Propiedad Química - Universidad de Concepción

Universidad de Concepción
QUÍMICA GENERAL
530.141
Dr. Yanko Moreno
Depto. Química Analítica e Inorgánica
1

Bibliografía:
QUÍMICA GENERAL, Petrucci, 8º ed., Prentice Hall
QUÍMICA, Raymond Chang, 6° edición, 1999, Mc Graw-
Hill. En general este será el libro guía del curso. Estas
transparencias se han inspirado en él. Sin embargo en
capítulos como el “redondeo” o aproximación de las cifras
significativas, nos guiaremos por el método dado en
laboratorio
QUÍMICA, CURSO UNIVERSITARIO, Mahan, Fondo
Educativo Interamericano
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OBJETIVO GENERAL
Capacitar para definir, relacionar y aplicar
conceptos básicos sobre la materia en el contexto de sus
estructura, su estado físico y su participación en un
cambio químico.
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CONTENIDO:
Unidad Nº 1 Herramientas de la Química
2 Átomos, Moléculas e Iones
3 Reacciones Químicas y Disoluciones
4 Estequiometría
5 Gases
6 Termoquímica
7 Estructura Atómica
8 Fuerzas Intermoleculares
9 Cinética
10 Equilibrio
11 Equilibrio Ácido-Base
12 Equilibrios de Solubilidad
13 Electroquímica
14 Metalurgia
15 Elementos no metálicos y sus
compuestos
4

HERRAMIENTAS
DE LA
QUÍMICA
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Yanko Moreno

MÉTODO CIENTÍFICO,
un enfoque sistemático para la investigación.
1º Observar
2º Representar
3° Interpretar o explicar los fenómenos observados.
leyes (enunciados sólidos de una relación entre
fenómenos,
Teoría (un principio unificador que explica una serie de
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Yanko Moreno

QUÍMICA
ES LA CIENCIA QUE SE PREOCUPA DEL ESTUDIO
DE LA MATERIA Y DE LOS CAMBIOS QUE
EXPERIMENTA.
MACROCÓPICO ⇔ MICROSCÓPICO
8

La Química nos hace pensar microscópicamente,
para explicarnos lo que vemos: el mundo
macroscópico.
3 e
Fe O 2
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Yanko Moreno

MATERIALES Y TECNOLOGÍA
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Yanko Moreno

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Yanko Moreno

MATERIA
COMPOSICIÓN
PROPIEDADES
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SUSTANCIA
Materia de composición cte.
_Elemento
_Compuesto
MATERIA
MEZCLA
_M. Homogénea
_M. Heterogénea
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Esquema de clasificación de la materia
MATERIA
¿Puede separarse
por un proceso físico?
SUSTACIA MEZCLA
COMPUESTO ELEMENTO HOMOGENEA HETEROGENIA
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Propiedad Física: “Una propiedad física se puede medir y
observar sin que cambie la composición o identidad de la
sustancia”
Transformación física: Es un cambio de la propiedad
física, que no altera su composición.
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Propiedad Química: Es la capacidad o incapacidad de
una muestra de materia para experimentar cambio en su
composición bajo ciertas condiciones.
Transformación Química: Es un cambio en la
composición de la muestra de materia.
H +
1/ 2 O → H O
2
2 2
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¿Cómo separamos las mezclas?
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SÓLIDO,
unión organizada,
con poca libertad
de movimiento
ESTADOS DE LA MATERIA
LÍQUIDO
las moléculas están unidas
menos rígidamente y pueden
moverse libremente
.
Gas
las moléculas están
muy separadas en
relación al tamaño
molecular
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Yanko Moreno

