trabajo

- TIPOS DE ENERGÍA : energía mecánica, energía Solar, energía química, energía eléctrica, energía hidráulica, energía calorífica, energía luminosa, energía nuclear, energía eólica, energía geotérmica.

LEY DE LA CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA.- La energía puede ser convertida de una forma a otra, pero no se puede crear o destruir. En otras palabras, la energía total del universo es constante. El contenido de materia en el universo siempre permanece constante.

ESTADOS DE AGREGACIÓN DE LA MATERIA.- La materia de acuerdo a su propiedades físicas se clasifica en tres estados de agregación; fase sólida, liquida y gaseosa; los nuevos estados son el plasma y condensado de Bose-Einstein.

• Fase sólida. Fase que ocupa un volumen fijo y tiene una forma definida, la movilidad de las partículas es nula y la fuerza de cohesión entre ellas es muy alta.

• Fase liquida. Esta fase ocupa un volumen dado por la forma del recipiente, la movilidad y su cohesión de las partículas es intermedia.

• Fase gaseosa. Fase que no tiene, ni forma, ni volumen definido, tiende a ocupar el volumen del recipiente en el que se encuentra confinado y sus partículas tienen una gran energía cinética, presentan movimientos desordenados y la fuerza de cohesión es muy baja.

Plasma. Cuando un gas se calienta a temperaturas cercanas a los 10000 grados, la energía cinética de las moléculas aumenta lo suficiente para que al vibrar y chocar, las moléculas se rompan en átomos. A temperaturas más altas, los electrones se ionizan de los átomos y la sustancia se convierte en una mezcla de electrones e iones positivos: un plasma altamente ionizado. Podemos considerar al plasma como un gas que se ha calentado a temperatura elevada que sus átomos y moléculas se convierten en iones. La concentración de partículas negativas y positivas es casi idéntica, por lo que es eléctricamente neutro y buen conductor de la corriente eléctrica.

Condensado de Bose –Einstein. Gas que se ha enfriado a una temperatura próxima al cero absoluto. Los átomos pierden energía, se frenan y se unen para dar origen a un superátomo insólito.

CLASIFICACIÓN DE LA MATERIA

Métodos de separación de mezclas

- DECANTACIÓN. Es utilizado para separar un sólido de grano grueso de un líquido, consiste en vaciar el líquido después de que se ha sedimentado el sólido. Este método también se aplica en la separación de dos líquidos no miscibles y de diferentes densidades.

- FILTRACIÓN. Permite separar un sólido de grano relativamente fino de un líquido empleando un medio poroso

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