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CLASIFICACIÓN DE LA MATERIA Materia, ∆ E = 0, Energía renovables
Prof. Patricio Baeza
Introducción La química, del vocablo khémeia. El origen de la química puede ser considerado desde la época del hombre prehistórico. El campo de la química es muy amplio y variado. Se pueden mencionar aspectos como el medio ambiente, fuentes de energía, alimentos y medicamentos.
La Materia Todo lo que podemos ver y tocar es materia.
La Materia Todo lo que podemos ver y tocar es materia.
Observamos que la materia ocupa una cierta porción de espacio que llamamos volumen.
La materia tiene dos propiedades generales: MASA que se mide en kilogramos, gramos... VOLUMEN que se mide en litros, cm3…
Materia es todo aquello que tiene masa y ocupa volumen
Conceptos Básicos Masa: La masa (m) es una medida de la cantidad de materia. La masa, dentro de ciertos límites, siempre es constante. Físicamente corresponde al producto del volumen que ocupa una sustancia por su densidad donde:
m = V x d
m = masa en gramos (g) y V = volumen en cm3 o mL d = densidad
Peso: El peso (P) es la fuerza con que la aceleración de gravedad de la Tierra atrae a una determinada masa, por esta razón es un vector, es decir, posee magnitud, dirección y sentido. Se mide en dinas, Newton (1N = 1kg m/s²), etc. El peso es variable.
P = m x g m = masa en gramos g = aceleración de gravedad.
Propiedades de la materia
Propiedades intensivas : independiente de la cantidad de sustancia.
Por ejemplo el color, la dureza, el brillo... Propiedades extensivas: dependen de la cantidad de sustancia.
Por ejemplo la masa y el volumen.
Propiedades cuantitativas : Propiedades cuantitativas de la Salchicha •Masa = 90 g •Volumen = 17 cm3 •Temperatura = 41 ºC •Valor energético = 300 Kcal
Propiedades cualitativas : Propiedades cualitativas de la Salchicha •Olor: maravillosa •Sabor: deliciosa •Tacto con la lengua al masticar: increíble
El sistema internacional de unidades El sistema de unidades o de medida es el conjunto de magnitudes y las unidades elegidas para medirlas. MAGNITUD Nombre
UNIDAD DE MEDIDA Símbolo
Nombre
Símbolo
Longitud
l
Metro
m
Masa
m
Kilogramo
Kg
Tiempo
t
Segundo
s
Temperatura
T
Kelvin
K
Fuerza
F
Newton
N
Carga eléctrica
Q
Culombio
C
Me gusta caminar unos Km
Múltiplos y submúltiplos del metro:
Submúltiplos
Múltiplos
Unidad
Símbolo
Equivalencia
Kilómetro
Km
1 Km = 1000 m
Hectómetro
hm
1 hm = 100 m
Decámetro
dam
1 dam = 10 m
Metro
m
1m
Decímetro
dm
1 dm = 0,1 m
Centímetro
cm
1 cm = 0,01 m
Milímetro
mm
1 mm = 0,001 m
Múltiplos y submúltiplos del metro cuadrado:
Submúltiplos
Múltiplos
Unidad
Símbolo
Equivalencia
Kilómetro cuadrado
Km
2
1 Km = 1000000 m
Hectómetro cuadrado
hm
2
1 hm = 10000 m
Decámetro cuadrado
dam
2
1 dam = 100 m 1m
2
2
2
Metro cuadrado
m
Decímetro cuadrado
dm
2
1 dm = 0,01 m
Centímetro cuadrado
cm
2
1 cm = 0,0001 m
Milímetro cuadrado
mm
2
1 mm = 0,000001 m
2
2
2
2
2
Submúltiplos del kilogramo:
Submúltiplos del kilogramo
Unidad
Símbolo
Equivalencia
Kilogramo
Kg
1 Kg
Hectogramo
hg
1 hg = 0,1 Kg
Decagramo
dag
1 dag = 0,01 Kg
Gramo
g
1 g = 0,001 Kg
Decigramo
dg
1 dg = 0,0001 Kg
Centigramo
cg
1 cg = 0,00001 Kg
Miligramo
mg
1 mg = 0,000001 Kg
Propiedad química: es una característica que se observa o se puede medir al cambiar la identidad de una sustancia.
