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FLUORECIENCIA, RECURSOS DIDÁCTICOS DIGITALES, © & ®

08/02/2018 1

Autor: Jorge Alonso Cárdenas León

Organización: Fluoreciencia, Recursos Didácticos Digitales

Sitio Web: http://fluoreciencia.org/

Fundamentos de Química

Materia y clasificación de la materia


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‘…With the transfer of material goods, the donor loses them. There exist, however, some intrinsic attributes that cannot be transferred from one individual to another, such as beauty and courage. Knowledge, on the other hand, is something so important that the gods established that the donor can keep it even while giving it away…’

Reflexiones


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‘…With the transfer of material goods, the donor loses them. There exist, however, some intrinsic attributes that cannot be transferred from one individual to another, such as beauty and courage. Knowledge, on the other hand, is something so important that the gods established that the donor can keep it even while giving it away…’

‘...Con la entrega de bienes materiales, quien los da, los pierde para siempre. Existen, sin embargo, algunos atributos intrínsecos que no pueden ser transferidos de un individuo a otro, como la gracia, la belleza o el coraje. El conocimiento, sin embargo, es algo tan importante, que los dioses dictaron que quien los entrega a otros, puede conservarlos, incluso aun después de regalarlos…’ Attributed to Pitágoras of Samos, about 2,500 years ago

Reflexiones


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¿Qué es química?


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¿Qué es química?Ciencia que estudia la composición y las propiedades de la materia y de las transformaciones que esta experimenta sin que se alteren los elementos que la forman.https://es.wikipedia.org/wiki/Qu%C3%ADmica

https://es.wikipedia.org/wiki/Qu%C3%ADmica


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Química es la ciencia que estudia la composición, estructura y las propiedades de las moléculas y átomos que componen la materia y sus reacciones.https://www.significados.com/quimica/


https://www.significados.com/quimica/


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Chemistry is the study of matter, its properties, how and why substances combine or separate to form other substances, and how substances interact with energy. Many people think of chemists as being white-coated scientists mixing strange liquids in a laboratory, but the truth is we are all chemists.https://www.livescience.com/45986-what-is-chemistry.htm



https://www.livescience.com/45986-what-is-chemistry.htm


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Chemistry is the study of matter, its properties, how and why substances combine or separate to form other substances, and how substances interact with energy. Many people think of chemists as being white-coated scientists mixing strange liquids in a laboratory, but the truth is we are all chemists.https://www.livescience.com/45986-what-is-chemistry.htm

La química es el estudio de las transformaciones de la materia. ‘Materia’, es todo aquello que ocupa espacio y tiene masa. Así las cosas, materia es todo lo que nos rodea, incluidos nosotros mismos. En consecuencia, si ‘materia’ es todo lo que nos rodea, todo nuestro entorno está relacionado de una u otra forma con las ciencias químicas: ‘Todos somos químicos’



https://www.livescience.com/45986-what-is-chemistry.htm


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¿Qué es química?


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El aire, la luz, el vidrio, los autos, las construcciones, los seres humanos y todas las formas de vida, forman parte del objeto de estudio de las ciencias químicas, en cuanto son materia que se transforma constantemente…

¿Qué es química?


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El aire, la luz, el vidrio, los autos, las construcciones, los seres humanos y todas las formas de vida, forman parte del objeto de estudio de las ciencias químicas, en cuanto son materia que se transforma constantemente…

¿Qué es química?

https://en.wikipedia.org/wiki/Lake_Shore_Drive#/media/File:20090524_Buildings_along_Chicago_River_line_the_south_border_of_the_Near_North_Side_and_Streeterville_and_the_north_border_of_Chicago_Loop,_Lakeshore_East_and_Illinois_Center.jpg


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La necesidad de clasificar...


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Pero como la materia es un objeto de estudio tan grande y tan diverso, es necesario clasificarlo y segmentarlo para poder entenderlo.



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Pero como la materia es un objeto de estudio tan grande y tan diverso, es necesario clasificarlo y segmentarlo para poder entenderlo.


https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/c/cf/Landfill_-_barangay_Inayawan_-_Cebu_City.jpg


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Homogeneidad y heterogeneidad


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La forma más simple de clasificar la materia, es atendiendo a su estado o ‘fase’. El término ‘fase’ se emplea frecuentemente en ciencia para referirse a ‘una cantidad, pieza o trozo de materia de propiedades idénticas y aspecto uniforme’.