Propiedad Extensiva:
Propiedad Intensiva:
Por ejemplo:
“este café está muy dulce”
.....concentración....
.....prop. Intensiva...
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REVISIÓN DE PRUEBAS
2 semanas luego de hecha será entregada la nota
Habrá un día fijado entre Ud. y yo para revisarla
(no se podrá hacer después de eso)
Los 3,9 ... son 3,9
(Quizás suban los 3,95 a 4,0)
Sólo las pruebas hechas con lápiz pasta tienen derecho a
reclamo
Su prueba es un documento que será leído por 3º personas:
la letra debe ser entendible. Es una falta de respeto
cualquier dibujo o escrito fuera de lo estrictamente
pedido (monitos, corazones, escudos de equipos de fútbol,
manifestaciones varias, etc)
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La asistencia será tomada aleatoriamente. Así, tendré una
idea de quién se ha preocupado de asistir a clases
Puede llegar tarde, eso es comprensible, pero pase
desapercibido. Los demás deben guardar silencio (evite
cualquier manifestación)
Los asientos, deben ser bajados con cuidado (al caer
libremente son muy ruidosos).
El laboratorio debe ser aprobado con 4. Asistir es
obligatorio.
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¿Calculadoras con caracteres
alfanuméricos?....NO
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EVALUACIÓN Y PONDERACIÓN:
- Cátedra: 4 Certámenes (2 en cada semestre) de igual ponderación (21.25%).
- Laboratorio (15%) con un 100% de asistencia.
Test de entrada (2.5 pts) e informe final (3.5 pts) en cada T.P.
Nota de Laboratorio = (puntaje test de entrada) + (puntaje informe final) + 1
- La nota final (NF) de la asignatura se calcula según la siguiente fórmula:
NF = C1*0.2125 + C2 *0.2125 + C3*0.2125 + C4*0.2125 + L*0.15
-La nota mínima para aprobar la asignatura de 4.0 (cuatro punto cero)
- de acuerdo al artículo 20 Del Reglamento General de Docencia de Pregrado de la UdeC
EVALUACIÓN DE RECUPERACIÓN.
-La evaluación de recuperación (ER) es un examen optativo al que todos los
alumnos tienen derecho, a fin de modificar la nota final obtenida en el curso.
-Cabe señalar que la ER tiene carácter obligatorio para aquellos alumnos que
bajo justificación oportuna y debidamente documentada, deban cumplir con algún
certamen no realizado.
- La ER contempla toda la materia del año.
- Se pondera en un 40% frente a 60% de la nota previa (NF).
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MEDICIONES
Propiedades macroscópicas: masa, longitud, volumen,
etc.
Propiedades microscópicas:
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UNIDADES DEL SISTEMA INTERNACIONAL DE
UNIDADES, SI.
Longitud..................................Metro......................m
Masa.........................................Kilogramo.................kg
Tiempo.....................................Segundo...................s
Corriente eléctrica...............Ampere...................A
Temperatura...........................Kelvin.......................K
Cantidad de sustancia........Mol...........................mol
Intensidad luminosa..............Candela...................cd
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PREFIJOS UTILIZADOS CON UNIDADES SI
Prefijo Símbolo Significado
Tera T 1.000.000.000.000 ó 10 12
Giga G 1.000.000.000 ó 10 9
Mega M 1.000.000 ó 10 6
Kilo k 1.000 ó 10 3
Deci d 1/10 ó 10 -1
Centi c 1/100 ó 10 -2
Mili m 1/1.000 ó 10 -3
Micro µ 1/1.000.000 ó 10 -6
Nano n 1/1.000.000.000 ó 10 -9
Pico p 1/1.000.000.000.000 ó 10 -12
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Yanko Moreno

Masa: Es una medida de la cantidad de materia de un
objeto.
No confundir con el concepto de peso. El peso es una
medida de la fuerza que ejerce la gravedad sobre el
cuerpo.
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Yanko Moreno

Volumen: La unidad SI derivada del metro es el metro
cúbico, [m 3 ]. Pero, nuevamente, en química trabajamos
con unidades menores, derivadas de él:
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Lt, L
gr, g
seg, s
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Yanko Moreno

Densidad: es una propiedad intensiva. La d de una
sustancia es cte., no depende de la cantidad de masa
involucrada, sino de la relación:
d = m/V [kg/m 3 ] , [g/cm 3 ], [g/mL], [g/L],
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Yanko Moreno

Ejemplo: La densidad del mercurio es 13,6 g/cm 3 . ¿Cuál es la
masa de un litro de Hg?
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Yanko Moreno

Temperatura
Escala absoluta
Escalas relativas
El intervalo comprendido entre los puntos de fusión y
ebullición del agua pura se divide en 100 partes iguales en la
escala centígrada de temperatura y en 180 en la escala
Fahrenheit. Cada parte representa un grado (°C o °F). Por lo
tanto,
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Yanko Moreno

Daniel Gabriel Fahrenheit (1686-
1736), físico Alemán. Originalmente
estableció una escala en la que la
temperatura de una mezcla de hieloagua-sal
estaba fijada a 0 grados (lo
más frío que tenía en el laboratorio).
Luego pensó que el agua hirviendo
sería otra buena referencia (fácil de
reproducir). Decidió dividir este
tramo en 180 partes iguales (grados
Fahrenheit)
Anders Celsius (1701-1744), astrónomo suizo. Escogió el punto de
fusión del hielo y el punto de ebullición del agua como sus dos
temperaturas de referencia. Dividió esta diferencia en la temperatura
en 100 partes iguales (grados Celsius, centigrados)
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Además, a la temperatura del punto de fusión del agua pura
(a presión atmosférica), la escala centígrada le asigna el
valor 0, y la Fahrenheit, sin embargo, el valor 32. Es decir
0°C = 32°F. En consecuencia:
T centígrada = 5/9 x (T Fahrenheit- 32)
T Fahrenheit = 9/5 x T centígrada + 32
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Yanko Moreno