Propiedad física: es una característica que se puede observar o medir, sin cambiar la identidad la sustancia.
de
cambio químico requiere un cambio en la composición de la materia Para que un cambio sea clasificado como químico, deben reunirse dos condiciones. • sustancias que se consumen (reactivos). • sustancias que se producen (productos). •Ejemplos: •Oxidación de un metal •Combustión de un papel Si alguna de estas condiciones no se cumple, entonces el cambio no es químico.
ESTADOS DE LA MATERIA
La materia se encuentra en los estados.
Sólido (s) - volumen rígido, forma fija. Líquido (l) - volumen definido, ninguna forma definida. Gas (g) - ninguna forma fija, ningún volumen fijo
DIFERENCIAS ENTRE SÓLIDOS, LÍQUIDOS Y GASES A NIVEL MOLECULAR. En el estado sólido, la movilidad de sus partículas es casi nula. En el estado líquido, sus partículas están más separadas que el sólido. En el estado gas Hay espacio principalmente vacío por esta razón se comprimen fácilmente, presentando una gran energía cinética
Hay dos tipos de cambios en la materia: físico y químico. Cambio físico : Es aquel en que no cambia la composición de la materia y son procesos reversibles
CAMBIOS DE ESTADO sublimación vaporización
fusión
SÓLIDO
GASEOS O
LÍQUIDO
solidificación
condensación sublimación
MATERIA formada por Gas
PARTÍCULAS cuya ordenación permite distinguir tres Líquido
Sólido
ESTADOS Sublimación SÓLIDO
Sublimación
Fusión
LÍQUIDO Vaporización GASEOSO Solidificación Condensación
tiene
Volumen fijo
tiene
Forma fija
Volumen fijo
Forma variable
tiene
Volumen variable
Forma variable
MATERIA
posee unas
Propiedades
Extensivas
Intensivas
(dependen del tamaño)
(no dependen del tamaño) como
como
DENSIDAD MASA VOLUMEN
son propiedades
pueden ser
Cuantitativas
Cualitativas
(medibles)
(no medibles)
se llaman como
MAGNITUDES necesitan
UNIDADES DE MEDIDA da lugar a un
Sabor Olor Suavidad Brillo
SISTEMA DE UNIDADES
Materia Ocupa un lugar en el espacio
Sustancia pura
•Sólido Sólido •Líquido •Gas
Mezclas
Materia de composición Química definida
Elementos
Compuestos
Homogénea
Heterogénea
Sust. Simple que no puede descomponerse en otra + simple Átomos iguales
Unión qca. de 2 o + elementos Diferentes Átomos diferentes
Formada por 2 o + sustancias con apariencia física uniforme
Formada por 2 o + sustancias c/u conserva su apariencia se distinguen a simple vista
Soluciones soluto + solvente
Suspensiones Y coloide
½ químicos Átomos iguales
Molécula
Unidad estructural básica
2 o + átomos En proporción def.
½ físicos (mecánicos)
LA MATERIA
Posee dos propiedades que podemos medir:
-Masa -Volumen
Es de muchos tipos, llamados sustancias que aparecen en tres estados:
-Sólido -Líquido -Gaseoso
Forma los componentes de las mezclas que pueden ser:
Puede sufrir cambios de dos tipos:
- Homogéneas - Heterogéneas
- Físicos - Químicos
MATERIA se clasifica en
SUSTANCIAS PURAS
por procedimientos físicos originan
MEZCLAS pueden ser
pueden ser
Heterogéneas
Homogéneas como las
Disoluciones
Compuestos Sustancias simples
por procedimientos químicos originan formados por varios
Elemento/s se clasifican en
Metales
No metales
formados por un solo
Se representan por
Símbolos
ELEMENTOS Sustancias puras. que no puede ser descompuesta o dividida en sustancias más simples
Los átomos de cada elemento son únicos y sus propiedades definen al elemento.
