UNIVERSIDAD LIBRE FACULTAD DE INGENIERÌA DEPARTAMENTO DE CIENCIAS BÁSICAS GUIA DE CLASE No 1

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1 UNIVERSIDAD LIBRE FACULTAD DE INGENIERÌA DEPARTAMENTO DE CIENCIAS BÁSICAS GUIA DE CLASE No 1 NOMBRE DE LA ASIGNATURA TÍTULO DURACIÓN BIBLIOGRAFÍA SUGERIDA DOCENTES Química General Estados, Propiedades, formas, transformaciones y medida de la materialidad 4 horas Whitten K. Davis R. Peck. Stanley Química. Octava edición. México.2008 Chang Raymond. Química. Décima edición.. Mc Graw Hill. China Sonia Torres Garzón Luisa Navarrete Martha Novoa COMPETENCIAS Reconoce las propiedades de la materia y la energía, sus transformaciones, métodos de obtención y separación. Identifica y explica los cambios físicos y químicos en diferentes situaciones planteadas con base en los diferentes modelos teóricos. Propone respuestas a los diferentes cuestionamientos y las compara con las de los compañeros y con las de las teorías científicas. Diferencia entre mezclas homogéneas y heterogéneas. Determina las clases de energía que se pueden presentar en un sistema CONCEPTUALIZACIÓN El término materia se refiere a cualquier cosa que ocupa un espacio y que tiene masa. La materia puede ser cualquier cosa que se pueda tocar y sentir (agua, tierra). LOS ESTADOS DE LA MATERIA Todas las sustancias pueden existir en los tres estados: sólido, líquido y gaseoso. Un Sólido tiene forma y volumen definidos que tienden a mantener bajo condiciones normales. En los sólidos las moléculas se mantienen unidas en forma organizada, con poca libertad de movimiento. Un líquido tiene un volumen definido pero no tiene su propia forma ya que adoptan la forma del recipiente que lo contenga. Sus partículas se adhieren entre sí firmemente, pero no con rigidez, de tal forma que las partículas de un líquido tienen gran movilidad mientras mantienen contacto cercano con otras. Un gas no tiene forma ni volumen propio dado que ocupan por completo el volumen el volumen del recipiente que los contiene. Se pueden comprimir con suma facilidad y también se expanden ocupando volúmenes mayores. 1

2 CAMBIOS DE ESTADO Los tres estados de la materia se pueden interconvertir entre sí de la siguiente manera: - Fusión: cambio del estado sólido al líquido. - Solidificación: paso del estado líquido al sólido. - Vaporización: cambio del estado líquido al gaseoso. - Condensación: retorno de un vapor al estado líquido. - Sublimación: cambio directo del estado sólido al gaseoso sin pasar por el líquido. En la siguiente figura se ilustran los cambios antes mencionados. Figura 1. Cambios de estado Fusión Evaporación Sólido Liquido Gaseoso Solidificación Condensación Sublimación PROPIEDADES DE LA MATERIA Cada sustancia tiene un conjunto de propiedades que permiten reconocerla y distinguirla de otras sustancias. Las propiedades extrínsecas e intrínsecas se describen en la tabla 1. GENERALES O EXTRINSECAS: son aquellas propiedades que son comunes a todos los cuerpos y no permiten diferenciar unas sustancias de otras ESPECIFICAS O INTRINSECAS: son aquellas propiedades que permiten diferenciar una sustancia de otra y pueden ser físicas o químicas. Tabla 1: Propiedades de la materia Inercia, forma, tamaño, masa, impenetrabilidad Físicas: son aquellas características que se pueden determinar sin que cambie su composición. Ellas son independientes de la cantidad de materia presente. Químicas: son características que manifiesta la materia cuando cambia su composición. Olor, sabor, color, punto de fusión, punto de ebullición, dureza, densidad, maleabilidad, ductilidad, conductividad. Particulares a cada sustancia., como por ejemplo la combustión. Propiedad Intensiva: independiente de la cantidad de material en una muestra, tales como el color, la densidad o el punto de fusión. Propiedad Extensiva: depende de la cantidad de materia, tales como el volumen o la masa. 2

3 TRANSFORMACIONES DE LA MATERIA Los cambios en las sustancias se describen en la Tabla 2. PROCESOS FÍSICOS No cambia la composición de las sustancias Son cambios reversibles No ocurren cambios energéticos Se detecta por observación Tabla 2: Transformaciones de la materia PROCESOS QUIMICOS Son reacciones en las que se altera la composición de las sustancias Se presentan cambios irreversibles Producen liberación de energía: reacciones endotérmicas y exotérmicas. Requieren experimentación CLASIFICACIÓN DE LA MATERIA MATERIA MEZCLAS EJERCICIOS Composición variable Los componentes retienen sus propiedades BIBLIOGRAFÍA características Pueden separarse en sustancias puras por métodos físicos Mezclas de diferentes composiciones Pueden tener propiedades diferentes SUSTANCIAS PURAS Composición fija No pueden separarse en sustancias más simples por métodos físicos Solo pueden cambiar de identidad y propiedades por métodos químicos Las propiedades no varían MEZCLAS HOMOGENEAS Tienen la misma composición en todas sus partes Los componentes son indistinguibles MEZCLAS HETEROGENEAS No Tienen la misma composición en todas sus partes Los componentes son distinguibles COMPUESTOS Pueden descomponerse en sustancias más simples por cambios químicos, siempre con composición constante ELEMENTOS No pueden descomponerse en sustancias más simples por cambios químicos ENERGÍA Se define como la capacidad de un cuerpo para realizar un trabajo. La materia y la energía no se crean ni se destruyen solamente cambia de una forma a otra. Este principio se conoce como la Primera ley: de la conservación de la materia y la energía La clasificación de la energía es en dos categorías: 3

