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Curso de Ingreso 2014

UNIVERSIDAD NACIONAL DE SANTIAGO DEL ESTERO

FACULTAD DE CIENCIAS FORESTALES

Ing. Nstor R. Ledesma

GUA TERICA-PRCTICA

QUMICA

DOCENTES: LIC. HCTOR R. TVEZ LIC. KARINA DEL V. RONDANO PROF. DANIELA P. BASUALDO

1 Tevez H., Rondano K., Basualdo D.

FACULTAD DE CIENCIAS FORESTALES Curso de Ingreso 2014 Gua teora prctica de Qumica

CONTENIDOS MNIMOS

Materia y Energa. Propiedades Fsicas y Qumicas. Sustancias,

elementos y compuestos. Estado de agregacin de la materia.

Cambios de Estado. Estructura atmica. Nmeros atmico y msico.

Istopos. Tabla peridica. Iones. Estado de oxidacin. Nomenclatura.

Ecuaciones qumicas. Estequiometra de la molcula. Masa atmica

relativa. Masa molecular relativa. Mol.

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INTRODUCCIN A LA QUMICA

Alguna vez se ha preguntado por qu el hielo se derrite y el agua se evapora? por qu las hojas

cambian de color en el otoo y como una bocina genera electricidad? por qu si se mantienen fros los

alimentos se retarda su descomposicin y cmo nuestros cuerpos usan los alimentos para mantener la

vida? La qumica proporciona estas respuestas y otras ms.

La qumica estudia la materia, incluyendo su composicin, propiedades, estructura, los cambios que

experimente y las leyes que gobiernan estos cambios.

Siempre que se produce un cambio de cualquier tipo participa alguna forma de energa, y cuando

cualquier forma de energa se transforma en otra, indica que se ha ocurrido se est efectuando un

cambio.

MATERIA Y ENERGA

La palabra materia describe todas las cosas fsicas que estn alrededor: la computadora, el cuerpo

humano, un lpiz, el agua, etc. Hace miles de aos se crea que la materia estaba formada de cuatro

componentes: tierra, fuego, aire y agua. Alrededor del ao 400 a. C., el filsofo griego Demcrito sugiri

que la materia estaba en realidad compuesta de pequeas partculas. A estas partculas las llam

tomos.

La materia presenta ciertas propiedades esenciales: tiene masa y tiene volumen, ocupa espacio. La

masa es la cantidad de material de que est compuesto algo.

Cuando la materia toma forma se denomina cuerpo.

La energa es la capacidad para producir un cambio, no posee masa y no ocupa un lugar en el espacio.

Se sabe que la materia y la energa son interconvertibles.

La ley de la conservacin de la energa establece que La energa no se crea ni se destruye. Esta ley

la cumplen casi todos los tipos de reacciones, excepto aquellas en las cuales la cantidad de materia

cambia, como ser las nucleares.

En sntesis, la qumica estudia los cambios que experimenta la materia, tambin estudia la energa.

La energa se encuentra bajo muchas formas: calor, luz, sonido, energa qumica, energa mecnica,

energa elctrica, energa nuclear. Por lo general, estas formas son convertibles entre s.

Constitucin de la materia

A los materiales (tipos de materia) se les puede dar formas, cuando adquieren una forma caracterstica

constituyen lo que se conoce como cuerpos. As, podemos distinguir distintos tipos de cuerpos: una silla,

una lapicera, un escritorio, etc.

Todos los cuerpos estn formados por materia, cualquiera sea su forma, tamao o estado. Pero no todos

ellos estn formados por el mismo tipo de materia, sino que estn compuestos de materias diferentes

denominadas sustancias. Para examinar la sustancia de la que est compuesto un cuerpo cualquiera,

ste puede dividirse hasta llegar a las molculas que lo componen. Estas partculas tan pequeas son

invisibles a nuestros ojos, sin embargo, mantienen todas las propiedades del cuerpo completo. A su vez,

las molculas pueden dividirse en los elementos simples que la forman, llamados tomos.

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En el ao 1803, el cientfico Britnico John Dalton perfeccion la idea de Demcrito

sobre los tomos y desarroll la primera teora atmica. La teora de Dalton enunciaba que

toda la materia estaba compuesta de pequeas partculas llamadas tomos. Dalton

enunci que los diferentes tipos de materia estaban constituidos de diferentes tipos de

tomos. Es esta una simple pero revolucionaria teora. Dado que Dalton saba que exista

un nmero limitado de sustancias qumicamente puras llamadas elementos, parti de la hiptesis que

estos diferentes elementos estaban constituidos de diferentes tipos de tomos. Mas adelante veremos

en detalle esta Teora.