COMPUESTOS Un compuesto es una sustancia pura formada por dos o más elementos en una proporción fija : H2O, NaCl, etc
MEZCLAS Una mezcla es la agregación de sustancias sin interacción química entre ellas. Las propiedades de las mezclas varían según su composición y pueden depender del método o la manera de preparación de las mismas.
TIPOS DE MEZCLAS HOMOGENEAS
COLOIDALES
HETEROGENEAS
MEZCLAS HOMOGENEAS O DISOLUCIONES: Son aquellas formadas por solo una fase: agua con azúcar , agua con sal, agua más alcohol, etc. Las disoluciones están compuestas por: 1.-DISOLVENTE o componente en mayor proporción. 2.-SOLUTO , componente en menor proporción en la mezcla.
Las mezclas Las mezclas pueden ser de dos tipos: Mezcla HETEROGENEA: es cuando se distingue a simple vista sus componentes. Ej: agua y aceite…
Mezcla HOMOGENEA: es cuando NO se distingue a simple vista sus componentes. Ej: café y azúcar; chocolate con leche
Existen mezclas homogéneas de metales y a estas se les llama ALEACIONES. Por ejemplo, si mezclamos: COBRE
+
ESTAÑO
BRONCE
COBRE
+
ZINC
LATON
Mezclas homogéneas: disoluciones
Así explica la teoría cinética lo que ocurre cuando disolvemos algo.
Tipos de Disoluciones
DILUIDAS: Baja proporción de soluto disuelto CONCENTRADAS: Alta proporción de soluto disuelto SATURADAS: Máxima cantidad de soluto disuelto Este límite lo impone la solubilidad de la sustancia y su concentración coincide con la solubilidad SOBRESATURADA: Queda soluto sin disolver → Forma mezcla heterogénea → mezcla formada por dos o mas fases que es posible separarlas por métodos físicos (filtración , sedimentación, etc.)
¿Se pueden separar las mezclas? Los componentes de las mezclas se pueden separar a través de varias técnicas: FILTRACIÓN: se utiliza para separar mezclas heterogéneas (sólido-líquido). Agua y arena EVAPORACIÓN: separa mezclas homogéneas (sólido-líquido). Sal y agua DECANTACIÓN: separa mezclas heterogéneas formadas por dos líquidos. Agua y aceite.
Técnicas para separar mezclas El cofre está lleno de arena y monedas de oro, ¿cómo puedo quitar toda la arena fácilmente?
Se utiliza para separar mezclas de sólidos pulverizados de distintos tamaños de grano. Se mueve haciendo pasar la mezcla. Sólo pasarán las partículas de grano más fino. Tamices de distintos tamaños de poro
arcilla grava arena
Se utiliza para separar un sólido mezclado con un líquido en el cual no es soluble. Arena (o trocitos de café sin disolver)
embudo agua y sustancias disueltas (o agua con café disuelto)
papel de filtro
Imán
Se utiliza para separar el hierro cuando está mezclado con otros sólidos.
Arena y limaduras de hierro Grúa con electroimán para el reciclado de la chatarra.
Por aquí se introduce la mezcla
Se utiliza para separar líquidos insolubles entre sí y con diferentes densidades.
aceite
Tradicionalmente el aceite de oliva se obtiene separándolo del resto de la aceituna triturada por decantación.
Embudo de decantación agua Llave de paso
agua
Se utiliza para separar un soluto sólido disuelto en un disolvente. Se disuelve en caliente todo el disolvente posible.
