Universidad Mariano Gálvez Química y Biología ¿Qué es la Química? 1 La química es una ciencia que tiene por finalidad no sólo descubrir, sino también, y sobre todo, crear, ya que es el arte de hacer compleja la materia. Para captar la lógica de la reciente evolución de la química, hay que retroceder en el tiempo y dar un salto atrás de unos cuatro mil millones de años. La química es la ciencia que estudia la composición, estructura y propiedades de la materia, incluyendo su relación con la energía y también los cambios que pueden darse en ella a través de las llamadas reacciones. Es la ciencia que estudia las sustancias y las partículas que las componen, así como las distintas dinámicas que entre éstas pueden darse. La química es una de las grandes ciencias contemporáneas, cuya aparición revolucionó el mundo para siempre. Esta ciencia ha ofrecido explicaciones funcionales y comprobables para la compleja conducta de los materiales conocidos, capaces de explicar tanto su permanencia como sus cambios. Ramas de la Química 1 2 La química inorgánica. Dedicada al estudio de la materia que no compone mayormente a los seres vivos ni a sus sustancias, sino que es propia de formas inanimadas de la materia. Se distingue de la química orgánica en que no está centrada en ningún elemento en particular (como lo está la química orgánica en el carbono). La química orgánica. También llamada química de la vida, es una rama de la química centrada en los compuestos que giran en torno al carbono y el hidrógeno, y que son mayormente los que permiten la composición de la vida Ramas de la Química 3 La bioquímica. Dando un paso más hacia la biología, la bioquímica es la química propia de los cuerpos de los seres vivos, interesada en los procesos energéticos que los mantienen con vida, en las reacciones que se dan ordenadamente en sus células, y otras áreas del saber que permiten comprender cómo están hechos físicamente nuestros cuerpos. 4 La fisicoquímica. También llamada química física, estudia las bases físicas que sostienen todo tipo de procesos químicos, especialmente lo referente a la energía, como es el área de la electroquímica, la termodinámica química y otros sectores de la física (o de la química, según se vea) . Ramas de la Química 5 La química industrial. También llamada química aplicada, toma los conocimientos teóricos de la química y los aplica a la resolución de problemas de la vida cotidiana. Va de la mano de la ingeniería química ya que se interesa en la producción económica de reactivos químicos, en los materiales novedosos y, actualmente, en las maneras de conducir la actividad industrial sin afectar el medio ambiente. 6 La astroquímica. Se aleja del mundo cotidiano para interesarse en los astros y su composición, va de la mano con la astrofísica. Es una de las ramas de mayor especialización de esta ciencia tan vasta. Fenómenos, Hipótesis y Teorías de la Ciencia Las teorías científicas responden a una pregunta general, "¿Cómo trabaja la naturaleza?" Una de las actividades más comunes de los científicos es la de reunir información y hechos mediante la observación de la naturaleza. Algunos fenómenos son reproducibles y otros no. Ambos tipos son importantes para la ciencia. Un fenómeno reproducible es aquel que observadores distintos pueden observarlo una y otra vez. Este puede ser una reacción química que se lleva a cabo en repetidas ocasiones, o tal vez la propiedad de una sustancia, como su temperatura, que cualquiera puede comprobar tantas veces como quiera. Fenómenos, Hipótesis y Teorías de la Ciencia Un hecho que no sea reproducible no necesariamente carece de importancia o veracidad. Por ejemplo no se puede repetir el día de ayer simplemente para verificar las mediciones del estado del tiempo. Pero si los instrumentos y la habilidad para mantener los registros son confiables, los mapas del estado del tiempo del día de ayer también pueden ser confiables. Las hipótesis y las teorías se utilizan para explicar los fenómenos. Los científicos siempre están interesados en dar fundamento a las causas. "¿Cómo trabaja la naturaleza?", "¿Qué debe ser cierto en lo que no se puede ver de la naturaleza para explicar lo que sí se ve?" Los fenómenos y las observaciones, por lo tanto, rara vez son interesantes como tales su valor radica en que se consideran como bloques de construcción para las hipótesis. Fenómenos, Hipótesis y Teorías de la Ciencia Una hipótesis es una conjetura que explica un grupo de fenómenos en términos de una causa común. Una hipótesis también sirve como base para el diseño de otras pruebas o experimentos que habrán de revelar la verdad acerca de la hipótesis. ¿Es correcta o incorrecta? Un mecánico puede escuchar un sonido curioso en el motor de un automóvil; realiza algunas pruebas y concluye, hace una hipótesis, que una bujía está defectuosa. Esto sugiere una prueba: reemplazar la bujía y ver si desaparece el ruido. Fenómenos, Hipótesis y Teorías de la Ciencia Una teoría difiere de una hipótesis en el alcance. Una teoría es una explicación de un gran número de fenómenos, observaciones e hipótesis en términos de una o varias suposiciones