Unidad 1 Materia y energía. Propiedades de la materia: físicas y

Unidad 1
Materia y energía. Propiedades de la materia: físicas y químicas, extensivas e
intensivas. Estados de agregación de la materia. Cambios de estado. Transformaciones
físicas y químicas. Sistemas heterogéneos y homogéneos. Métodos de separación.
Sustancias simples y compuestas. Elementos. Símbolos. Composición centesimal. Leyes
ponderales: Lavoisier, Proust, Dalton y Richter. Ley de las combinaciones gaseosas: Ley
de Gay Lussac. Teoría atómica de Dalton. Hipótesis molecular de Avogadro. Átomos y
moléculas. Masa atómica y molecular. Concepto de Mol. Volumen molar.
Determinación de la fórmula mínima y molecular.
Estado gaseoso: Leyes del estado gaseoso. Ecuación general de estado para gases
ideales.
CUERPO MATERIA ENERGIA:
MATERIA
Es todo lo que ocupa un lugar en el espacio y posee masa, todo lo que pueda medirse y pesarse
ya sea que pueda ver y tocarse (como los arboles, el agua, la tierra, etc) o no (el aire o cualquier
otro gas).
CUERPO
Porciones limitadas de materia. Es un pedazo de materia que tiene forma y dimensiones
determinadas. Por ejemplo una manzana, un pez, un litro de alcohol, un trozo de metal.
ENERGIA
Es la capidad de los cuerpo o conjunto de ellos capaz de efectuar un trabajo. Todos los cuerpos
tienen energía y son capaces de realizar cambios sobre si si mismo o sobre otros cuerpos.
PROPIEDADES DE LA MATERIA: QUIMICAS Y FICICAS, EXTENSIVAS E INTENSIVAS.
La principal división de las propiedades de la materia viene de si se altera o no cuando se realiza la
medición.
Las propiedades físicas son aquellas que se observan en la sustancia sin que haya alteración en su
composición química. Por ejemplo: Olor, color, densidad, punto de ebullición, punto de fusión ,
solubilidad. Por ejemplo para determinar el punto de ebullición del agua esta se coloca a hervir y
una vez determinada la temperatura y comienza a enfriarse sigue siendo agua.
La propiedad química es la que solo se observa mediante la alteracdión de la composición química
de la sustancia .La sustrancia de estudio se transforma en una o más sustancias Ese cmabio
ocurre mediante un proceso conocido como reacción química.v y normalmente implica una
segunda sustancia.
Por ejemplo la combustión del papel es una propiedad importante para su uso. Involucra el uso de
oxígeno, el fosforo y al ocurrir el proceso el papel se transforma en CO 2 y agua.
Propiedad física--------proceso------- Sustancia A
Sustancia A
Propiedad química----proceso----Sustancia , B, C….
Problemas:
-
Que tipo de propiedad corresponde a fundir un cubo de hielo para determinar la
temperatura de fusión ?
El herrumbe de un un cuchillo ¿a que tipo de propiedad corresponde?
PROPIEDADES EXTENSIVAS E INTENSIVAS
Propiedades extensivas:
Es la que varia con la cantidad de sustancia que se observa. Por ejemplo la propiedad física
llamada volumen variará si a un volumen determinado de una sustancia añadimos mas. Es una
propiedad cualitativa ya que no sirve para identificar.
Propiedades intensivas:
Son las que no cambian cuando cambia la cantidad de la sustancia. Un vaso de leche se verá de
color blanco al igual que un litro de la misma.
Discutir:
-
El color de la sangres ¿es una propiedad intensiva o extensiva?
ESTADOS DE AGREGACIÓN DE LA MATERIA
La materia se presenta en tres estados: sólido, líquido y gaseoso.
Sólidos:
Tienen forma y volumen constante. Se caracterizan por la rigidez y por lo regular de su estructura.
Líquido:
Se caracterizan por no tener forma fija pero si volumen. Toman la forma del recipiente que los
contiene, se pude decir que presentan variabilidad de formas.
Gaseoso: No tienen forma ni volumen fijo. Presentan variación de volumen al cambiar la presión y
la temperatura.
CAMBIOS DE ESTADO
Cuando un cuerpo por acción de calor, frio, presión, etc pasa de un estado a otro decimos que ha
ocurrido un Cambio de Estado.
Si al calentar un sólido pasa al estado líquido se dice que a ocurrido una Fusión. La temperatura a
la cual ocurre el cambio de estado se llama Temperatura de Fusión. A unas condiciones dadas, la
temperatura de fusión es única para cada sustancia.
Si se calienta un líquido se transforma en gas , este proceso se llama vaporización. Si la
vaporización tiene lugar en toda la masa se forman burbujas de vapor en su interior, esto se
denomina Ebullición. La temperatura en la cual ocurre también es específica de cada sustancia y se
llama Temperatura de ebullición.