ón i c i l l Ebu
Se eliminan las impurezas.
Se deja evaporar el disolvente. Se obtienen cristales muy puros.
Evapor
ación r ápida
Precipitado Precipitación
Se utiliza para separar líquidos solubles entre sí y con diferentes puntos de ebullición. Por ejemplo: alcohol y agua
COLOIDES Los coloides son sustancias intermedias entre las disoluciones y las mezclas heterogeneas, constituidas por dos fases Las partículas coloidales son tan pequeñas que no pueden observarse en el microscopio ordinario y representan una transición entre las disoluciones (homogéneas) y las suspensiones (heterogéneas). Ejemplo: Espuma de afeitar , sangre , arcilla en agua….
Sistemas Dispersos Clasificación 1. Soluciones verdaderas 2. Dispersiones coloidales 3. Suspensiones
Solución
solución
Solución coloidal
suspensión
(1 um)
Tamaño partícula
desodorante
leche
Spray nasal AH1N1
Fase dispersa
Fase dispersante
Ejemplo
L
G
Niebla, colonia spray
S
G
Humo, desodorante spray
G
L
Espumas
L
L
Crema, leche, mayonesa
S
L
Leche magnesia
G
S
PE expandido, marshmellows
L
S
vaselina sólida
Diferenciación a) Tamaño de partícula b) Propiedades coligativas c) Propiedades de separarse
SOL
GEL
Dispersiones S/L; S/G y S/S Hidrosol (agua) Alcosol (alcohol) Aerosol (gas)
Diferenciación a) Tamaño de partícula b) Propiedades coligativas c) Propiedades de separarse
SOL
GEL
Dispersiones coloidal con características de semisólido o sólido
Propiedades de los coloides 1. Propiedades ópticas 2. Propiedades cinéticas 3. Propiedades eléctricas
Efecto Tyndall
“luz absorbida, desviada, polarizada, reflejada”
Preguntas Breves
El hielo seco sublima; es decir cambia directamente del estado sólido al estado gaseoso. Este proceso corresponde a:
El Etanol tiene un punto de ebullición de 78ªC a 1 atm de presión. ¿A qué tipo de propiedad corresponde?
Cambio Físico
Cambio Químico
Propiedad Intensiva
Propiedad Extensiva
Preguntas Breves
Los niños muy a menudo ingieren azúcares y las convierten en cantidades de energía. Este proceso se describe como:
Cambio Físico
Cambio Químico
Propiedad Intensiva
Propiedad Extensiva
Preguntas Breves
Al consumir 200 g de tortilla tu cuerpo producirán 140 Kcal. de energía. Este proceso se describe como
Cambio químico
Cambio físico
Propiedad Extensiva
Propiedad Intensiva
Preguntas Breves ¿Qué estado de la materia tiene un volumen definido, pero ninguna forma definida?
Sólido.
Líquido.
Gas.
Ninguno de los anteriores.
Preguntas Breves
¿Cuál de las siguientes aseveraciones es falsa?
En un gas hay espacio principalmente vacío Las partículas en un sólido están cerca Las partículas en un líquido no tienen orden
Un líquido se comprime fácilmente.
ESTADO DE PLASMA Es considerado el cuarto estado de la materia. Es un gas ionizado. Es un estado que se alcanza a grandes temperaturas.
Es el más abundante en el Universo. Aquí la gran cantidad de energía hace que los impactos entre electrones sean tan violentos que se separen del núcleo. Los plasmas tienen la característica de ser conductores de la electricidad.
El plasma es un estado parecido al gas, pero compuesto por electrones, cationes (iones con carga positiva) y neutrones. En muchos casos, el estado de plasma se genera por combustión. Ejemplos de estados de Plasma: el sol, la ionosfera, luces fluorescentes, luces urbanas.
TIPOS DE PLASMAS Plasmas espaciales: El viento solar es uno de los plasmas espaciales mayormente conocidos como aurora espacial.