Química

Introducción a estudio de la química Materia y energía

Mediciones fundamentales

Materia: Sustancia de la que están hechas todas las cosas del universo. Todo lo que ocupa un lugar en el espacio. Criterios para

clasificarla.

Materia másica: Tiene masa

Nivel microscópico

Nivel Macroscópico

Átomos Electrones Protones Neutrones

Estados: Plasma, Liquido Solido, Gas.

Materia no másica: No tiene masa

Luz

Radiación

Fotones

Cualidades de la Materia Masica

Presenta Dimenciones Ocupa un lugar en el espacio

Genera Gravedad Atraccion entre objetos

Presenta Inercia Se resiste al cambio

Masa

•Cantidad de materia de un cuerpo

•Medida de la cantidad de un cuerpo.

Peso

•Accion de la fuerza de gravedad sobre la masa de un cuerpo

Materia

Sustancias Puras

Elemento: Sustancia Fundamental de la materia Ejem (Sodio)

Compuesto: Sustancia Formada por dos o mas elementos

Mezclas

Homogenea: Mezcla uniforme en toda su extencion y apariencia

Heterogenea: Mezcla no uniforme en su extencion y apariencia.

Estados de la Materia

Solido

Elemento: Sustancia Fundamental de la materia Ejem (Sodio)

Compuesto: Sustancia Formada por dos o mas elementos

Liquido

Homogenea: Mezcla uniforme en toda su extencion y apariencia

Heterogenea: Mezcla no uniforme en su extencion y apariencia.

Gas

Fases de los estados de la materia

Propiedades de la materiaMateria

Propiedades

Extensivas

Dependen de la cantidad de muestra (Incluye Mediciones)

Intensivas

Propiedades físicas:Identifica las sustancias sin alterar la composición , Olor color,

Propiedades químicas:Identifica las sustancias alterando la composición original

Cambios de la materia

Materia Sufre Cambios

Cambios Fiscos

Cambios que se dan sin alterar la composición original

Cambios Químicos

Cambios que se dan alterando la composición original de la sustancias

Ley conservación de la materia

• La materia no se crea ni se destruye durante los cambios físico y químicos.

• Masa de los reactivos = Masa de los productos.

• 2 H₂ + O ₂ = 2 H ₂ Oe• Balanceo de la ecuación• Es imposible crear materia de la nada.

Energía • Capacidad de realizar trabajo o transferir calor

Trabajo • Desplazamiento de una masa a los largo de una distancia.

Calor • Es la forma de energía que se transfiere entre muestras de materia debido a las diferencias de sus temperaturas

Temperatura • Medida de lo caliente o frio de la materia.• Esta mide la intensidad de la energía en las

particulas de las una sustancia

Escalas térmicas

Celsius Fahrenheit Kelvin Rankin °C °F °K °R

Tipos de Energía

Energía Cinética • Energía del movimiento

Energía Potencial • Es la energía en reposo o aquella que se encuentra almacenada

Energía Solar

• Proviene del sol y constituye la principal fuente del planeta.

• Calienta la atmosfera• Calienta la superficie terrestre • Parte fundamental del proceso de

fotosíntesis

Energía Térmica• Es la energía asociada al movimiento

aleatorio de átomos y moléculas y produce una variación de la temperatura.

Energía química• Es la energía almacenada en las

unidades estructurales de las sustancias y requiere de una reacción química para liberar dichas energía.

Energía electroestátic

a

Procesos químicos asociados a la energía

Energía

Exotérmico-Libera energía (Calor)

- Aumento de temperatura del medio.

Endotérmico

- Absorción de energia.- Distribución de la temperatura.

Ley conservación de la energia

• No se crea ni se destruye energia durante los procesos químicos.

• La energia total del universo permanece constante.

• Cuando ocurre una reacción química se lleva a cabo un cambio de energia.

• Ejem• Energia potencial- Energia Cinética. Dormir - Andar

Conversión de materia en energia

• Teoría de la relatividad• E= mC^2

Cambios de energía en _____

• La mayoría de las reacciones químicas absorben o liberan energía en forma de calor y se utilizan términos como:

• Flujo de calor• Calor Cargado• Calor perdido • Calor absorbido • Calor liberado

Termoquímica

• Es el estudio de los cambio de energía en forma de calor que ocurren en las reacciones químicas.

• Para analizar estos cambios de energía asociados a las reacciones químicas definiremos.

Sistema

• Parte especifica que tiene interés en un objeto de estudio. El sistema incluye sustancias implicadas en cambios físicos y químicos de la materia.

• Entorno en el resto del universo lo que rodea al universo y no es objeto de estudio.

ES

Tipos de sistemas

• Sistema abierto: Es el sistema que puede intercambiar masa y energía con el entorno.

• Sistema cerrado: Es el sistema que permite la transferencia de energía pero no el intercambio de masa con el entorno

• Sistema aislado: Es el sistema que impide la transferencia tanto de masa como de materia con el entorno.

Termodinámica

• Es el estudio científico de la conversión de calor y otras

• Las leyes de la termodinámica proporcionan guías útiles para comprender la energía y la dirección de los procesos involucrados.

