MATERIA Y ENERGÍA Bqca. Marta Irene Krautmann
M A T E R I A S I S T E M A S M A T E R I A L E s Sistemas Homogéneos (propiedades fcas intensivas y qcas iguales) Sistemas Heterogéneos (diferentes propiedades) Sustancias Puras (prop. intensivas ctes) Solución Dispersión Grosera Dispersión Fina Elementos Compuestos Sistema homogéneo formado por 2 o más sustancias puras No se pueden descomponer en Otras más sencillas Se pueden descomponer en otras más sencillas Sistema heterogéneo visible a simple vista Sistema heterogéneo visible al microscopio Dispersión Coloidal Sistema heterogéneo visible al ultramicroscopio
- Materia Es todo lo que posee masa, y ocupa un lugar en el espacio. - Sistema Material Porción de materia que se aísla para su estudio. - Sistema Homogéneo Es aquel sistema que en todos los puntos de su masa posee iguales propiedades físicas y químicas (mismas propiedades intensivas). - Sustancia Pura Sistema homogéneo con propiedades intensivas constantes que resisten los procedimientos mecánicos y físicos del análisis. - Solución Sistema homogéneo constituido por dos o más sustancias puras o especies químicas. - Simples Sustancia pura que no se puede descomponer en otras. Esta formada por átomos de un mismo elemento. - Compuesto Sustancia pura que se puede descomponer en otras. Esta formada por átomos de diferentes elementos. - Soluto Sustancia en menor abundancia dentro de la solución. - Solvente Sustancia en mayor abundancia dentro de la solución. Y cuyo estado físico es el mismo que el que presenta la solución. - Sistema Heterogéneo Es aquel sistema que en diferentes puntos del mismo tiene distintas propiedades físicas y quimeras (distintas propiedades intensivas). Presenta solución en su continuidad (superficie de separación). - Dispersión Grosera Sistemas heterogéneos visibles a simple vista. - Dispersión Fina Sistema heterogéneo visible al microscopio 0 (10.000.000 A A < partículas < 500000 A). - Dispersión Coloidal - Suspensiones Dispersiones finas con la fase dispersante liquida y la dispersa sólida. - Emulsiones Dispersiones finas con ambas fases liquidas. Sistema heterogéneo no visible al microscopio, visible al ultramicroscopio.
PROPIEDADES DE LA MATERIA Propiedades Físicas Intensivas Extensivas Propiedades Químicas (dependen de la reactividad de la sustancia cuando se combina con otras sustancias)
Propiedades intensivas (dependen de la naturaleza de la sustancia pero no de la cantidad de la misma Ej: densidad, punto de ebullición, punto de fusión) Propiedades extensivas (dependen de la cantidad de sustancia. Ej: masa, volúmen)
Estados de la Materia - Sólido - Líquido - Gas
CAMBIOS QUE OCURREN EN LA MATERIA Cambios Físicos: Cambios de Estado Cambios Químicos: Cambios de Estructura
CAMBIOS FÍSICOS CAMBIOS DE ESTADO DE LA MATERIA
CAMBIOS QUÍMICOS 2Fe + 3/2 O 2 Fe 2 O 3 (C 6 H 12 O 6 ) n + 6nO 2 6nCO 2 + 6nH 2 O
TIPOS DE REACCIONES De síntesis Descomposición Ácido-base Doble sustitución Sustitución simple Óxido reducción
Tabla Periódica de los elementos
MOL: - es la unidad de cantidad de materia - es una unidad química - un mol contiene el Nº de Avogadro de partículas (moléculas, átomos, electrones, protones, etc) Nº de Avogadro: 6.02 x 10 23
1 MOL de cualquier GAS contiene : 6,02X10 23 MOLÉCULAS y ocupa un Volumen de 22,4 L en condiciones normales de Presión y Temperatura (CNPyT)
EJERCICIOS 1- Cuántos moles de átomos contienen 245,2 g de hierro metálico? 2- Cuántos átomos están contenidos en 4,39 moles de átomos de hierro? 3- Calcular la masa de un átomo de hierro en gramos 4- Cuántos moles de O 2, moléculas O 2 y átomos de O están contenidos en 40 g de gas O 2? 5- Cuántos moles de moléculas contienen 100 g de HCl? 6- Cuál es la masa de una molécula de NaOH? 7- Cuántas moléculas están contenidas en 12 moles de HNO 3?