Por ejemplo un cubo de hielo dentro de un vaso; el agua está en estado sólido, conserva su
estructura y tiene forma rígida. Si se le coloca calor al fondo del vaso, el hielo se derrite y el cubo
pasa a estado líquido, tomando ahora la forma del vaso. Si se calienta aun mas se comenzaran a
observar burbujas y a la larga una pequeña nube de vapor saliendo del vaso, se ha cambiado al
estado gaseoso.
Ejercicios:
Si toma la forma del recipiente que lo contiene es :________
Si tiene una forma rígida y volumen definido es :_____________
Si su volumen depende de la tmperatura o presión su estado es:___________
El paso del estado sólido a líquido se llama:_________________
Si un líquido pasa a sólido el cambio de estado se llama:_____________
TRANSFORMACIONES FISICAS Y QUIMICAS
Transformaciones físicas:
Son aquellas donde las sustancias que intervienen no presentan cambios, siendo el peso incial
igual al peso final.
Por ejemplo la construcción de una mesa de madera a partir de un tronco, la madera sigue siendo
la misma de principio a fin. La ruptura de un vidrio en varios fragmentos por un golpe, la
disolución de sal en agua y derretir hielo son ejemplos de transformaciones físicas.
Transformaciones químicas:
Son aquellas en que las sustancias que intervienen presentan cambios en su constitución. Las
transformaciones o cambios químicos se denominan reacciones químicas, donde por una
redistribución de los átomos, una o varias sustancias (reactivos) se transforman en otra sustancias
(producto de la reacción).
Por ejemplo: En la combustión de carbón: C+O2 ------ CO2+ Calor. En la oxidación de un clavo de
hierro, 4 Fe + 3 O2---- Fe2O3, La respiración es otro cambio químico, así como la digestión.
Ejercicios:
De los siguientes cambios ¿Cuál es del tipo físico y cual del tipo químico?
-El agua hierve y se transforma en vapor
-El barbero te corta el cabello
-La barra de mantquilla se funde.
-Un montón de hojas secas se quema.
-Se trasquilan ovejas y su lana se transforma en hilo.
- La leche que se quedó dos días fuera del refrigerador se torna agria.
SISTEMAS HOMOGENEOS Y HETEROGENEOS
Un sistema es homogéneo cuando porciones iguales del mismo, tomados de distintas partes,
tienen iguales propiedades. Una porción de sal, el aire, vinagre, un trozo de oro puro, una taza de
té, son ejemplos de sistemas homogéneos.
Por otro lado, si las partes del sistema tienen propiedades diferentes se dice que es
heterogéneo.Son ejemplos de sistemas heterogéneos: una mezcla de agua y aceite, granito, una
mezcla de arena y gua.
Ejercicios:
Estos sistemas son homogéneos o heterogéneos:
Detergente líquido__________________
Agua y hielo_______________
Gelatina________________
Piedra__________________
METODOS DE SEPARACIÓN
El procedimiento mediante el cual se separan los componentes de una mezcla se llama Método de
separación.
El método de separación a utilizar en una mezcla determinada depende del estado de sus
componentes y también de sus propiedades físicas:
Algunos de los métodos de separación son:
Filtración: Se utiliza para separar mezclas de sólidos con diferentes tamaños de partículas, tal
como arena de cemento o harina de avena en hojuelas.
Decantación: Para separar mezclas de componentes con diferentes densidades. El de mayor
densidad se irá al fondo (mas peso) y simplemente con inclinar el recipiente que los contiene y con
mucho cuidado se va sacando la capa de arriba. Por ejemplo en una mezcla de aceite y agua,el
aceite flotará y se puede separar del agua.
Imantación: Por medio de un imán se separar el componente de la mezcla que tenga propiedades
magnéticas.
Evaporación: Se hierve la mezcla y se deja que se evapore el componente de la mezcla que no se
desea conservar. En el fondo del recipiente quedan los otros componentes. Este método se utiliza
en las salinas, donde el agua de mar se deja por largo tiempo en recipientes abiertos para que se
evapore el agua. En el fondo de los tanques queda el cloruro de sodio (sal) , cloruro de potásio,
etc.
Destilación: en principio es igual a la evaporación pero en este caso el líquido que se evapora es
condensado y lo que queda en el recipiente son impurezas no volátiles. Para obtener alcohol, la
melaza se somete a un proceso de destilación aprovechando la baja temperatura de evaporación
del alcohol.
Centrifugación: Se utiliza cuando se desea acelerar la sedimentación . Se coloca la mezcla en una
centrífuga lo cual logra que las partículas de mayor densidad se vayan al fondo y las mas livianas
queden arriba. Se utiliza en análisis de sangre, por ejemplo.
Cromatografía: