Quimica - Presentación
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Química: el estudio de los cambios
Capítulo 1
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La química es el estudio de la materia y de los cambios que experimenta.
agua, amoniaco, sacarosa, oro, oxígeno.
1.4
1. La materia es cualquier cosa que ocupa un espacio y que tiene masa.
2. Una sustancia es una forma de materia que tiene una composición definida y propiedades características.
Una mezcla es una combinación de dos o más sustancias en la cual las sustancias conservan sus propiedades características.
1. Mezcla homogénea: la composición de la mezcla es la misma en toda la disolución.
2. Mezcla heterogénea: la composición no es uniforme en todas partes.
bebida no alcohólica, leche, soldadura
cemento, virutas de hierro en arena
1.4
Los medios físicos puede usarse para separar una mezcla en sus componentes puros.
imán
1.4
destilación
Un elemento es una sustancia que no se puede separar en sustancias más simples por medios químicos.
• Se han identificado 115 elementos
• 83 elementos se encuentran en forma natural en la Tierra
oro, aluminio, plomo, oxígeno, carbono,
• 32 elementos se han obtenido por medios científicos
tecnecio, americio, seaborgio
1.4
Un compuesto es una sustancia formada por átomos de dos o más elementos unidos químicamente en proporciones definidas.
Los compuestos sólo pueden separarse en sus componentes puros (elementos) por medios químicos.
Agua (H2O) Glucosa (C6H12O6)
Amoniaco (NH3)
1.4
1.4
Clasificación de la materia
Materia
MezclasSustancias
purasSeparación por
métodos físicos
Separación por
métodos químicos
Mezclashomogéneas
Mezclasheterogéneas Compuestos Elementos
Los tres estado de la materia
1.5Sólido Líquido Gas
¿Física o química?
Una propiedad física no altera la composición o identidad de la sustancia.
Una propiedad quimica altera la composición o identidad de la sustancia(s) involucrada(s).
fusión de hielo azúcar disuelta
en agua
El hidrógeno se quema en presencia del aire para formar agua.
1.6
Materia: cualquier cosa que ocupa un espacio y tiene masa.
Masa: medida de la cantidad de materia.
La unidad SI de masa es el kilogramo (kg)
1 kg = 1000 g = 1 x 103 g
Peso: fuerza que ejerce la gravedad sobre un objeto.
peso = c x masa
sobre la Tierra, c = 1.0
sobre la Luna, c ~ 0.1
1.7
1 kg sobre la Tierra
0.1 kg sobre la Luna
Tabla 1.2 Unidades SI básicas
Cantidad fundamental Nombre de la unidad
Símbolo
Longitud metro m
Masa kilogramo kg
Tiempo segundo s
Corriente eléctrica ampere A
Temperatura kelvin K
Cantidad de sustancia mol mol
Intensidad luminosa candela cd
1.7
Tabla1.3 Prefijos utilizados con unidades SI
Prefijo Símbolo Significado
Tera- T 1012
Giga- G 109
Mega- M 106
Kilo- k 103
Deci- d 10-1
Centi- c 10-2
Milli- m 10-3
Micro- µ 10-6
Nano- n 10-9
Pico- p 10-12
1.7
Volumen: la unidad de volumen derivada del SI es el metro cúbico (m3).
1 cm3 = (1 x 10-2 m)3 = 1 x 10-6 m3
1 dm3 = (1 x 10-1 m)3 = 1 x 10-3 m3
1 L = 1000 mL = 1000 cm3 = 1 dm3
1 mL = 1 cm3
1.7Matraz volumétrico
1 Litro
Densidad: la unidad derivada del SI para la densidades el kg/m3
1 g/cm3 = 1 g/mL = 1000 kg/m3
densidad = masa
volumen d = mV
1.7
Un pedazo de metal de platino con una densidad de 21.5 g/cm3 tiene un volumen de 4.49 cm3. ¿Cuál es su masa?
d = mV
m = d x V = 21.5 g/cm3 x 4.49 cm3 = 96.5 g
K = 0C + 273.15
0F = x 0C + 3295
1.7
273 K = 0 0C 373 K = 100 0C
32 0F = 0 0C 212 0F = 100 0C
Comparación de las tres escalas de temperatura
Punto de ebullicióndel agua
Temperaturacorporalnormal
Punto de congelación
del agua
Temperaturaambiente
Convertir 172.9 0F a grados Celsius.
