apuntes de química

OBJETIVO.- Analizar la relación entre materia y energía a partir de sus propiedades para comprender su vinculación con los fenómenos físicos y químicos de su entorno.

Materia: Es todo lo que ocupa un lugar en el espacio, por tanto, tiene masa y volumen.

Clasificación de la materia.-

Estados de agregación molecular.-
Los estados de agregación molecular se refieren a los estados de la materia.

Estados de la materia	Sólido	Líquido	Gaseoso
Forma	Definida	Del recipiente	Del recipiente
Volumen	Definido	Definido	Del recipiente
Compresibilidad	Despreciable	Muy poca	Alta
Fuerza entre sus partículas	Muy fuerte	Media	Casi nula
Ejemplo	Azúcar	Gasolina	Aire

Cambios de estado.-
 

ELEMENTO:

Sustancia pura que no puede descomponerse en otras más sencillas. Ejemplos: Plata, oro, níquel, estroncio, oxígeno, helio, etc.

ÁTOMO:

Partícula más pequeña de un elemento que conserva sus propiedades.

Los nombres de los elementos se representa mediante símbolos. Existen dos reglas para escribir un símbolo correctamente:

	Si el símbolo es una sola letra, ésta debe ser mayúscula.  Ejemplos: C (carbono), H (hidrógeno), S (azufre), etc.
	Si el símbolo tiene dos o tres letras la primera es mayúscula y las demás son minúsculas.  Ejemplos: Na (sodio), Hg (mercurio), Cl (cloro),

COMPUESTO:	Sustancia pura que se puede descomponer por medio químicos en dos o mas sustancias diferentes. Está formado por dos o más elementos. Ejemplos: Na2CO3(carbonato de sodio), HNO3 (ácido nítrico), SO3 (trióxido de azufre), Fe2O3 (óxido de hierro III), etc.
MOLÉCULA:	Es la partícula más pequeña de un compuestos que conserva sus propiedades.
MEZCLAS:	Las mezclas están formados por dos o más sustancias puras (elementos y/o compuestos), pero su unión es solo aparente, ya que los componentes no pierden sus características originales. Ejemplos: Agua de limón, azufre y azúcar, latón, bronce, agua de mar, etc.

Cuadro comparativo entre mezclas y compuestos.- 

Característica	Mezcla	Compuesto
Composición	Puede estar formada por elementos, compuestos o ambos en proporciones variables.	Formados por dos o más elementos en proporción de masa definida y fija.
Separación de componentes	La separación se puede hacer mediante procedimientos físicos.	Los elementos solo se pueden separar por métodos químicos.
Identificación de los componentes	Los componentes no pierden su identidad.	No se asemeja a los elementos de los que está formado.

Mezclas homogéneas.-	Tiene las misma composición en toda su extensión. No se pueden distinguir sus componentes.
Mezclas heterogéneas.-	Se pueden distinguir sus componentes a simple vista. Están formadas por dos o más fases.

Tabla comparativa de ejemplos.

Elementos	Compuestos	Mezcla homogénea	Mezcla heterogénea
Lingotes de oro	Sal de mesa (NaCl)	Agua de mar	Agua y arena
Papel de aluminio	Azúcar (C12H22O11)	Té de manzanilla	Sopa de verduras
Flor de azufre	Alcohol etílico (C2H6O)	Alcohol y agua	Yoghurt con frutas
Alambres de cobre	Acetona (C3H6O)	Aire (nitrógeno y oxígeno principalmente)	Mosaico de granito
Clavos de hierro	Agua (H2O)	Bronce (cobre y estaño)	Madera

Ley de las proporciones definidas.- Establece que un compuesto puro siempre contiene los mismos elementos exactamente en las mismas proporciones de masa.

Ejemplo: Cualquier muestra de sal pura (cloruro de sodio), contiene 39.93% de sodio y 60.7% de cloro en masa.

PROPIEDADES FÍSICAS Y QUÍMICAS
Las propiedades física y químicas de las sustancias nos permiten diferenciar unas de otras.

