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QUI – 108 Principios de Química General 1

Universidad del Sagrado Corazón Departamento de Ciencias Naturales. QUI – 108 Principios de Química General 1. INTRODUCCION AL CURSO. Preparado por: Prof. Verónica Castro. Universidad del Sagrado Corazón Departamento de Ciencias Naturales. Propósitos.

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QUI – 108 Principios de Química General 1

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  1. Universidad del Sagrado Corazón Departamento de Ciencias Naturales QUI – 108 Principios de Química General 1 INTRODUCCION AL CURSO Preparado por: Prof. Verónica Castro 08/13/08

  2. Universidad del Sagrado Corazón Departamento de Ciencias Naturales Propósitos • Definir en términos generales: química, materia, energía (energía cinética y energía potencial), método científico. • Presentar las clasificaciones de la materia: compuestos, elementos, mezclas homogéneas y mezclas heterogéneas. • Conocer las propiedades de la materia: propiedades físicas, propiedades químicas, propiedades extensivas y propiedades intensivas. 08/13/08

  3. Universidad del Sagrado Corazón Departamento de Ciencias Naturales QUIMICA • Definición de química • Es el estudio de la materia, sus propiedades químicas y físicas, los cambios químicos y físicos que esta sufre, y los cambios de energía que acompañan esos procesos. • El estudio de la química involucra materia, energía, y su interrelación. 08/13/08

  4. Universidad del Sagrado Corazón Departamento de Ciencias Naturales MATERIA y ENERGIA • Definición de Materia • Todo lo que tenga masa y ocupe espacio • Los cambios que la materia sufre involucran ganancia o perdida de energía. 05/28/08

  5. Universidad del Sagrado Corazón Departamento de Ciencias Naturales MATERIA y ENERGIA • Definición de Energía • Es la habilidad para hacer trabajo y lograr un cambio • dos (2) categorías: • Energía cinética – energía de movimiento o energía del proceso • Energía potencial – energía de posición o energía almacenada • La energía se clasifica por la forma. Las formas principales de energía son: luz, calor, energía eléctrica, energía mecánica y energía química. • La materia y la energía son el corazón de la química. 05/28/08

  6. Universidad del Sagrado Corazón Departamento de Ciencias Naturales METODO CIENTIFICO • Definición • Es un acercamiento sistemático para descubrir nueva información. • Método organizado para resolver problemas científicos. 05/28/08

  7. Universidad del Sagrado Corazón Departamento de Ciencias Naturales METODO CIENTIFICO • Características del proceso científico • Observación de un fenómeno • Formulación de pregunta • Reconocer patrón • Hipótesis (respuesta potencial) • Experimentación • Analizar data • Se desarrolla teoría que conlleva mas experimentación o se establece una nueva hipótesis y se comienza en proceso nuevamente. 05/28/08

  8. Universidad del Sagrado Corazón Departamento de Ciencias Naturales CLASIFICACIONES DE LA MATERIA 05/28/08

  9. Universidad del Sagrado Corazón Departamento de Ciencias Naturales CLASIFICACIONES DE LA MATERIA • Sustancia pura – tiene un solo componente; ej. Agua pura • Elemento – sustancia pura que no puede convertirse a formas mas simples de materia por una reacción química • Molécula – partícula mas pequeña de una sustancia pura que retiene la composición y propiedades de esta y puede existir de forma independiente. • Monoatómica – un átomo manifiesta todas sus propiedades • Diatómica – dos átomos manifiestan todas sus propiedades • Poliatómica – mas de dos átomos manifiestan todas sus propiedades • Compuesto – es una sustancia resultando de una combinación de dos o mas elementos en una forma reproducible y definida; ej. Agua 08/13/08

  10. Universidad del Sagrado Corazón Departamento de Ciencias Naturales CLASIFICACIONES DE LA MATERIA • Mezcla - es una combinación de dos o mas sustancias puras en cual cada sustancia retiene su propia identidad • Mezcla homogénea – tiene composición uniforme; sus partículas estaban bien mezcladas; este tipo de mezcla se le llaman soluciones; ej. Aire, mezcla de gases, es un ejemplo de solución gaseosa • Mezcla heterogénea – tiene una composición no uniforme; ej. concreto 05/28/08

  11. Universidad del Sagrado Corazón Departamento de Ciencias Naturales EJERCICIO Clasifica entre sustancia pura, mezcla homogénea y mezcla heterogénea. • Alcohol etílico • Sangre • Alka-Seltzer disuelta en agua • Oxigeno en tanque de oxigeno de un hospital • Aire • Pintura • Perfume • Monóxido de carbono 05/28/08