• La termodinámica examina los cambios de estado de un sistema estos cambios de estado incluyen composición temperatura, energía, presión y volumen.

Funciones de estado

• Son aquellas propiedades determinadas por el estado de sistema.

• Ejemplo: Temperatura y presión energía.

• Leyes de la termodinámica se basa en la ley de conservación de energía se puede convertir de una forma a otra, pero no se puede crear ni destruir.

∆E= Ef-Ei

• Diferencia de energía será igual Energía final – energía inicial.

Energía interna ∆E = E productos – E reactivos. ∆ E Negativa ∆ E Sea positivo

• ∆ E puede ser negativo cuando la energia de los productos sea mayor que la de los reactivos.

• - ∆ E (librea calor)• Proceso exotérmico• ∆E puede ser positivo cuando la energía de los

productos sea mayor a la energía de los reactivos.

• + ∆ E ( absorbe calor) Proceso endotermico

• Sistema Entorno (Proceso exotérmico)

• Sistema Entorno ( proceso endotérmico)

1° Ley de la termoquimica

• En quimica se estudian los cambios asociados al sistema y no los cambios asociados al entorno.

• ∆ E= q + w• q = calor• w = Trabajo• La ecuación establece que el cambio de energía

de un sistema es la suma del intercambio de calor entre el sistema y el entorno y del trabajo realizado sobre el sistema.

• Esta ley se puede considerar como un balance de energía ya que hay un intercambio de esta en forma de calor y de trabajo.

• Ejem: La energía de un sistema disminuida si este transfiere calor hacia el entorno o si realiza trabajo sobre el entorno (ambos procesos consumen energía)

• Ejemplo: La energía interna de un sistema aumenta si recibe calor del entorno realiza trabajo sobre el sistema ( ambos procesos aportan energía al sistema).

Tipos de trabajoTipos de trabajo

Mecánico

Realizado por maquinas o mediante Mecanismos

Eléctrico

Superficie

• Ejemplo: Inhalación / Exhalación ( pulmones) • Combustión hidrocarburos (motor)

• Cálculos de trabajo • W= f * d• F= m* g

• Cálculos para calor• Calorimetría• Calor Especifico ( ce o s) Es la cantidad de

calor que se requiere para elevar un grado °C la temperatura de un gramo de una sustancia.

• J/g °C• Kj / g °C• Cal / g °C• Kcal / g °C

• Capacidad calorífica: Cantidad de calor que se requiere para elevar un gramo °C la temperatura de determinada cantidad de sustancia

• C= m*ce• Si se conoce el calor especifico (ce) y la

cantidad de sustancia entonces el cambio de temperatura indicara la cantidad de calor absorbida o liberada (capacidad calorífica)

• Capacidad Calorifica • q= C* ∆ T• q= m* ce* ∆T• q = calor absorve o libera

Entalpia

• Flujo de calor en los cambios químicos.• ∆ H positiva• ∆ H Negativa

• Va hacer positiva el sistema gana energia.• El calor entra al sistema es un proceso

endotérmico

• Cuando es negativo la energia sale del sistema • Hay una perdida de calor por parte del sistema • Proceso exotermico.

Partes del valor medido

Partes del valor medido

Cantidad numérica

Cantidad de Medición

Nombre de la sustancia

Sistemas de medición

• Sistema ingles ( exclusivo de países de habla inglesa)

• Sistema internacional ( Sistema de uso común en diferentes países factor de conversión)

• Factor de conversión: es el cociente de dos cantidades expresadas en unidades diferentes

Unidades de MedicionMedición de tiempo

SegúMinHora

Medición de masaKGGLb

Medición de volumen LMl

Cm 3

Medición de temperatura°C°F°K°R

Cifras significativas

• Digitos ciertos: Todos menos el ultimo• Digitos insiertos: El ultimo• Ejemplo 45,207. 3 • El .3 digito insierto• Todos los demas son ciertos

Numero exactos

• Son los que caresen de digitos insiertos los que no poseen aproximacion alguna para su valor

• 1m= 1000 mm• Los ceros en las cifras significativas cuando hay

ceros en un valor medido el numero de cifras significativas no siempre

• Coincide con el numero total de dígitos ,• Muchas veces los ceros solo sirven para

identificar la posición que le corresponde a otros dígitos por tanto no se consideran dígitos ciertos ni cifra significativa.

Insertidumbre en las mediciones

• Precision: Repetitividad en la obtencion de u resultado.

• Exactitud: Acierto en la obtencion de un resultado igual al valor real o buscado.

• Densidad: Formula D= m/v

Factores que afectan la temperatura

Se relaciona con la densidad relativa y el peso especifico.

• Densidad: Cantidad de masa en una unidad de volumen.

• Densidad relativa: Carece de unidades

Notación cientifica

• Formula general • A * 10 ^ n ___ Factor exponencial

• Factor numérico• 1 < a < 10• n = numero entero.

• Cuando a es un numero muy grande el punto decimal se mueve a la izquierda

• Cuando es un numero muy pequeño el punto decimal se mueve a la derecha.