MÓDULO DE QUÍMICA: 1.2 MATERIA Y ENERGIA

DEFINICIONES BÁSICAS

MATERIA

En general, toda porción puede ser clasificada como sustancia pura o como mezcla

SUSTANCIA Y MEZCLA

SUSTANCIAS PURAS

MEZCLAS

SISTEMA MATERIAL

Es un elemento o conjuntos de elementos que se aísla imaginariamente para facilitar su estudio, por Ej.:

Recipiente con sal disuelta en agua

Mezcla de agua y alcohol

Recipiente con hielo y agua

HOMOGÉNEO: Una sola fase

HETEROGÉNEO: Dos, tres, cuatro o múltiples fases.

SISTEMAS HOMOGÉNEOS

· SUSTANCIAS PURAS:

ü Una sola fase

ü Un componente

· SOLUCIONES:

ü Una sola fase

ü Dos o más componente

SISTEMAS HETEROGÉNEOS

PROPIEDADES DE LA MATERIA

Cada material o sustancia tiene un conjunto de propiedades, características que le dan su identidad única. Las propiedades de las sustancias se clasifican como físicas o químicas.

PROPIEDADES ORGANOLÉPTICAS

Aquellas que pueden ser apreciadas por medio de los sentidos.

· COLOR: Se puede distinguir por: Transparencia, la luz atraviesa la sustancia y llega así a nuestros ojos.

· OLOR: Impresiona por el sentido del olfato.

· SABOR: Nos impresiona por el sentido del gusto.

· SONIDO: Puede ser grave o agudo. En general las sustancias cristalizadas producen sonido armónico mientras que las amorfas producen ruido.

PROPIEDADES INTENSIVAS Y EXTENSIVAS

Propiedades Intensivas:

No dependen de la cantidad de la materia.

Propiedades Extensivas:

Dependen de la cantidad de materia.

PROPIEDADES FISICAS

Son aquellas en la que sin alterar su identidad pueden ser determinadas.

Se dividen en generales y particulares.

PROPIEDADES FÍSICAS GENERALES

PROPIEDADES FISICAS PARTICULARES

INERCIA: Es aquella propiedad donde se tiende a mantener en estado de reposo o movimiento todos los cuerpos.

IMPENETRABILIDAD: Es donde dos cuerpo no pueden ocupar el mimo lugar simultáneamente.

DISCONTINUIDAD: Es la propiedad que tienen los cuerpos de dividirse en partículas pero con un límite de división.

ELASTICIDAD: Es la propiedad que tienen dos y más cuerpos de cambiar su forma cuando a esta se le aplica una determinada fuerza.

INDESTRUCTIBILIDAD: propiedad de todos los cuerpos que son indestructibles.

DENSIDAD: Es la cantidad de masa ejercida por el volumen de un material.

DUREZA: Propiedad de los cuerpos sólidos de resistirse a la deformación.

DIVISIBILIDAD: Propiedad de todos los cuerpo de dividirse en partículas más pequeñas hasta las moléculas o átomos.

MASA: Cantidad de materia que está contenida en un volumen cualquiera. La masa de un cuerpo será la misma en cualquier parte de la Tierra.

PESO: Es la fuerza que ejerce la Tierra sobre el objeto. Su unidad es e Newton (N)

VOLUMEN: Magnitud definida como el espacio ocupado por un cuerpo.

MALEABILIDAD: Capacidad para convertirse en láminas. Ejemplo: El aluminio

DUCTILIDAD: Facilidad de transformarse en hilos. Ejemplo: cobre

VISCOSIDAD: Es la oposición o resistencia a fluir. Ejemplo: La miel

PROPIEDADES QUÍMICAS

Son aquellas que nos permite identificar como las sustancias reaccionan y se transforman en otras nuevas; como oxidarse, combustionar, inflamarse, estallar, enmohecerse.

Estas propiedades se manifiestan mediante los procesos químicos.

Ejemplo

CAMBIOS FÍSICOS

Son aquellos en los que ni existe una transformación de la materia, es decir se conserva la sustancia original. No se crean nuevas sustancias.

CAMBIOS QUÍMICOS

Se los conoce como reacciones químicas y son todos aquellos cambios en los que la materia presenta transformación en su composición química.

EJEMPLO CAMBIOS FÍSICOS Y QUÍMICOS

Una hoja de libro puede ser separada del libro y cambiada de lugar, puede ser cortada en tres pedazos y puede ser quemada con la ayuda de un fósforo.

Se puede observar en los dos primeros casos, la sustancia papel, no cambia, sigue siendo papel, pero en el tercero el papel, desaparece y se transforma en cenizas, gas, etc.

Se puede establecer con este ejemplo que un fenómeno físico es aquel cambio que se produce sobra la materia sin modificar su composición, en cambio fenómeno químico es el cambio que ocurre en una porción de la materia y altera su composición.

ESTADOS DE LA MATERIA

ESTADO SOLIDO

Es el estado en donde las moléculas presentan una fuerza de cohesión o atracción muy intensa por lo cual se encuentran muy unidas y el espacio intermolecular es muy reducido.

CARACTERISTICAS DEL ESTADO SÓLIDO

1. Forma: pueden adoptar formas cristalinas o amorfas.

2. Son incompresibles, ósea que no se puede comprimir.

3. Se dilatan muy poco al aumentar la temperatura.

4. Sus espacios intermoleculares son reducidos debido al

predominio de las fuerzas de cohesión.