  12. Universidad del Sagrado Corazón Departamento de Ciencias Naturales RESPUESTAS DE EJERCICIO: Clasifica entre sustancia pura, mezcla homogénea y mezcla heterogénea. • Alcohol etílico – sustancia pura • Sangre - mezcla heterogénea • Alka-Seltzer disuelta en agua – mezcla homogénea • Oxigeno en tanque de oxigeno de un hospital – sustancia pura • Aire - mezcla homogénea • Pintura - mezcla heterogénea • Perfume - mezcla heterogénea • Monóxido de carbono – sustancia pura 05/28/08

  13. Universidad del Sagrado Corazón Departamento de Ciencias Naturales PROPIEDADES DE LA MATERIA • Propiedades – son características de la materia • Clasificaciones de propiedades: propiedades físicas o propiedades químicas • Propiedades físicas – pueden ser observadas o medidas sin cambiar la composición o la identidad de la sustancia • Propiedades químicas – resultan en un cambio en composición y solo pueden observarse a través de reacciones químicas 05/28/08

  14. Universidad del Sagrado Corazón Departamento de Ciencias Naturales PROPIEDADES FISICAS • Existen 3 estados de la materia: sólido, liquido y gas • Gas • hecho de partículas que están bien separadas • Pueden expandirse para llenar un contenedor • No tiene forma ni volumen definido • Baja fuerza de atracción entre las partículas • Máximo espacio intermolecular y energía potencial • Líquido • Las partículas se encuentran más cercas unas de otras que en un gas • Tienen volumen definido pero no forma definida • Adopta la forma de un contenedor • Intermedio espacio intermolecular y energía potencial • Sólido • Tiene ambos forma y volumen definidos • Alta fuerza de atracción entre las partículas • Minimo espacio intermolecular y energía potencial 08/13/08

  15. Universidad del Sagrado Corazón Departamento de Ciencias Naturales CAMBIOS DE LA MATERIA • Existen 2 tipos de cambios: químicos y físicos • Cambio físico – produce una diferencia reconocible en la apariencia de una sustancia sin causar cualquier cambio en su composición o identidad • Cambio químico – ocurre a través de reacciones químicas • Reacción química – proceso de rearreglar, remover, reemplazar o añadir átomos para producir nuevas sustancias 05/28/08

  16. Universidad del Sagrado Corazón Departamento de Ciencias Naturales EJERCICIO Clasifica entre propiedad química o propiedad física: • color • flamabilidad • dureza • olor • sabor • Agua bullendo se convierte en vapor • Combustión de madera • Fusión de hielo • Caimiento de hojas en el otoño 05/28/08

  17. Universidad del Sagrado Corazón Departamento de Ciencias Naturales RESPUESTAS DE EJERCICIO: Clasifica entre propiedad química o propiedad física: • Color - F • Flamabilidad - Q • Dureza - F • Olor - F • Sabor - F • Agua bullendo se convierte en vapor - F • Combustión de madera - Q • Fusión de hielo - F • Caimiento de hojas en el otoño - F 05/28/08

  18. Universidad del Sagrado Corazón Departamento de Ciencias Naturales PROPIEDADES FISICAS INTENSIVAS Y EXTENSIVAS • Propiedades intensivas – es una propiedad de materia que es independiente de la cantidad de la sustancia; Ej. Densidad, puntos de ebullición o fusión, temperatura • Propiedades extensivas - es una propiedad de materia que es depende de la cantidad de la sustancia; Ej. Masa, volumen 05/28/08

  19. Universidad del Sagrado Corazón Departamento de Ciencias Naturales 05/28/08

  20. Universidad del Sagrado Corazón Departamento de Ciencias Naturales MEDIDAS EN LA QUIMICA • Dado que la química es una ciencia cuantitativa, esta se puede medir y comparar a un estándar que se conoce como el valor de la propiedad. • Datos – resultado de un experimento científico • Resultados – lo que se obtiene de un experimento • Unidad – define la cantidad básica de masa, volumen, tiempo o cualquier cantidad que sea medida; indica el estándar contra una medida de cantidad 05/28/08

  21. Universidad del Sagrado Corazón Departamento de Ciencias Naturales MEDIDAS EN LA QUIMICA (Cont.) • Sistema métrico y Sistema Internacional (SI) de medidas –sus unidades básicas de peso, longitud y volumen son respectivamente: • Masa - gramos (g) • Longitud - metros (m) • Volumen - litros (L) • Tiempo - Segundos (s) • Temperatura - Celsius (oC) • Cualquier subunidad o unidades múltiples contiene una de estas unidades precedidas por un prefijo indicando la potencia de 10 por la cual la unidad base es multiplicada para formar la subunidad o unidades múltiples 05/28/08