4 Energía Potencial: La energía en virtud de la posición de la materia, la energía almacenada, lista para ser utilizada. Energía Cinética: La energía que se encuentra en movimiento en un cuerpo. Estos dos tipos de energía se transforman en muchas clases, algunas existen en la naturaleza y muchas otras el hombre en los avances tecnológicos las ha ido creando. En el siguiente diagrama se resume la información antes mencionada. ENERGÍA Es la capacidad para realizar un trabajo Cinética Potencial Se manifiestan de diferentes formas Química Atómica Lumínica Nuclear Calórica Eléctrica El calor Es un flujo de energía La temperatura Se puede medir en diferentes escalas Fahrenheit Centígrada Kelvin Rankine EJERCICIOS Seleccionar la respuesta correcta en las preguntas 1 a 4 1. La forma más conveniente de separar una mezcla homogénea de agua y etanol es a) Cromatografía de capa delgada b) Cristalización c) Decantación d) Destilación 2. Una mezcla se diferencia de un compuesto en que a) Su composición no es fija b) Sus componentes no se pueden separar por medios químicos c) Está formada por dos o más elementos d) Siempre es heterogénea 4

5 3. Si se registra la temperatura a la cual una muestra de margarina sólida pasa al estado líquido, el procedimiento es adecuado para determinar en la margarina: a) Sublimación b) Fusión c) Licuefacción d) Destilación 4. En el proceso de vulcanización se mejoran las condiciones del caucho frente a los ácidos y bases, mediante la adición de polvo de azufre, sometiéndolo a unos 130 o C en presencia de alguna sustancia aceleradora. Dicho proceso garantiza mayor a) Ductilidad y maleabilidad b) Elasticidad y resistencia c) Resistencia y conductibilidad d) Conductibilidad y ductilidad 5. Determine si cada uno de los procesos siguientes implica procesos físicos o químicos a) El hielo se descongela b) El azúcar se disuelve en agua c) La leche se pone fría d) Los huevos se dañan e) El agua hierve f) Un huevo es hervido hasta quedar duro g) Un cerillo que se quema h) Glucosa que se disuelve en agua i) Pan que se pone mohoso j) Un pedazo de madera que es aserrado 6. La aspirina se compone de 60 % de carbono, 4.5 % de hidrogeno y 35.5 % de oxígeno en masa, sea cual sea su origen. La aspirina es una mezcla o un compuesto? 7. Determine si cada uno de los siguientes es un elemento, un compuesto o una mezcla a) Aire b) Arsénico c) Bióxido de carbono d) Agua e) Oro f) Gasolina 8. Clasifique cada uno de los siguientes como elemento, compuesto, mezcla homogénea o heterogénea a) Arena de playa b) Alcohol etílico y agua c) Ensalada de frutas d) Gaseosa e) Agua de mar f) Gas helio g) Cloruro de sodio h) Leche malteada i) Aire j) concreto 9. Diga si las siguientes aseveraciones describen propiedades físicas o químicas a) El gas oxígeno mantiene la combustión b) Los fertilizantes ayudan a incrementar la producción agrícola c) El agua ebulle por debajo de 100 o C en la cima de una montaña 5

6 d) El plomo es más denso que el aluminio e) El azúcar tiene sabor dulce f) El gas helio contenido en un globo tiende a escapar después de unas horas g) Un rayo de luz se atenúa poco a poco y finalmente se apaga h) El jugo de naranja congelado se reconstituye adicionándole agua i) El crecimiento de las plantas depende de la energía del sol en un proceso llamado fotosíntesis j) Una cucharadita de sal de mesa se disuelve en un plato de sopa. k) El hierro tiende a oxidarse l) El agua de lluvia en las regiones industrializadas tiende a ser ácida m) Las moléculas de hemoglobina tienen color rojo n) El agua de un vaso que se deja al sol desaparece gradualmente o) Durante la fotosíntesis, el dióxido de carbono del aire se convierte por las plantas en moléculas más complejas 10. Describir cada uno de los siguientes como un cambio químico, un proceso físico o ambos a) Se calienta azufre en polvo, primero funde y luego arde b) Se evapora alcohol por calefacción c) Gas cloro se burbujea través de agua de mar concentrada, liberando bromo líquido d) Se pasa electricidad a través de agua, produciéndose el desprendimiento de los gases hidrógeno y oxígeno e) El café se prepara pasando agua caliente a través del café molida f) Se añade zumo de limón al té haciendo que cambie su color g) Una toalla húmeda se seca al sol BIBLIOGRAFÍA BROWN, LEMAY, BURSTEIN. Química la ciencia central. Editorial Pearson. Prentice Hall. Decimo primera edición. México REBOIRAS.M.D. Química la ciencia básica. Editorial Thomson. España SHERMAN A. SHERMAN S. RUSSIKOFF L. Conceptos básicos de Química. Editorial continental. México1999 6