ESTADO LÍQUIDO

Es el estado en donde las moléculas presentan una fuerza de cohesión o atracción menos intensa para impedir que se separen, pero no para mantenerlas fijas.

CARACTERÍSTICAS DEL ESTADO LÍQUIDO

1. Forma: Adopta la forma del recipiente que lo contiene.

2. Son incompresibles, ósea que no se puede comprimir.

3. Se evapora por acción de la temperatura.

4. Sus espacios intermoleculares son intermedios debido a que

las fuerzas de cohesión y expansión son iguales.

ESTADO GASEOSO

En este estado las fuerzas de cohesión son casi nulas, por lo que las moléculas están en constante movimiento a grandes velocidades.

CARACTERÍSTICAS DEL ESTADO GASEOSO

1. No tiene forma definida.

2. Se dilatan cuando aumenta la temperatura.

3. Son muy compresibles.

4. Sus espacios intermoleculares son amplios debido al

predominio de las fuerzas de expansión.

CAMBIOS DE ESTADOS

FUSIÓN

Cambio de un estado sólido al estado líquido por medio del calor. Proceso endotérmico

SOLIDIFICACIÓN

Es el paso de líquido a sólido por medio del enfriamiento. Proceso Exotérmico

VAPORIZACIÓN O EBULLICIÓN

Es el cambio de estado líquido a gaseoso. Hay dos tipos de vaporización: la ebullición y la evaporación.

CONDENSACIÓN

Es el paso de forma gaseosa a forma líquida. Es el proceso inverso a la vaporación.

SUBLIMACIÓN

Es el cambio de estado de materia sólida al estado gaseoso sin pasar por el estado líquido.

LA MATERIA

´ La energía se manifiesta en los cambios físicos, como al elevar un objeto, transportarlo, deformarlo o calentarlo.

´ La energía está presente también en los cambios químicos, como al quemar un trozo de madera o en la descomposición de agua mediante la corriente eléctrica.

´ La energía es una magnitud del SI y su unidad es el Joule (J).

TIPOS DE ENERGIA

La energía química: se produce en las reacciones químicas. Puede estar retenida en alimentos, elementos o combustibles.

La energía eléctrica: causada por el movimiento de las cargas eléctricas en el interior de los materiales conductores.

La energía luminosa: es la que se transporta por la luz y siempre es producida por las ondas de la luz. Proviene de cualquier fuente de luz.

La energía solar: es la que llega a la tierra en forma de radiación electromagnética (luz, calor, rayos ultravioletas principalmente) procedente del sol.

La energía mecánica: es la posición y movimiento de un cuerpo y la suma de las energías de un cuerpo en movimiento.

La energía hidráulica: es aquella que se extrae del aprovechamiento de las energías cinética y potencial de la corriente de los ríos, saltos de agua y mareas.

La energía eólica: esta se obtiene a través del viento, gracias a la energía cinética generada por el efecto corriente de aire. Utilizada para producir electricidad o energía eléctrica.

LEY DE CONSERVACIÓN DE MASA

Respaldada por el trabajo del científico Antoine Lavoisier, esta ley sostiene que la materia (la masa) no puede crearse o destruirse durante una reacción química, sino solo transformarse o sufrir cambios de forma. Es decir, que la cantidad de materia al inicio y al final de una reacción permanece constante.

"En toda reacción química la masa se conserva, esto es, la masa total de los reactivos es igual a la masa total de los productos"

LEY DE LA CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA

Propuesta por el alemán Robert Meyer, sin embargo se le atribuyó al inglés James Joule el cual establece que “La energía del Universo se mantiene constante de tal manera que no puede ser creada ni destruida y si cambiar de una forma a otra”

UNIDADES: SISTEMA INTERNACIONAL

DENSIDAD DE UN MATERIAL

Las diferentes partículas que existen en la naturaleza están conformadas por partículas (átomos, iones o moléculas) que según las condiciones de presión y temperatura a las que se encuentran definirán el estado de la materia y una condición muy característica.

Para caracterizar el estado tan singular de la sustancia, se emplea la propiedad física intensiva denominada densidad (ρ), que indicará la cantidad de masa del cuerpo material contenido en un volumen definido de ella.

Por lo tanto la masa y el volumen de una sustancia la podemos evaluar así:

Masa: m = ρ . V

Volumen: V = m / ρ

CALCULAR LA DENSIDAD DE UN MATERIAL

¿Cuál es la densidad de un material, si 30 cm cúbicos tiene una masa de 600 gr?

Solución:

De los datos del problema sabemos que:

m = 600 gr.

V = 30 cm³

Entonces reemplazando en la formula:

ρ = m / V

ρ = 600 gr / 30 cm³

ρ = 20 gr / cm³

ENERGÍA POTENCIAL

La energía cinética es igual a un medio del producto entre la masa y el cuadrado de la velocidad.

La energía mecánica es la suma entre la energía potencial y cinética.

UNIDADES DE MEDIDA TEMPERATURA

La temperatura es una magnitud física que refleja la cantidad de calor, ya sea de un cuerpo, de un objeto o del ambiente. Dicha magnitud está vinculada a la noción de frío menor temperatura a mayor temperatura.