Propiedades físicas.- Son aquellas que se pueden medir u observar sin alterar la composición de la sustancia. Ejemplo: Color, olor, forma, masa, solubilidad, densidad, punto de fusión, etc.

Propiedades químicas.- Son aquellas que pueden ser observadas solo cuando una sustancia sufre un cambio en su composición. Dentro de estas propiedades se encuentra el que una sustancia pueda reaccionar con otra.

CAMBIOS FÍSICOS Y CAMBIOS QUÍMICOS

Cambios físicos.- Se presentan sin que se altere la composición de la sustancia. Ejemplos: los cambios de estado, cortar, picar, romper, pintar de otro color, etc.
Es importante distinguir entre la propiedad y el cambio. Ejemplos:

Propiedad física	Cambio físico
Punto de fusión	Fusión de una sustancia
Solubilidad	Disolver una sustancia
Tamaño	Cortar un material

Cambios químicos.- Se presenta solo cuando la composición de la sustancia se modifica. Ejemplos: La oxidación de hierro, la fermentación, la putrefacción, la digestión de los alimentos, la producción de una sustancia nueva, etc.
Aquí también es importante distinguir entre el cambio y la propiedad.

Propiedad química	Cambio químico
Combustión	Quemar un papel
Electrólisis del agua	Separar los componentes del agua

EJERCICIO.- Escriba en el paréntesis la(s) letra(s) que correspondan de acuerdo a la clave mostrada a continuación:

E: C: MH: MT:

elemento compuesto mezcla homogénea mezcla heterogénea

PF: PQ: CF: CQ:

propiedad física propiedad química cambio físico cambio químico

( )	Alambres de platino	( )	Arroz con chícharos
( )	El azufre es amarillo	( )	La respiración
( )	Vapor de agua	( )	Punto de ebullición
( )	Abrir un refresco	( )	Bióxido de carbono (CO2)
( )	Los gases nobles no reaccionan fácilmente	( )	Disolver un jarabe de jamaica en agua
( )	Preparar tepache	( )	La leche fuera del refrigerador se pone agria.
( )	Enranciamiento de la mantequilla	( )	Prepara hielos
( )	El sodio y el agua reaccionan en forma violenta.	( )	Al reaccionar sodio y cloro se forma sal.
( )	Carbonato de calcio (CaCO3)	( )	El mercurio de un termómetro
( )	Hervir un caldo de pollo	( )	Aserrado de madera
( )	Fotosíntesis	( )	El sol brilla cada mañana.
( )	La lluvia	( )	Acero

ENERGÍA.- 
Todos los cambios físicos y química están acompañados de energía. Ejemplos: Para un cambio de estado la sustancia debe absorber o liberar energía, tu cuerpo necesita energía para realizar sus actividades diarias, el automóviles necesitan energía para moverse y funcionar, los aparatos eléctricos necesitan energía para funcionar, etc. En todos los procesos la energía está presente de alguna forma.

Energía.- Es la capacidad para realiza un trabajo o para transferir calor.

Energía potencial.- Es la que posee una sustancia en virtud de su posición o de su composición química.

Energía cinética.- Es la que posee una sustancia en virtud de su movimiento.

Ejemplo: El agua que está en la parte superior de una presa tiene energía potencial debido a la fuerza gravitacional. Cuando se permite que el agua fluya por una turbina, hacia un nivel inferior, la energía potencial se convierte en energía cinética (energía de movimiento). Conforme el agua cae, su energía potencial disminuye y su energía potencial aumenta. La turbina convierte parte de la energía cinética del agua en energía eléctrica. La electricidad así producida se transporta por medio de cables hasta los hogares y fábricas, donde se puede transformar en energía lumínica, energía calorífica o energía mecánica.

Así pues, la energía puede manifestarse en diferentes formas y transformarse de una a otra. A continuación se muestra una tabla con diversas formas de energía y su fuente.