  22. Universidad del Sagrado Corazón Departamento de Ciencias Naturales MEDIDAS EN LA QUIMICA (Cont.) 05/28/08

  23. Universidad del Sagrado Corazón Departamento de Ciencias Naturales MEDIDAS EN LA QUIMICA (Cont.) 05/28/08

  24. Universidad del Sagrado Corazón Departamento de Ciencias Naturales Sistema ingles de medidas • Una característica especial del sistema métrico de unidades es que un prefijo puede unirse a cualquier unidad para aumentar o disminuir su tamaño por algún factor de 10. • Si utilizamos el metro como unidad estándar: 1cm = 102 m igualdad 1 + abreviación del prefijo+unidad estándar = valor del múltiplo de la tabla de prefijos que representa centi +la unidad estandar 05/28/08

  25. Universidad del Sagrado Corazón Departamento de Ciencias Naturales Ejercicios: Igualdades • Utilizando el metro como unidad estándar: determine las igualdades de deci, kilo, mega, mili, micro, mega. • Utilizando el gramo como unidad estándar: determine las igualdades de decí, kilo, mega, mili, micro, mega. 05/28/08

  26. Universidad del Sagrado Corazón Departamento de Ciencias Naturales Sistema ingles de medidas • conjunto de unidades no relacionadas funcionalmente; este sistemas es utilizado en US en los negocios y en la industria; sus unidades básicas de peso, longitud y volumen son respectivamente: • libras (lb) • yardas (yd) • galón (gal) 05/28/08

  27. Universidad del Sagrado Corazón Departamento de Ciencias Naturales MEDIDAS EN LA QUIMICA (Cont.) 05/28/08

  28. Universidad del Sagrado Corazón Departamento de Ciencias Naturales MEDIDAS EN LA QUIMICA (Cont.) 05/28/08

  29. Universidad del Sagrado Corazón Departamento de Ciencias Naturales Factores de Conversión - Utilizadosparaconvertir de unaunidad a otra o pasar de un sistema de medicion a otro. • Convertir 10 mg a g. • Convertir 5 mL a litros. • Convertir 15 metros a millas. • Convierte 1.5 metros2 a centrimetros2. 1.5 m2 x 102cm2 = 1.5 m2 x 104 cm2 = 1.5 x 104 cm2 1 m 1m2 05/28/08

  30. Universidad del Sagrado Corazón Departamento de Ciencias Naturales Figuras Significativas • cifras significativas (también dígitos significativos) al número de todos los dígitos conocidos reportados en una medida, más el último dígito que es incierto (estimado). 05/28/08

  31. Universidad del Sagrado Corazón Departamento de Ciencias Naturales Reglas de Figuras Significativas • Los números diferentes de 0 siempre son significativos. Ejemplo:  32.2356g tiene 6 cifras • Los ceros entre números siempre son significativos. Ejemplo:  208.3g tiene 4 cifras • Todos los ceros finales a la derecha del punto decimal son significativos. Ejemplo:  7.30 g tiene 3 cifras 05/28/08

  32. Universidad del Sagrado Corazón Departamento de Ciencias Naturales Reglas de Figuras Significativas • Los ceros que sirven para ubicar el punto decimal no se cuentan. Ejemplo:   0.0345g tiene 3 cifras y 5630g también tiene 3 cifrasConviértelos en notación científica y lo verás. Números que resultan de contar o constantes definidas, tienen infinitas cifras significativas.  Ejemplo:  contaste 24 estudiantes, esa medida tiene infinitas cifras porque es un número exacto • El numero de dígitos significativos es independiente de la posición del punto decimal.Ejemplo: 73.14 tiene 4 dígitos significativos al igual que 7.314. • Todos los ceros finales al final de un numero son no significativos si el numero no contiene un punto decimal y son significativos si el punto decimal es indicado. Ejemplo: 100 tiene 1 cifra significativa; 100. tiene 3 cifras significativas 05/28/08

  33. Universidad del Sagrado Corazón Departamento de Ciencias Naturales Cifras Significativas en cálculos de resultados • Al multiplicar o dividir, la respuesta tendrá el mismo número de cifras significativas que el factor que tenga menos cifras. En este caso el volumen tenía 3 cifras y la masa 4 cifras por lo tanto el resultado tendrá 3 cifras. • En las sumas y restas, alinea por punto decimal los números y el resultado tendrá tantos lugares decimales como el dato menos exacto (con menos lugares después del punto). Mira el ejemplo: •   30.47  23.2       ← menos exacto, menos lugares después del punto+  5.455      59.125 • Respuesta correcta: 59.1 05/28/08