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https://www.taskutark.ee/m/mulla-teke/


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De esta forma, toda la materia que nos rodea puede clasificarse como ‘homogénea’, si está compuesta por una sola fase o ‘heterogénea’, si está formada por más de una fase:



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De esta forma, toda la materia que nos rodea puede clasificarse como ‘homogénea’, si está compuesta por una sola fase o ‘heterogénea’, si está formada por más de una fase:

Así, por ejemplo, el suelo es un material heterogéneo, dentro del cual se pueden distinguir fácilmente varias ‘fases’ u ‘horizontes’:



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Por otro lado, la sal de mesa, el azúcar y el oro, son sustancias homogéneas, por cuanto están formadas por una sola fase:

http://drjenniferlanda.com/wp-content/uploads/2014/06/ditchsugar.jpg

http://www.alkhaleej.ae/supplements/page/b0cd5e43-ee1f-463b-897d-f0b6db42a58a#

https://crisangeliusgem.wordpress.com/2014/07/30/el-oro/


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Clasificación de la materia:Decimos entonces, que todo lo que nos rodea, incluidos nosotros mismos, puede clasificarse como ‘materiales homogéneos’, ‘materiales heterogéneos’ y ‘materiales dispersos’, según que estén formados por una sola fase, más de una fase o una distribución regular de fases:


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Materia

Materiales homogéneos:

Una sola fase

Materiales heterogéneos: Varias fases

dispersas unas en otras

Materiales Semi-homogéneos: Dispersiones supramoleculares meta-estables

Clasificación de la materia:Decimos entonces, que todo lo que nos rodea, incluidos nosotros mismos, puede clasificarse como ‘materiales homogéneos’, ‘materiales heterogéneos’ y ‘materiales dispersos’, según que estén formados por una sola fase, más de una fase o una distribución regular de fases:


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Materia


Una sola fase



Dispersiones: Son dispersiones supramoleculares meta-estables

Clasificación de la materia:

Constituyen ejemplos de

‘materiales

homogéneos’ las

soluciones químicas. De

‘materiales

heterogéneos’ el suelo y

de ‘materiales

dispersos’, los humos:


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Materia


Una sola fase



Dispersiones: Son dispersiones supramoleculares meta-estables


Constituyen ejemplos de

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homogéneos’ las

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dispersos’, los humos:

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Materia


Una sola fase

Substancias: Una sola fase, una sola clase de substancia

Soluciones: Una sola fase, Varias substancias

Clasificación de la materia:Los ‘materiales homogéneos’ pueden ser de dos tipos: ‘Sustancias’ y ‘Soluciones’. Una ‘sustancia’ es un tipo de materia que se caracteriza por tener ‘composición constante’, mientras que una ‘solución química’ es un tipo de materia que está formado por mezcla física de dos o más sustancias, en diferentes proporciones.


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Clasificación de la materia:A su vez, las ‘sustancias’ pueden ser de dos tipos, ‘elementos’ o ‘compuestos’: Un compuesto es un tipo de materia que tiene composición constante y que está formado mediante enlace químico, por más de un elemento. Un elemento es un tipo de materia que tiene composición constante y que está formado por una única clase de sustancia.

Materia


Una sola fase


Elementos: Un única clase de substancia elemental:118 elementos conocidos, 94 naturales, 24 artificiales 6 asociados al 99 % de la vida y ≈ 60 a todo lo demás

Compuestos: Substancias formadas por combinación química de dos o más elementos. Aproximadamente 100’000.000 de los cuales 10 son inorgánicos y 90 orgánicos


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Clasificación de la materia:Los elementos ―que se representan por símbolos― se pueden agrupar en orden creciente de número atómico y organizar en función de sus propiedades físicas, en un esquema gráfico denominado ‘Tabla Periódica’. La Tabla periódica es una herramienta útil para el estudio de las ciencias químicas. La unidad fundamental de un elemento puede ser un átomo o una molécula.

https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/9/9d/Periodic_Table_Chart.png


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Clasificación de la materia:Los elementos son a la química lo que las letras son al lenguaje. Así, combinaciones de elementos forman compuestos, del mismo modo que combinaciones de letras forman palabras’. Grupos ordenados de palabras forman oraciones, es decir, expresiones lingüísticas con sentido completo. Del mismo modo, grupos ordenados de compuestos forman ‘entidades físicas con sentido completo’, como las rocas, el aire o el agua del mar. Cuanto más expresivo es el lenguaje, más compleja es su construcción. Cuanto más elaborada es la materia, más compleja es su composición y estructura.