ESTEQUIOMETRÍA
ESTEQUIOMETRÍA La estequiometría describe las relaciones cuantitativas entre los elementos en los compuestos y entre las sustancias cuando sufren cambios químicos (reacción química). Reacción Química: proceso en el cual una o varias sustancias cambian para formar una o más sustancias nuevas. Ecuación Química: es la forma de representar una reacción química H 2 (g) + ½ O 2 (g) H 2 O (l) Reactivos Producto 2 H 2 (g) + O 2 (g) 2 H 2 O (l)
LEYES ESTEQUIOMÉTRICAS LEY DE LA CONSERVACIÓN DE LA MASA (LEY DE LAVOISIER): La materia no se crea ni se destruye. Por lo tanto la cantidad de materia antes y después de la reacción es constante. C + O 2 CO 2 12 g. de C + 32 g. de O 2 44 g. CO 2 LEY DE LAS PROPORCIONES CONSTANTES (LEY DE PROUST): Muestras diferentes de un mismo compuesto siempre contienen los mismos elementos y en la misma proporción de masa. CO 2 HNO 3 Fe 2 O 3 LEY DE LAS PROPORCIONES MÚLTIPLES (LEY DE DALTON): Si dos elementos pueden combinarse para formar más de un compuesto, la masa de uno de los elementos que se combina permanece constante mientras el otro varía en números enteros. H 2 O CO CuO 2 H 2 O 2 CO 2 CuO
Igualación de Ecuaciones Químicas KClO 3 KCl + O 2 Fe 2 O 3 + H 2 Fe + H 2 O NaOH + H 2 SO 4 Na 2 SO 4 + H 2 O
Ejercicios 1- El cobre se combina con el azufre para formar un compuesto, se observó que 1g de azufre siempre se combina con 1,985g de cobre. Si para preparar este compuesto se utilizan 10g de azufre I) cuántos gramos de cobre se necesitarían? II) Qué ley estequiométrica se cumple?
2- Teniendo en cuenta la ecuación: H 2 SO 4 + 8 HI H 2 S (g) + 4 I 2 + 4H 2 O Determine: I) La masa de HI que reaccionó II) El número de moléculas de agua que se formaron III) El volumen de H 2 S obtenido en CNPyT
3- I) Qué volumen de CO 2, medido en condiciones normales, se recogerá cuando 30 g de carbonato de calcio, se descomponen por calentamiento, dando dióxido de carbono y óxido de calcio. II) Cuántas moléculas de CO 2 estarán contenidas en ese volumen determinado?. III) Cuántos moles de CaO se obtienen?.
4- Qué volumen de O 2 en CNPyT se requiere para que reaccione con 14L de CO? CO + 1\2 O 2 CO 2
5- Teniendo en cuenta la siguiente ecuación: N 2 + 3 H 2 2 NH 3 Se quiere preparar 340 g de amoníaco. Determine: a- el volumen de nitrógeno necesario en CNPyT b- los gramos de hidrógeno necesarios
6- Para la siguiente reacción establezca cual es la opción correcta en la Tabla. 2 SO 2 (g) + O 2 (g) 2 SO 3 (g) Cada Reacciona con Para dar a 2 moléculas de SO 2 1 mol de O 2 2 moléculas de SO 3 b 2 moles de SO 2 1 molécula de O 2 2 moles de SO 3 c 128 g de SO 2 32 g de O 2 160 g de SO 3 d 2 moles de SO 2 22,4 L de O 2 2 moléculas de SO 3
7- Calcule la masa de: I) una molécula de nitrógeno II) de un átomo de oxígeno III) de una molécula de agua. IV) 11,2 L de oxígeno gaseoso (CNPyT) V) 22,4 L de agua líquida
BIBLIOGRAFÍA - Chang, R. -Química- Mc Graw Hill. 1992. - Longo, F.. Química General. Mc Graw Hill. 1986. -Mahan, B.; Myers, R. - Química - Curso Universitario. Addison Wesley. 1990. - Masterton, W. ;Slowinky, E. and Staninski - Química General Superior. Interamericana. 1992. - Russell, J.. Química General. Mc Graw Hill. 1990. - Whitten, K.; Gailey, D.; Davis, R.. Química General. Mc Graw Hill. 1992. Resolución de problemas -Garzón, G..Fundamentos de Química General. Teoría y Problemas resueltos. 1981. - Rosenberg, J.. Química General. Teoría y Problemas resueltos. Mc Graw Hill. 1989.