  34. Universidad del Sagrado Corazón Departamento de Ciencias Naturales Cifras Significativas en cálculos de resultados • Densidad = m/V • = 33.79 g /  38.4 cm³ • = 0.87994791666666666666666666666667    • = 0.880 g/cm³     • Se redondea al número menor de cifras significativas que es 3 05/28/08

  35. Universidad del Sagrado Corazón Departamento de Ciencias Naturales Notación Científica • Notación científica – proceso por el cual cualquier numero se puede escribir en potencias de base diez como producto de sus factores; siendo el primer factor un numero entre el 1-9 y el segundo la potencia de base diez • Sirve para expresar números grandes en números pequeños Ej. 5.7 x 106 = 5700000 Ej. 6.5 x 10-3 = 0.0065 05/28/08

  36. Universidad del Sagrado Corazón Departamento de Ciencias Naturales Reglas de Notación Científica • Para convertir un # mayor que 1 a notación científica, el pto decimal se mueve x espacios hacia la izquierda y el # resultante es multiplicado por 10X. • El exponente x es un # positivo (+) igual al # de lugares que se movió el pto decimal • Para convertir un # menor que 1 a notación científica, el pto decimal se mueve x espacios hacia la derecha y el # resultante es multiplicado por 10X. • El exponente x es un # negativo (-) igual al # de lugares que se movió el pto decimal • Ej. 0.0062 = 6.2 x 1/1000 = 6.2 x 1/ 103 = 6.2 x 10-3 05/28/08

  37. Universidad del Sagrado Corazón Departamento de Ciencias Naturales Errores • Toda medida tiene un error (o incertidumbre) asociado(a) • Error- es la diferencia entre el valor verdadero y nuestra estimación, o medida, del valor • Cuando se minimiza este error, los datos que se obtienen son reproducibles y validos. Para lograr esto, se deben encontrar las posibles fuentes de error. • Existen 2 tipos de errores: aleatorios y sistemáticos 05/28/08

  38. Universidad del Sagrado Corazón Departamento de Ciencias Naturales Error Aleatorio • Siempre presente no se puede evitar • Se puede minimizar promediando • Están presentes en toda medida • Se manifiesta en dos direcciones 05/28/08

  39. Universidad del Sagrado Corazón Departamento de Ciencias Naturales Error Sistemático • Solo se puede controlar experimentalmente • No se puede minimizar promediando • Produce valores por encima o por debajo del valor aceptado o verdadero. • Ej. Balanza no calibrada, mal funcionamiento de los instrumentos de medición, deficiencia en técnicas experimentales, el no controlar variables importantes 05/28/08

  40. Universidad del Sagrado Corazón Departamento de Ciencias Naturales Incertidumbre absoluta (Ia) • La Ia de una lectura de volumen hecha con una bureta de 25mL es aproximadamente la mitad del intervalo graduado mas pequeño. 05/28/08

  41. Universidad del Sagrado Corazón Departamento de Ciencias Naturales Incertidumbre relativa (Ir) • La Ir de una medida es: Ir = Ia valor medido 05/28/08

  42. Universidad del Sagrado Corazón Departamento de Ciencias Naturales Precisión y Exactitud • Precisión – medida de cuan cerca se encuentra los valores • Exactitud – medida de cuan se encuentra el valor medido del valor aceptado 05/28/08

  43. Universidad del Sagrado Corazón Departamento de Ciencias Naturales Redondeo de números • Cuando el numero a ser eliminado es menor que 5, el numero que le precede no cambiara. • Cuando el numero a ser eliminado es mayor que 5 o mayor, el numero que le precede aumenta por una unidad. 05/28/08

  44. Universidad del Sagrado Corazón Departamento de Ciencias Naturales Medidas de la materia • Peso – considera la fuerza de gravedad; se mide utilizando balanzas • Tiempo – se mide en varias unidades como: segundos, minutos, horas,… • Temperatura • Para establecer una escala de temperatura arbitrariamente set ciertos puntos fijos e incrementos de temperaturas llamados grados. Ej. Temperatura a la que se derrite el hielo • Existen tres escalas: Farenheit, Celsius (centigrados) y escala Kelvin (SI). 05/28/08

  45. Universidad del Sagrado Corazón Departamento de Ciencias Naturales Medidas de la materia • T(K) = T(oC) + 273.15 • T(oC) = 5/9 [T(oF) – 32] • T(oF) = 9/5 [T(oC) + 32] 05/28/08

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