Las energías consumidas o liberadas en esos cambios.

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    Química. Definición

Es una ciencia natural que estudia:

• La estructura de la materia,
• Sus propiedades o características,
• Su composición,
• Sus cambios,
• Los factores o condiciones que afectan esos cambios,
• Las energías consumidas o liberadas en esos cambios.

Conceptos fundamentales de química

MATERIA Y ENERGIA

Un incendio, por ejemplo, es una muestra de que la química forma parte de nuestra vida. Las cenizas, los gases tóxicos, el agua son materia que pueden participar en un cambio químico y liberar energía. Estos tres conceptos son centrales en la química.

La química es la ciencia que estudia la materia y los cambios que ésta experimenta, pero ¿qué es materia?

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Formado por

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                                                     Se interconvierten[pic 12]

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a) Ponderable: que tiene masa, es medible por medio de una balanza de masa, la clásica balanza de dos platillos.

La masa de un cuerpo, es una cantidad aditiva, que está estrechamente ligada a la cantidad de materia. La unidad de masa en el SI (Sistema Internacional) es el kilogramo masa.

Es importante no confundirla con el peso, aunque en la vida diaria se usen de manera indistinta. El peso es una medida de la fuerza con que los cuerpos son atraídos por la Tierra. Se mide con el dinamómetro y su unidad es el kilogramos fuerza, (kgf) o el newton, (N). Es común decir: “esta mesa pesa 15 Kg”, lo que significa, en realidad, es que la masa de la mesa, determinada por una balanza es de 15 kg

Ambos conceptos están relacionados por:

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Que significa que el peso de un cuerpo es igual a la masa del mismo por la aceleración de la gravedad (g = 9,8 m.s-2) con que un planeta lo atrae. Es decir que mientras la masa de un cuerpo no cambia aunque se mida en Argentina, o en la Luna, el peso puede cambiar según el lugar donde se esté midiendo.

Considerando que sobre la superficie de la Tierra la aceleración de la gravedad es una constante que en promedio tiene un grado de variabilidad no mayor al 1%, se convierte en una constante de proporcionalidad. De manera que:

  P / m = g = constante

b) Extenso: que ocupa un lugar en el espacio.

c) Impenetrable: el espacio ocupado por un ente material no puede ser ocupado simultáneamente por otro.

ENERGIA

Generalmente se define energía como la capacidad para realizar trabajo y en un concepto más amplio como la capacidad de realizar cambios. Se conocen muchas formas de energía, todas se pueden intercambiar y pueden ser aprovechadas para realizar trabajo por ejemplo una caída de agua puede mover una turbina, es decir la energía potencial gravitatoria se transforma en energía cinética.

Pero a pesar de las transformaciones que puede sufrir, no se crea ni se destruye. Cuando una forma de energía desaparece, otra de igual magnitud debe aparecer, de manera tal que: la energía total del universo permanece constante (Ley de conservación de la energía).

Según Albert Einstein (1905) la materia y la energía se transforman una en otra teniendo en cuenta que:[pic 16]

Donde E es la cantidad de energía equivalente a una masa m y c es la velocidad de la luz en el vacío (300.000 km /s).

Analizando esta expresión podemos ver que es muy grande la cantidad de energía que se puede obtener por conversión de una pequeña cantidad de materia.

La confirmación experimental fue obtenida muchos años después, con las experiencias sobre reacciones nucleares realizadas por Fermi.

Es así que aceptada la equivalencia entre masa y energía, se enunció la Ley de conservación de la masa y energía: la cantidad combinada de materia y energía en el universo es fija.

En una reacción química ordinaria no podemos verificar la transformación de materia en energía ya que como la velocidad de la luz es muy grande la variación de masa es muy pequeña y no es apreciable en forma experimental debido a la sensibilidad de las balanzas

                                             Δ E    [pic 17]

                       Δ m    =        [pic 18][pic 19][pic 20]

                                                c2

La energía que debería entregar una reacción química para que la balanza detecte la variación de masa de por ejemplo 0.0001 g, según la ecuación de Einstein sería:

                                           E = 0,0001 g. C2       

Sucede que no existe ninguna reacción química ordinaria que entregue tal cantidad de energía Es por ello que desestimamos esta variación y decimos que: antes y después del fenómeno químico la masa total del sistema permanece constante.

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