Materia


Una sola fase





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Clasificación de la materia:27 letras en el idioma español o inglés, forman aproximadamente 250.000 palabras diferentes, en cada uno de estos idiomas. Del mismo modo, los 94 elementos naturales conocidos, dan lugar a aproximadamente 100’000.000 de compuestos diferentes, contabilizados a julio de 2015. http://www.investigacionyciencia.es/blogs/fisica-y-quimica/24/posts/son-cien-millones-13300. De ellos, aproximadamente el 10 % son inorgánicos y el 90 % orgánicos

Materia


Una sola fase




http://www.investigacionyciencia.es/blogs/fisica-y-quimica/24/posts/son-cien-millones-13300


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Materia

Materiales heterogéneos: Varias

fases dispersas unas en otras

Aerosoles: Nubes, humos (S/G)Emulsiones: leche, mayonesa (L/L)Espumas: Ponche (G/ S, L)Coloides: Sólidos suspendidos en agua (S/L)

Todas las cosas que constituyen nuestro entorno, incluidos nosotros mismos


La mayor parte de la materia que nos rodea es heterogénea y se denomina comúnmente como ‘mezclas’. Las mezclas son combinaciones físicas de diversas sustancias: La tierra, la madera, las rocas, el asfalto, los ladrillos, el concreto, etc. En general, las propiedades de las ‘mezclas’ o materiales heterogéneos, son un reflejo de las propiedades de las sustancias que las componen y de las proporciones en que se realiza la mezcla.

Existen también algunos materiales de aspecto intermedio entre lo homogéneo y lo heterogéneo, que se denominan ‘dispersiones supramoleculares’ o simplemente, ‘dispersiones’. Algunos ejemplos representativos son los aerosoles (humos), las emulsiones (leche), las espumas (Ponche) y los coloides (pinturas).



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Materia


Una sola fase

Materiales heterogéneos: Varias

fases dispersas unas en otras


Soluciones: Una sola fase, Varias substancias



Mezclas homogéneas de dos o más o substancias, en cualquier estado físico. El componente mayo se denomina solvente y los demás, solutos.

Aerosoles: Nubes, humos (S/G)Emulsiones: leche, mayonesa (L/L)Espumas: Ponche (G/G)Coloides: Sólidos suspendidos en agua (S/L)

Todas las cosas que constituyen nuestro entorno, incluidos nosotros mismos


Clasificación de la materia


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https://sciencenotes.org/periodic-tables-free-wallpapers/


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http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/f/fe/Periodic_trends.svg

Tendencias en la tabla periódica

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/f/fe/Periodic_trends.svg


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https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/a/a0/Periodic_Table_structure-es-estructura_tabla_periodica.svg

Tendencias en la tabla periódica


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Berilio Be

Estroncio Sr

Plata Ag

Vanadio V

Boro B

Paladio Pd

Estaño Sn

Antimonio Sb

Arsénico As

Yodo I

Ytrio Y

BarioBa

CesioCs

ZirconioZr

IridioIr

AstatoAt

SelenioSe

TelurioTl

RodioRh

WolframioW

helioHe

RubidioRb

Símbolos de los elementos


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Un compuesto es una substancia que está formada por dos o más elementos, ‘unidos entre sí mediante enlace químico’. La unidad fundamental de un compuesto es la molécula y su característica principal, la ‘composición constante’. Un compuesto se representa por su fórmula y su nombre debe ser tal, que a partir de él se pueda deducir su estructura.

Constituyen ejemplos de compuestos, el agua, ‘H2O’, el metano, ‘CH4’, la sal de mesa, ‘NaCl’ y el etanol ‘C2H5OH’. Una fórmula puede ser ‘empírica’, si su propósito es indicar la proporción de átomos en la molécula, ‘estructural’, si su objeto es el de indicar la estructura de los enlaces y ‘espacial o geométrica’, si su propósito es el de indicar la geometría espacial de la molécula.

Las propiedades de los compuestos, no guardan ninguna relación con las propiedades de los elementos.

Todas las mezclas pueden separarse, por métodos físicos relativamente simples, en las sustancias que las componen. La filtración, la destilación y la sublimación constituyen algunos ejemplos de procedimientos físicos de separación de mezclas.

Clasificación de la materia


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Las propiedades de la materia son las características que nos permiten distinguir un trozo o porción de materia, de los demás. Es por comparación, consciente o inconsciente de estas propiedades, que diferenciamos unos materiales de otros.

Propiedades de la materia

Propiedade

s de la

materiaPropiedade

s

Específicas

Propiedade

s Generales

MasaVolumenInerciaImpenetrabilidadElasticidadPorosidadDivisibilidad

Extensiva

s

Intensivas

MasaVolumenInerciaPesoElasticidadPorosidadDivisibilidad

DensidadP. FusiónP. EbulliciónColorConductividadInflamabilidadReactividad


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Área: 1 m 2

Área: 1 m 2

Volumen: 1 m 3

Distancia: 1 m lineal

El volumen es el espacio ocupado por un cuerpo. Un mismo volumen puede albergar diferentes cantidades de masa, dependiendo del tipo de materia. En el Sistema Internacional SI, la unidad de volumen es el metro cúbico:

Propiedades de la materia, volumen


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Volumen: 1 m 3

1 dm 3

1 litro1 dm 3

1 litro

http://www.elboom.com.pe/categoria/22/bebidas

https://www.unipymes.com/wp-content/uploads/2014/05/alqueria.jpg

http://www.informabtl.com/heineken-y-corona-cervezas-con-identidad-propia/

Si cada lado del cubo se divide en segmentos de ‘un decímetro’ de longitud, entonces, cada metro cúbico contendrá, 1.000 cubos pequeños, de un decímetro cúbico, cada uno. El volumen contenido en cada uno de estos cubos pequeños se denomina ‘litro.’ Así, un litro es la milésima parte de un metro cúbico. Nótese que la forma del volumen puede cambiar, desde ‘un litro de leche’ hasta ‘un litro de cerveza’ o gaseosa; No obstante la magnitud del volumen es la misma.


