UNIVERSIDAD AUTONOMA DE CD. JUAREZ INSTITUTO DE INGENIERIA Y TECNOLOGIA CURSO DE QUIMICA ELABORADO POR: ING. VIRGINIA ESTEBANE ORTEGA

Transcripción

1 UNIVERSIDAD AUTONOMA DE CD. JUAREZ INSTITUTO DE INGENIERIA Y TECNOLOGIA CURSO DE QUIMICA ELABORADO POR: ING. VIRGINIA ESTEBANE ORTEGA ENERO 2003

2 Ing. Virginia Estebané 2 CAPITULO 1.- INTRODUCCION: MATERIA Y MEDICION! Definición de la Química! Clasificación de la materia! Propiedades de la materia! Unidades de medición

3 Ing. Virginia Estebané 3 La química en nuestro mundo cotidiano La química está omnipresente en nuestro entorno de todos los días. Pero así como nos proporciona beneficios invaluables, la falta de control o ética en su uso también puede causarnos problemas. La clave del éxito está en llevar al máximo los primeros y a su mínima expresión los segundos

4 Beneficios de la química! Medicinas! Alimentos! Microelectrónica! Materiales modernos: vidrio, ladrillos, concreto, cerámica! Productos caseros! Textiles artificiales! Agroquímica! Metalurgia Ing. Virginia Estebané 4

5 Riesgos! Contaminación! Estética personal! DDT! Accidentes industriales! Gerra química Ing. Virginia Estebané 5

6 Ing. Virginia Estebané 6 DEFINICION DE QUIMICA! Es la ciencia de la MATERIA, la ENERGIA y los CAMBIOS que experimentan la materia, acompañados siempre de tranformaciones de energía

7 CLASIFICACION DE LA MATERIA SEGUN SU ESTADO FISICO ESTADO DE LA MATERIA GAS (VAPOR) LIQUIDO SOLIDO PROPIEDAD OBSERVABLE Volumen no fijo Forma no definida Volumen fijo Forma no definida Volumen fijo Forma fija NIVEL MOLECULAR Moléculas muy separadas con movimiento rápido. Moléculas muy cercanas pero deslizándose unas sobre otras. Móleculas sujetas unas a otras y sin posibilidad de movimiento. Ing. Virginia Estebané 7

8 CLASIFICACION DE LA MATERIA: SEGUN SU COMPOSICION! MEZCLA HOMOGENEA (solución) HETEROGENEA! SUSTANCIA PURA (sustancia) COMPUESTO ELEMENTO Ing. Virginia Estebané 8

9 Ing. Virginia Estebané 9 CLASIFICACION DE LA MATERIA: Conceptos! SUSTANCIA PURA: Es materia que tiene una composición física y propiedades características! ELEMENTOS: Son sustancias que no pueden descomponerse en sustancias más simples! COMPUESTOS: Se componen de dos o más elementos! MEZCLA: Combinaciones de dos o más sustancias en las que cada sustancia conserva su propia identidad química (mismas propiedades)

10 CLASIFICACION DE LA MATERIA: Conceptos (continuación)! MEZCLA HETEROGENEA: Es materia que no tiene la misma composición, propiedades y aspectos en todos los puntos. Ej: Granito, espuma, lodo, emulsión, aceite con agua! MEZCLA HOMOGENEA: Materia que son uniformes en todos los puntos. Ej: Latón (Cu, Zn), bronce (Cu, Sn), alcohol-agua, aire. Ing. Virginia Estebané 10

11 SEPARACION DE MEZCLAS CAMBIO FISICO Filtración Destilación Sublimación Extracción Cristalización Cromatografía PRINCIPIO Baja solubilidad Diferencia en puntos de ebullición Diferencia puntos de sublimación (estado sólido al gaseoso sin fundirse) Diferencia de solubilidad en diferentes solventes inmiscibles Diferencia solubilidad en solventes frios y calientes. Diferencia de movilidad de una sustancia que migra a través de un soporte. Ing. Virginia Estebané 11

12 Ing. Virginia Estebané 12 CLASIFICACIÓN DE LA MATERIA Materia NO Mezcla heterogénea Es uniforme en todas sus partes? SI Homogénea NO Sustancia pura Se puede separar con procedimientos físicos? SI Mezcla homogénea (solución) NO Se puede descomponer en otras sustancias usando procesos químicos? Elementos compuestos SI

13 Ing. Virginia Estebané 13 PROPIEDADES DE LA MATERIA! DEFINICION DE PROPIEDAD: Características que permiten reconocer una sustancia y distinguirla de otras sustancias FISICA: Describe la identidad y la composicion de la sustancia! PROPIEDAD QUIMICA:Describe la forma en que una sustancia puede cambiar o reaccionar para formar otras sustancias

14 Ing. Virginia Estebané 14 PROPIEDAD DE LA MATERIA:! CAMBIOS FISICOS: Son procesos durante los cuales una sustancia cambia su apariencia física pero no su identidad básica.! CAMBIO QUIMICO (reacción química): Es el proceso mediante el cual una sustancia se transforma en una sustancia distinta.