básicas de cómo es el mundo. Una de las principales y más amplias teorías acerca de cómo funciona nuestro mundo es que toda la materia está compuesta por partículas diminutas e invisibles llamadas átomos Materia Podemos describir la materia simplemente como la “sustancia” de la que están hechas todas las cosas materiales del universo. El agua, la sal, la arena, el azúcar, el acero, las estrellas e incluso los gases presentes en el aire, se componen de materia. Por definición, la materia es todo lo que tiene masa e inercia y ocupa un lugar en el espacio. De he cho, la química es la ciencia que es tudia la materia y los cambios que ésta experimenta Materia Podemos describir la materia simplemente como la “sustancia” de la que están hechas todas las cosas materiales del universo. El agua, la sal, la arena, el azúcar, el acero, las estrellas e incluso los gases presentes en el aire, se componen de materia. Por definición, la materia es todo lo que tiene masa e inercia y ocupa un lugar en el espacio. De he cho, la química es la ciencia que es tudia la materia y los cambios que ésta experimenta La masa es una medida de la cantidad de materia. Incluso el aire tiene masa, pero quizá sólo te das cuenta de ello cuando caminas contra un viento fuerte. Solemos confundir la masa con el peso. El peso es la acción de la fuerza de la gravedad sobre la masa de un objeto en particular. Estados de la Materia Según su temperatura, una muestra de materia pue de ser un sólido, un líquido o un gas. Estas tres formas de la materia se conocen como estados de la materia, o simplemente estados físicos. En el caso del agua, sus diferentes estados físicos suelen designarse con distintos nombres. Al agua sólida se le llama hielo. Si se calienta lo suficiente, el hielo se funde y se convierte en agua líquida. Si se continúa calentando, el agua hierve y se produce un gas al que llamamos vapor de agua, invisible a altas temperaturas. Al enfriar el vapor, éste se condensa; es decir, vuelve a ser líquido. Al reducir la temperatura del agua líquida lo suficiente, el agua se congela y forma hielo. Así pues, el estado físico del agua de pende de la temperatura La viscosidad de un líquido es una medida de su resistencia al flujo, y es una de las propiedades especiales de cada líquido. Los líquidos viscosos, como la miel, fluyen con lentitud; el agua y el alcohol, que son poco viscosos, fluyen mucho más aprisa. Estados de la Materia El agua y el alcohol son dos líquidos miscibles. Esto significa que se disuelven el uno en el otro. Es posible mezclar los en cualquier proporción, y permanecen mezclados sin separar se en capas. El aceite vegetal y el agua son dos líquidos inmiscibles. Cuan do se agitan juntos, dos líquidos inmiscibles forman una mezcla turbia que contiene gotas pequeñísimas de uno de ellos visiblemente sus pendidas en el otro. Mezclas Homogéneas y Heterogéneas Una mezcla heterogénea es un material compuesto por la unión de dos o más sustancias no vinculadas químicamente. Su característica fundamental es que sus componentes suelen distinguirse fácilmente entre sí. Este tipo de mezcla no es producto de una reacción química, aunque la mezcla en sí misma luego puede dar lugar a algún tipo de reacción. Un ejemplo claro de este tipo de mezclas es el agua con el aceite. Una mezcla homogénea es una unión de dos o más sustancias en la que no se pueden distinguir las sustancias originales. Los elementos que componen la mezcla homogénea no pueden diferenciarse a simple vista, pero son separables físicamente pues entre ellos no tiene lugar una reacción química. Por ejemplo: El té con azúcar o una mezcla de agua y alcohol. Sustancias puras (elementos y compuestos) Una sustancia pura es una sustancia química particular compuesta de la misma clase de materia, con partículas del mismo tipo en toda su extensión, y pue de ser un elemento o un compuesto. Los elementos son las sustancias más fundamentales con las cuales se construyen todas las cosas materiales. La partícula más pequeña que conserva las propiedades del elemento es un átomo. Los átomos de un elemento sólido están organizados con arreglo a un patrón regular y son del mismo tipo. Todos los átomos de un trozo de cobre son átomos de cobre. Todos los átomos de un trozo de plata son átomos de plata. Los átomos de un elemento en particular no se pueden dividir en átomos más simples. El oro nunca ha si do descompuesto en átomos más simples, lo que de muestra que es un elemento. Sustancias puras (elementos y compuestos) Los compuestos son sustancias puras constituidas por elementos de dos o más tipos, combinaos unos con otros en proporciones fijas. Cada compuesto tiene un fórmula química que indica las proporciones en que se combina cada elemento. La fórmula química del amoniaco es NH3, lo que indica que un átomo de nitrógeno está combinado con tres átomos de hidrógeno. Las propiedades de los compuestos son diferentes de las propiedades de los elementos individuales que los forman. Presente su investigación • Consulte la sección de notas abajo para obtener instrucciones sobre este tema. Final de la presentación de investigación