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El metro cúbico es una unidad de volumen de uso frecuente en ingeniería. El litro es una unidad de volumen de uso cotidiano y el ‘mililitro’, la unidad de volumen por excelencia en el laboratorio. Un metro cúbico contiene 1.000 litros y un litro, ‘mil mililitros’. Así, un metro cúbico contiene 1’000.000 de mililitros.

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https://www.youtube.com/watch?v=wuGafw4Rkrc


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La ‘densidad’, representada por la letra ρ, es la cantidad de masa contenida en un determinado volumen. Matemáticamente, es la razón entre la masa y el volumen:

Cuando la masa se mide en gramos y el volumen en mililitros, la densidad se expresa en ‘g/ml’. Si la masa se mide Kg y el volumen en litros, la densidad se expresa en kg/l. Nótese que la densidad es numéricamente igual en todos los casos.

Propiedades de la materia, la densidad


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La ‘solubilidad’ de una sustancia en un solvente particular es una propiedad intrínseca de la materia que puede expresarse como g/100 ml, mg/l, meq/l, M, N, ppm o ppb.

Otras propiedades de la materia que permiten diferenciar unas sustancias de otras, son la masa molecular, la conductividad térmica y eléctrica y los puntos de fusión y ebullición.

Propiedades de la materia, solubilidad

Relaciones entre diferentes unidades de volumen

1,0 m3

1.000 dm³ o litros 1’000.000 cm³ o litros 35,3147 pie3 61.023,7 plg3

0,001 Dm3 10-6 Hm3 10-9 Km3

61.020 plg3 35,31 pie3 264 galones

1,0 litros 1,000 ml o cm3 0,03531 pie3 0,264 galones 6,1 plg3


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Diagrama NFPA**National Fire Protection AssociationAgencia Nacional de Protección contra el Fuego

Fichas Internacionales de Seguridad Química:

http://www.insht.es/portal/site/Insht/menuitem.a82abc159115c8090128ca10060961ca/?vgnextoid=4458908b51593110VgnVCM100000dc0ca8c0RCRD

https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/8/86/ROMBO_DE_SEG_NFPA_704.png


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Si el contenido en cloruro de sodio del agua de mar es en promedio de 3,1%, ¿cuánto cloruro de sodio estará contenido en 1 m3 de agua? Si 1 mol de cualquier gas ocupa un volumen de 22,4 litros, a condiciones normales, ¿cuántas moléculas de gas estarán contenidas en 1 pulgada cúbica? La densidad del magnesio es 1,74 y la del plomo 11,35 g/l. Si para cada uno de estos materiales se tiene una esfera cuyo peso es de 1 kg , ¿cuál es la relación de sus radios? ¿Cuál es el volumen, en mililitros, de 935 gramos de un líquido cuya densidad es de 15,23 libras por galón? Si el arca de Noé tenía 300 codos de longitud, 50 codos de ancho y 30 de alto, ¿cuál sería su volumen en metros cúbicos sabiendo que 1 codo equivale a 18 pulgadas y 1 metro a 39,37 pulgadas? Si una bebida carbonatada contiene 300 ml, ¿cuántas de estas bebidas estarán contenidas en 1 galón?

Ejercicios de interconversión de unidades


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La densidad media de un material desconocido es 3,63 g/l. Calcule el radio de una esfera compuesta de este material, cuyo peso es de 300 libras (1 libra es igual a 0,45 kg). ¿Cuántos kilos pesa un cubo de 7,5 pulgadas de lado que está compuesto por un material cuya densidad es de 30 libras por galón? El joven Dexter prepara en su laboratorio una pócima secreta de densidad 9,2 libras por galón. ¿Cuánto pesa 1 pie cúbico de este brebaje y qué volumen en litros ocuparán 50 kilos de él? Reflexione y deduzca una definición propia para cada una de las siguientes palabras: ciencia, filosofía, religión, fe, misticismo, ascetismo, esoterismo, carta astral, astrología, azar y destino. Si en promedio una célula humana pesa 0,001 µg, ¿cuál sería el número aproximado de células que componen el cuerpo de un humano? Peso medio, igual a 100 kg.

Ejercicios de interconversión de unidades


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