15 Ing. Virginia Estebané 15 Unidades de medición! Sistema internacional de medidas (SI): En 1960 se llegó a un acuerdo internacional que especificaba un grupo dado de unidades métricas (siete) para emplearse en mediciones cientificas! El sistema SI utiliza una serie de prefijos para indicar fracciones decimales o múltiplos de diversas unidades. Ej mili=10-3

16 Ing. Virginia Estebané 16 Unidades SI fundamentales CANTIDAD NOMBRE DE ABREVIATURA FISICA LA UNIDAD Masa Kilogramo kg Longitud Metro m Tiempo Segundo s Corriente Ampere A eléctrica Temperatura Kelvin K Intensidad Candela cd luminosa Cantidad de sustancia Mol mol

17 Ing. Virginia Estebané 17 PREFIJOS SI SIMBOLO SIGNIFICADO COMPARACION EN DISTANCIAS Exa- E Espesor de la Vía Láctea, 20 Em Peta- P Distancia a la estrella más cercana, 40 Pm Tera- T Distancia del Sol a Plutón, 6 Tm Giga- G 10 9 Distancia del Sol a la Tierra, 149 Gm Mega- M 10 6 Distancia de la Tierra a la Luna, 384 Mm Kilo- k 10 3 Altura del monte Everest, 8.84 km Hecto- h 10 2 Cataratas más altas ( Salto del Angel) 9.79 hm ( 979 m) Deca- da 10 1 Deci- d 10 1 Centi- c 10 2 Tamaño de un cigarro, 8 cm Mili- m 10 3 Anchura de una puntilla de lápiz, 2 mm Micro- µ 10 6 Es espesor de esta página 40 µm Nano n 10 9 Diámetro de un pequeño virus, 100 nm Pico- p Radios atómicos, pm Femto- f Radio de un protón, 1 fm Atto- a El radio de la Tierra en el ecuador es de x 10 6 m y corresponde a megámetros ( Mm), M = 10 6 La temperatura de la superficie del Sol es de 6000 kelvin ( 6 x 10 3 K), o sea 6 kilokelvin ( 6 kk)

18 Unidades de medición: Longitud y Masa! Longitud: La unidad de medición es el metro (m), por lo que, es usual conversiones del sistema inglés y del sistema métrico. 1 km=0.621 mi 1 mi=5280 pies =1.609 km 1m= yd 1 pulg=2.54cm (exacto) 1 cm= pulg 1 A= m! Masa: Es una medida de la cantidad de material que hay en un objeto. La unidad del SI es el kg (unidad inusual en la utilización de prefijos) 1 kg = lb 1 lb = g =16 onzas Ing. Virginia Estebané 18

19 Ing. Virginia Estebané 19 Unidades de medición: Temperatura ESCALAS DE GRADOS CENTIGRADOS, KELVIN Y FAHRENHEIT 0C K 0 F

20 Ing. Virginia Estebané 20 Relación de las Escalas de temperatura! Relación de la escala Celsius y Fahrenheit o F = 1.8( o C) + 32 o C = ( o F - 32) o F = 9( o C) o C= 5 ( o F) ! Relación de la escala Kelvin y Celsius K = o C

21 Unidades SI derivadas! Volumen: La unidad SI fundamental es el metro cúbico, el volumen de un cubo de 1 m por lado 1 cm 3 = 1 ml 1 dm 3 = 1 L! Densidad: Cantidad de masa en una unidad de volumen, g/cm 3.! Otras: Velocidad= m/s, Area= m 2, Fuerza=masa x aceleración= kg m/s 2 = N (newton) Energía= fuerza x distancia= kg m 2 /s 2 =Nm=J (joule) Presión=fuerza/ área=kg/(m s 2 )= N/m 2 =Pa (pascal) Ing. Virginia Estebané 21

22 Ing. Virginia Estebané 22 Metodo de factor-unidad o análisis dimensional! Cantidad deseada = cantidad dada X factor unidad! Factor unidad expresa una relación entre la cantidad deseada y la cantidad dada! El factor se escribe de tal modo que las unidades dadas se cancelan cuando se multiplica la cantidad dada por el factor unidad

23 Ejemplo PROBLEMA: Cambie 40 metros a centímetros Solución:! 1o. Cantidad dada = 40 m Cantidad deseada =?cm! 2o. El factor unidad es: 1cm = 1x 10 2 m, entonces 1 cm o 1x 10 2 m 1x 10 2 m 1 cm! 3o.? Centímetros = 40 m x 1 cm = 4000 cm 1x 10 2 m Ing. Virginia Estebané 23