Forma de energía	Fuente
Energía calorífica	Combustión de carbón, madera, petróleo, gas natural, gasolina y otros combustibles.
Energía eléctrica	Plantas hidroeléctricas o termoeléctricas.
Energía química	Reacciones química.
Energía hidráulica	Corrientes de agua.
Energía eólica	Movimiento del aire.
Energía nuclear	Ruptura del núcleo atómica mediante la fisión nuclear.
Biomasa	Cultivar plantas y quemarlas para producir energía.
Energía lunar	Potencia de las mareas
Energía geotérmica	Fuerzas gravitaciones y radiactividad natural en el interior de la tierra (géiseres y volcanes).
Energía radiante	Onda electromagnéticas (ondas de radio, rayos luminosos, etc.)

Energía Hidroeléctrica

Las diferentes formas de energía tienen ventajas y desventajas que deben sera analizadas. Por ejemplo, la construcción de plantas para la utilización de la energía lunar destruiría bahías o costas apreciadas por su belleza natural.
Es cierto que el mundo enfrenta un problemas de recursos energéticos. La decisión debe ser tomada por personas bien informada que analicen los pro y los contra de las diversas alternativas que existen para obtener energía.

Ley de la conservación de la energía

Todos los cambios físicos y químicos involucran energía, pero esta energía no se crea ni se destruye, solo se transforma.

Unidades de la energía.-
CALORÍA.- Es la unidad estándar de la energía calórica (energía transferida de una sustancia a otra cuando hay una diferencia de temperatura entre ellas).
JOULE.- Es la unidad estándar para la medición de la energía calórica en el Sistema Internacional de unidades.

1 cal = 4.184 Joules

En nutrición se utilizan las calorías para determinar el valor energético de los alimentos y la energía necesaria en una persona para realiza ciertas actividades.

METALES, NO METALES Y METALOIDES

Propiedades física de los METALES.-

	Tienen mayor lustre (brillo). Ejemplo: plata (Ag)
	Son buenos conductor del calor y la electricidad. Ejemplo: oro (Au)
	Son maleables (puede dárseles forma golpeándolos con un martillo). Ejemplo: estaño (Sn)
	Son dúctiles (es posible estirarlos para formar alambres) . Ejemplo: cobre (Cu).
	Tienen densidades altas. Ejemplo el plomo, d20° = 11,34 g/mol.
	Tienen altos punto de fusión. Ejemplo pfFe = 1535°C.
	Por esta razón, los metales son sólidos a temperatura ambiente, excepto el mercurio (Hg).
	Casi todos son duros, como es el caso de hierro, el tungsteno y el cromo. Pero algunos son blandos como el sodio.

Propiedades químicas de los METALES.-

	No es fácil combinarlos entre sí.
	Se combinan con los no metales formando diversos compuestos.
	El hierro se encuentra en la naturaleza combinado con el oxígeno o el azufre, el silicio con el oxígeno.
	Otros como la plata, el oro, el cobre y el platino, se encuentran en estado libre.

Propiedades físicas de los NO METALES.-

	Suelen ser opacos, como el azufre y el carbono (grafito).
	Son malos conductores del calor y la electricidad.
	No son dúctiles, ni maleables.
	Tienen bajas densidades.
	Tiene un punto de fusión bajo, por lo que existen en los tres estados de la materia. Por ejemplo: El azufre (S), el fosforo (P) y el yodo (I) son sólidos, el bromo (Br) es líquido, el cloro (Cl), el nitrógeno (N) y el oxígeno(O) son gases a temperatura ambiente.
	Generalmente son blandos, excepto el diamante que es una forma del carbono.

Propiedades químicas de los NO METALES.-

	Se combinan con los metales.
	Se combinan entre si. Ejemplo: El CO2 (bióxido de carbono), el HCl (ácido clorhídrico), el C12H22O11 (azúcar de mesa) son compuestos formados por no metales.

METALOIDES.-
Son los elementos que separan los metales de los no metales y tienen propiedades metálicas y no metálicas.
Los metaloides son: Boro (B), silicio (Si), germanio (Ge), arsénico (As), antimonio (Sb), telurio (Te), polonio (Po) y astatino (At).