El Kelvin, K, es la unidad SI de la temperatura. Se le
conoce como escala absoluta. No se basa en ninguna
sustancia como referencia; tiene su origen en la ley de
gases ideales. Así, el 0 K, es la temperatura más baja a que
teóricamente se podría llegar. Si consideramos la
temperatura como una medida del movimiento de los
átomos que constituyen una sustancia, equivale a tenerlos
sin movimiento: quietos (en rigor casi, casi quietos, siempre
hay un nivel básico de movimiento, pero lo despreciaremos
por ahora).
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Yanko Moreno

MANEJO DE LOS NÚMEROS
Al entregar el valor de una medida experimental, debo
redondear los datos de tal manera que contengan sólo los
dígitos conocidos con certeza, más el primer dígito dudoso.
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Yanko Moreno

Notación Científica
En un g de hidrógeno hay
602 200 000 000 000 000 000 000 átomos aprox. y
pesan
0.000000000000000000000001 g aprox. cada uno.
Es bastante engorroso trabajar con estos números,
nos podemos equivocar fácilmente.
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Yanko Moreno

Cifras significativas
Debo dar una idea del margen de error de mi medida
señalando el número de cifras significativas o dígitos
significativos de la cantidad medida o calculada.
Por ejem.
Mido un volumen de líquido con una probeta graduada cuya
escala da una incertidumbre de 1mL en la medición.
Encuentro que el volumen es de 6mL ⇒ El volumen real está
entre 5 y 7 mL Debo informar 6mL ± 1mL.
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Yanko Moreno

Los ceros son importantes. Veamos:
28 g ó 0,028 kg, en ambos casos tengo 2 cifras
significativas
en el segundo caso, los cero a la izquierda sólo indican el
lugar de la coma.
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Yanko Moreno

Operaciones
Suma y resta
el n° de CS a la derecha del punto decimal en la
operación final está determinado por el número más
pequeño de CS a la derecha del punto decimal en
cualquiera de los números originales.
“NO puedo tener mayor certeza en mi resultado que la
dada por la peor de mis medidas”
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Yanko Moreno

REDONDEO*
Un número se puede redondear a ciertas cifras
prescindiendo de uno o más de sus últimos dígitos.
Si el primer dígito suprimido es menor que 5, el último
dígito que se mantiene no se modifica.
Si es mayor que 5, se aumenta en una unidad la última
cifra conservada.
*: Física General, D. Schaum, C.W. Merwe, 1970, McGraw-Hill, pp 248 y sgtes.
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Multiplicación y división
El número de cifras significativas está determinado por
el número original que tiene el número más pequeño de
cifras significativas.
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Yanko Moreno

NOTA:
Los números exactos (por definición o conteo) se
consideran como formados por infinito número de CS.
Por ejemplo, si un objeto pesa 0,2786 g, entonces ocho de
ellos pesaran:
0,2786 x 8 = 2,229 ya que el ocho lo debo entender
como 8,000000....
En un promedio,
6,64 cm + 6,68 cm = 6,66 cm,
2
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Yanko Moreno

Ejemplo: multiplique
14,79 cm 3 x 12,11 cm 3 x 5,05 cm 3
La cantidad conocida con menor precisión es 5,05, luego el
resultado no debe ser más preciso que él. Veamos, pensemos
en 5,05±0,1 y su efecto en la multiplicación...
14,79 x 12,11 x 5,04 = 902,698776
14,79 x 12,11 x 5,05 = 904,489845
14,79 x 12,11 x 5,06 = 906,280914
Sólo son idénticos los dos primeros dígitos (90...).
No hay certeza a partir del tercer dígito...
El resultado será expresado como 904 cm 3
Ejemplo: sume
15,02 g
9986,0 g
3,518 g
10.004,538 g
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+++
+ + +
+
+
+
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Yanko Moreno

Ejercicios con unidades de medida:
¿Cuántos gramos son 1,5 kg?
1,5 kg x 1000 g = 1500 g
1 kg
¿Cuántos segundos tiene el mes de julio?
1mes x 31 días x 24 hr x 60 min x 60 s = 2678400 s
1 mes 1 día 1 hr 1 min
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Yanko Moreno