Dos recipientes A y B de igual volumen contienen números diferentes de moles del mismo gas. El recipiente B contiene cuatro veces más moles que el recipiente A. Si ambos recipientes están a la misma temperatura, determine: I) Cuál es la relación de la densidad de este gas en el recipiente B con respecto al recipiente A.------------------------------------- II) Como es el número de moléculas en el recipiente B con respecto al recipiente A.
Cual de los siguientes procesos no es un proceso físico: a) congelación b) oxidación c) fusión d) evaporación
ISÓTOPOS
Tabla Períodica de los elementos Tabla periódica de los elementos Tabla periódica de los elementos Grupo 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 Periodo 1 2 1 H He 3 4 5 6 7 8 9 10 2 Li Be B C N O F Ne 11 12 13 14 15 16 17 18 3 Na Mg Al Si P S Cl Ar 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 4 K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 5 Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe 55 56 6 Cs Ba * 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 Lu Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn 7 87 Fr 88 Ra ** 103 Lr 104 Rf 105 Db 106 Sg 107 Bh 108 Hs 109 Mt Lantánidos * 57 58 59 60 61 62 63 La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Actínidos ** 89 90 91 92 93 94 95 Ac Th Pa U Np Pu Am 110 Ds 64 Gd 96 Cm 111 Rg 112 Uub 113 Uut 65 66 67 68 Tb Dy Ho Er 97 98 99 100 Bk Cf Es Fm Alcalinos Alcalinotérreos Lantánidos Actínidos Metales bloque p del Metaloides No metales 114 Uuq 69 Tm 101 Md 115 Uup 70 Yb 102 No 116 Uuh Metales de transición Halógenos Gases nobles 117 Uus 118 Uuo
COMPOSICIÓN CENTESIMAL Si se conoce la fórmula de un compuesto, su composición química se expresa como el porcentaje en peso de cada uno de los elementos que la componen. Ejm: Determine la composición centesimal del agua H 2 O
- Materia Es todo lo que posee masa, y ocupa un lugar en el espacio. - Sistema Material Porción de materia que se aísla para su estudio. - Sistema Homogéneo Es aquel sistema que en todos los puntos de su masa posee iguales propiedades físicas y químicas (mismas propiedades intensivas). - Sustancia Pura Sistema homogéneo con propiedades intensivas constantes que resisten los procedimientos mecánicos y físicos del análisis. - Solución Sistema homogéneo constituido por dos o más sustancias puras o especies químicas. - Simples Sustancia pura que no se puede descomponer en otras. Esta formada por átomos de un mismo elemento. - Compuesto Sustancia pura que se puede descomponer en otras. Esta formada por átomos de diferentes elementos. - Soluto Sustancia en menor abundancia dentro de la solución. - Solvente Sustancia en mayor abundancia dentro de la solución. Y cuyo estado físico es el mismo que el que presenta la solución. - Sistema Heterogéneo Es aquel sistema que en diferentes puntos del mismo tiene distintas propiedades físicas y quimeras (distintas propiedades intensivas). Presenta solución en su continuidad (superficie de separación). - Dispersión Grosera Sistemas heterogéneos visibles a simple vista. - Dispersión Fina Sistema heterogéneo visible al microscopio 0 (10.000.000 A A < partículas < 500000 A). - Dispersión Coloidal - Suspensiones Dispersiones finas con la fase dispersante liquida y la dispersa sólida. - Emulsiones Dispersiones finas con ambas fases liquidas. Sistema heterogéneo no visible al microscopio, visible al ultramicroscopio.
ESTADOS DE LA MATERIA
SÓLIDO GAS LÍQUIDO
MATERIA
PROPIEDADES DE LA MATERIA Propiedades intensivas y extensivas. Propiedades físicas y químicas
Propiedades extensivas Dependen de la cantidad de sustancia. Masa, volúmen.. Propiedades intensivas Dependen de la naturaleza de la sustancia. Densidad, pto.de ebullición..
Propiedades físicas: son las intensivas Propiedades químicas: dependen de la reactividad de la sustancia (cuando se combina con otras sustancias)
SISTEMAS HOMOGÉNEOS Y HETEROGÉNEOS
EJEMPLO