0F = x 0C + 3295
0F – 32 = x 0C95
x (0F – 32) = 0C95
0C = x (0F – 32)95
0C = x (172.9 – 32) = 78.395
1.7
1.8
Notación científicaEl número de átomos en 12 g de carbono:
602,200,000,000,000,000,000,000
6.022 x 1023
La masa de un solo átomo de carbono en gramos:
0.00000000000000000000000199
1.99 x 10-23
N x 10n
N es un númeroentre 1 y 10
n es un entero positivo o negativo
Notación científica
1.8
568.762
n > 0
568.762 = 5.68762 x 102
mover decimal a la izquierda 0.00000772
n < 0
0.00000772 = 7.72 x 10-6
mover decimal a la derecha
Adición o sustracción
1. Escribir cada cantidad con el mismo exponente n
2. Combinar N1 y N2 3. El exponente, n,
permanece igual
4.31 x 104 + 3.9 x 103 =
4.31 x 104 + 0.39 x 104 =
4.70 x 104
Notación científica
1.8
Multiplicación
1. Multiplicar N1 y N2
2. Sumar exponentes n1 y n2
(4.0 x 10-5) x (7.0 x 103) =(4.0 x 7.0) x (10-5+3) =
28 x 10-2 =2.8 x 10-1
División
1. Dividir N1 y N2
2. Restar exponentes n1 y n2
8.5 x 104 ÷ 5.0 x 109 =(8.5 ÷ 5.0) x 104-9 =
1.7 x 10-5
Cifras significativas
1.8
•Cualquier dígito que no es cero es significativo
1.234 kg 4 cifras significativas
•Los ceros entre los dígitos no cero son significativos
606 m 3 cifras significativas
•Los ceros a la izquierda del primer dígito no cero no son significativos
0.08 L 1 figura significativa
•Si un número es mayor que 1, entonces todos los ceros a la derecha del punto decimal son significativos
2.0 mg 2 cifras significativas
•Si un número es menor que 1, entonces sólo los ceros que están al final y en medio del número son significativos
0.00420 g 3 cifras significativas
¿Cuántas cifras significativas están en cada una de las medidas siguientes?
24 mL 2 cifras significativas
3001 g 4 cifras significativas
0.0320 m3 3 cifras significativas
6.4 x 104 moléculas 2 cifras significativas
560 kg 2 cifras significativas
1.8
Cifras significativas
1.8
Adición o sustracción
La respuesta no puede tener más dígitos a la derecha del punto decimal que cualquiera de los números originales.
89.3321.1+
90.432 redondeo a 90.4
una cifra significativa después del punto decimal
3.70-2.91330.7867
dos cifra significativa después del punto decimal
redondeo a 0.79
Cifras significativas
1.8
Multiplicación o divisiónEl número de cifras significativas en el resultado está determinado por el número original que tiene el númeromás pequeño de figuras significativas.
4.51 x 3.6666 = 16.536366 = 16.5
3 cifra sig redondeo a 3 cifra sig
6.8 ÷ 112.04 = 0.0606926
2 cifra sig redondeo a 2 cifra sig
= 0.061
Cifras significativas
1.8
Números exactos
Obtenidos por definición o al contar varios objetos,pueden considerarse formados por un número infinitode cifras significativas.
¿El promedio de tres longitudes medidas; 6.64, 6.68 y 6.70?
6.64 + 6.68 + 6.703
= 6.67333 = 6.67
Porque 3 es un número exacto
= 7
Exactitud: cuán cercana está una medición del valor real de la cantidad medida.
Precisión: cuánto concuerdan dos o más mediciones de una misma cantidad.
exactitudy
precisiónbuenas
exactitud deficientey buena precisión
exactitudy
precisióndeficientes
1.8
1.9
El método del factor unitario para la resolución de problemas
1. Determine qué factor(es) unitario de conversión se necesita.
2. Lleve las unidades a través del cálculo
3. Si todas las unidades se cancelan excepto para la unidad(es) deseada, entonces el problema se resolvió correctamente.
1 L = 1000 mL
¿Cuántos mL están en 1.63 L?
1L
1000 mL1.63 L x = 1630 mL
1L1000 mL
1.63 L x = 0.001630L2
mL
La velocidad del sonido en el aire es aproximadamente 343 m/s. ¿Cuál es esta velocidad en millas por hora?
1 mi = 1609 m 1 min = 60 s 1 hora = 60 min
343ms
x1 mi
1609 m
60 s
1 minx
60 min
1 horax = 767
mihora
metros a millas
segundos a horas
1.9