QUÍMICA ALGUNOS CONCEPTOS BÁSICOS

QUÍMICA

ALGUNOS CONCEPTOS BÁSICOS

La química es aquella ciencia que estudia la estructura, propiedades y transformaciones de la materia a partir de su composición anatómica.

1. Los estados de agregación de la materia

La materia es todo aquello que ocupa espacio y tiene masa.

Los estados de agregación de la materia se explican a partir de la teórica cinético-molecular, la cual explica que la materia está formada por partículas diminutas, átomos o moléculas que se encuentran vibrando y entre ellas solo existe un vacío. Estas también se encuentran chocando y esto se denomina choque elástico, sin embargo, este choque no produce la energía por la cual se producen los cambios de estado de la materia. Los estados de agregación de la materia son los siguientes:

• Sólidos: Las fuerzas de atracción/cohesión entre partículas son muy intensas. Tienen un volumen y una forma constante y no fluyen.
• Líquidos: Las fuerzas de atracción entre partículas son intensas pero menores que en el grupo anterior. Tienen un volumen constante pero una forma variable, es decir, adoptan la forma del recipiente que los contienen y fluyen.[pic 1][pic 2]
• Gases: Las fuerzas de atracción entre partículas son débiles. Tienen volumen y forma variable (fácilmente comprensibles) y una gran fluidez.

Los cambios de estado de la materia se deben a cambios de presión y/o temperatura. Con la temperatura constante, al aumentar la presión del gas disminuye su volumen. A presión constante, al aumentar la temperatura de un gas aumenta su volumen. Y con el volumen constante, al aumentar la temperatura la presión aumenta.

1. Sustancias puras y mezclas

La materia puede o no, ser uniforme en todas sus partes. Cuando no es uniforme hablamos de mezclas heterogéneas. En el caso contrario, cuando esta materia si es uniforme en todas sus partes podemos hablar de mezclas homogéneas (disolución) si se puede separar con procedimientos físicos o de sustancias puras cuando no es así. En este caso se tratará de un compuesto si se puede descomponer en otras sustancias usando procesos químicos o de un elemento cuando esto no sucede.

En las mezclas heterogéneas sus componentes se perciben a simple vista (o con microscopio), es decir, se observan partes diferenciadas. Además, estas tienen diferentes propiedades y composición en diferentes puntos de la mezcla. La separación de los diferentes componentes se puede a realizas a través de la filtración (estado de agregación), la sedimentación, decantación (densidad), disolución selectiva o imantación.

En las mezclas homogéneas (disoluciones) los componentes no se perciben a simple vista (ni con microscopio), de tal manera que tienen un aspecto uniforme y tienen las mismas propiedades y composición en todas sus partes. Estas constan de dos componentes: el soluto que es minoritario y el disolvente que es mayoritario. La concentración es la cantidad de soluto entre la cantidad de disolución. Si esta muy diluida habrá poco soluto, si es concentrada habrá mucho y si está saturada significa que hay una máxima cantidad posible de soluto. La solubilidad es la cantidad máxima de soluto que puede disolverse en cierta cantidad de disolvente a una temperatura dada.

Fórmulas

Concentración en masa = masa del soluto (g)/ volumen de la disolución (L) = g/L

% masa = masa de soluto/ masa de disolución • 100

% volumen = volumen de soluto/ volumen de disolución • 100

Ej1: Se disuelven 2g de glucosa (C6H12O6) en 150g de agua destilada. ¿Cuál es la concentración de la disolución en masa?

% masa= masa soluto/ masa disolución • 100 = 2/150 • 100 =1,32 % en masa.

La separación de los componentes en las mezclas homogéneas se puede realizar a través de la evaporación, la destilación o la cromatografia (polaridad).

Las sustancias puras están formadas por un único componente, por lo que no es posible la separación mediante métodos físicos. Las temperaturas de fusión y ebullición son características (en mezclas, pues dependen de la composición). La mezcla no es lo mismo que un compuesto. Pues una mezcla se trata de constituyentes en cualquier proporción mientras que en los compuestos los constituyentes siempre se encuentran en la misma proporción.

Los compuestos pueden descomponerse en sustancias más simples mediante transformaciones químicas (descomposición térmica, electrólisis) y están constituidos por varios átomos. Los elementos no pueden descomponerse en sustancias más simples y están constituidos por el mismo tipo de átomos.

1. El átomo

Durante el siglo XVIII y principios del XIX algunos científicos habían investigado distintos aspectos de las reacciones químicas, obteniendo las llamadas leyes clásicas de la Química. La imagen del átomo expuesta por John Dalton en su teoría atómica, para explicar estas leyes, es la de minúsculas partículas esféricas, invisibles e inmutables, iguales entre sí en cada elemento químico.

En 1897 J.J. Thomson demostró que dentro de los átomos hay unas partículas diminutas, con carga eléctrica negativa a las que llamó electrones. De este descubrimiento dedujo que el átomo debía de ser una esfera de materia cargada positivamente, en cuyo interior estaban incrustados los electrones (modelo atómico de Thomson).

En 1911 E. Rutherford demostró que los átomos no eran macizos, como se cría, sino que están vacíos en su mayor parte y en su centro hay un diminuto núcleo. De esta manera, dedujo que el átomo debía estar formado por una corteza con los electrones girando alrededor un núcleo central cargado positivamente (modelo atómico de Rutherford).

Finalmente, en 1913 Neils Bohr halló espectros atómicos discontinuos originados por la radiación emitida por los átomos excitados de los elementos en estado gaseosos. De este modo propuso un nuevo modelo atómico, según el cual los electrones giran alrededor del núcleo en unos niveles bien definidos (modelo atómico de Bohr).

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