Se conocen alrededor de 118 elementos diferentes. Los elementos son sustancias puras que no pueden

ser descompuestas por medios qumicos. Por ejemplo, el cobre no puede ser qumicamente cambiado a

otra sustancia. A cada uno se les ha dado un smbolo de una o dos letras para que sean fciles de

escribir. Por ejemplo, sodio puede ser abreviado usando el smbolo Na.

La pequeez de los tomos supera la imaginacin. Los tomos son tan pequeos que pueden colocarse

unos 100 millones de ellos uno despus de otro, en un centmetro lineal. Su radio es del orden de l0-8

cm. A su vez, los ncleos tienen dimensiones lineales 10.000 a 100.000 veces ms pequeas que el

radio. El radio nuclear es del orden de 10-12

a 10-13

cm. En trminos de volumen, los tomos ocupan

como l0-24

cm y los ncleos l0-38

cm.

Propiedades de la materia

Los sentidos permiten apreciar distintas cualidades de la materia, como ser dilatacin, elasticidad, color,

brillo, dureza, el volumen, etc. Todas estas propiedades se pueden clasificar en dos grupos (Tabla 1):

Tabla 1: Propiedades Extensivas e Intensivas de la materia

Propiedades Extensivas Propiedades Intensivas

Son aquellas que varan al modificarse la

cantidad de materia considerada

Ejemplos: Peso, Volumen, Superficie, Longitud

Son aquellas que no varan al modificarse la

cantidad de materia considerada

Ejemplos: Punto de ebullicin, punto de fusin,

dureza, forma cristalina

La materia, que en condiciones normales de presin hierve a 100 C y solidifica a 0 C, es la sustancia

pura: Agua, la materia slida cuyo peso especfico es de 19 g/cm3 es la sustancia pura Oro.

Nota: Si desconoces algunos de los trminos dados, investiga de que se trata.

SISTEMAS MATERIALES

Se denomina Sistema Material a la parte del Universo que es objeto de nuestro estudio. Dicho sistema

se separa del resto del universo, ya sea en forma real o imaginaria.

Los sistemas materiales se pueden clasificar de diferentes formas. Si se clasifican segn sus

propiedades pueden ser: homogneos o heterogneos.

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Sistema homogneo

Sistema heterogneo

Figura 1: Sistemas homogneo y heterogneo

Las partes de un sistema heterogneo en las cuales una propiedad intensiva presenta el mismo valor

se denominan fases. Por lo tanto un sistema heterogneo presenta ms de una fase y un sistema

homogneo presenta una nica fase. En un sistema heterogneo existe un lmite bien definido entre una

fase y otra. Ese lmite entre las distintas fases es lo que se denomina interfase.

Por supuesto, el que un sistema pueda verse como homogneo depende del lmite de apreciacin. Un

sistema que a simple vista puede parecer homogneo, como la leche o la sangre, al verlo al microscopio

se ve como un sistema heterogneo. Por eso el lmite que se toma para decidir si un sistema es

homogneo o heterogneo no es lo que se puede ver a simple vista sino el lmite visible al microscopio.

La leche y la sangre son sistemas heterogneos, por ms que a simple vista parezcan homogneos.

Cmo se puede saber si un sistema material est formado por uno o ms componente? La forma de

poder saberlo es tratar de separar esos componentes por mtodos de separacin. Los mtodos de

separacin son mtodos fsicos y los tienes detallados en tu carpeta. Una vez que aplicamos los

mtodos de separacin llegamos a un punto que no se puede separar mas, entonces estamos en

presencia de una sustancia pura.

Una SUSTANCIA PURA es un sistema material formado por un nico componente

Por lo tanto una sustancia pura no se puede separar por mtodos fsicos y su composicin es constante,

est caracterizada por una frmula qumica definida.

Las soluciones son mezclas, pero son sistemas homogneos. Es un tipo especial de mezcla, cuyas

propiedades pueden ser muy diferentes a las de sus componentes. Como en cualquier mezcla su

composicin es variable, y para tener correctamente determinado el sistema se debe conocer dicha

composicin. Por ejemplo: la salmuera (sal disuelta en agua) es una solucin.

Un SISTEMA HOMOGNEO se define como un

sistema en el cual los valores de sus propiedades

intensivas son iguales en cualquier punto del sistema

en el que se midan.

En un SISTEMA HETEROGNEO el valor que tiene una

propiedad intensiva vara segn sea la porcin del

sistema en el que se est midiendo.

En un SISTEMA HETEROGNEO el valor que

tiene una propiedad intensiva vara segn sea la

porcin del sistema en el que se est midiendo.

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