¿QUE ES LA QUIMICA?

Se denomina química a la ciencia que estudia tanto la composición, estructura y propiedades de la materia como los cambios que ésta experimenta durante las reacciones químicas y su relación con la energía. 

LA MATERIA: Materia es todo aquello que tiene localización espacial, posee una cierta cantidad de energía, y está sujeto a cambios en el tiempo y a interacciones con aparatos de medida. Enfísica y filosofía, materia es el término para referirse a los constituyentes de la realidad material objetiva, entendiendo por objetiva que pueda ser percibida de la misma forma por diversos sujetos. Se considera que es lo que forma la parte sensible de los objetos perceptibles o detectables por medios físicos. Es decir es todo aquello que ocupa un sitio en el espacio, se puede tocar, se puede sentir, se puede medir, etc.

EL ATOMO

Átomo, la unidad más pequeña posible de un elemento químico.  la palabra “átomo” se empleaba para referirse a la parte de materia más pequeño que podía concebirse. Esa “partícula fundamental”, por emplear el término moderno para ese concepto, se consideraba indestructible.

Elementos y Compuestos

El agua es un compuesto, porque dentro de cada una de

 sus moléculas tiene 2 tipos de átomos diferentes, oxigeno
 e hidrógeno.  La madera también tiene varios tipos de
elementos en su interior.

LA MOLECULA:

Se le llama molecula a un conjunto de al menos dos átomos enlazados covalentemente que forman un sistema estable y eléctricamente neutro

LOS ESTADOS DE LA MATERIA:

SOLIDO

Un cuerpo sólido, es uno de los cuatro estados de la materia, se caracteriza porque opone resistencia a cambios de forma y de volumen. Las moléculas de un sólido tienen una gran cohesión y adoptan formas bien definidas. 

Los sólidos se caracterizan por tener forma y volumen constantes. Esto se debe a que las partículas que los forman están unidas por unas fuerzas de atracción grandes de modo que ocupan posiciones casi fijas. 
En el estado sólido las partículas solamente pueden moverse vibrando u oscilando alrededor de posiciones fijas, pero no pueden moverse trasladándose libremente a lo largo del sólido. 
Las partículas en el estado sólido propiamente dicho, se disponen de forma ordenada, con una regularidad espacial geométrica, que da lugar a diversas estructuras cristalinas. 

LIQUIDO

Un cuerpo liquido es un estado de agregación de la materia en forma de fluido altamente incompresible (lo que significa que su volumen es, muy aproximadamente, constante en un rango grande presión). 

Los líquidos, al igual que los sólidos, tienen volumen constante. En los líquidos las partículas están unidas por unasfuerzas de atracción menores que en los sólidos, por esta razón las partículas de un líquido pueden trasladarse con libertad. El número de partículas por unidad de volumen es muy alto, por ello son muy frecuentes las colisiones y fricciones entre ellas. 
Así se explica que los líquidos no tengan forma fija y adopten la forma del recipiente que los contiene. También se explican propiedades como la fluidez o la viscosidad. 
En los líquidos el movimiento es desordenado, pero existen asociaciones de varias partículas que, como si fueran una, se mueven al unísono. Al aumentar la temperatura aumenta la movilidad de las partículas (su energía). 

GASEOSO

Un cuerpo gaseoso se denomina al estado de agregación de la materia en el que las sustancias no tienen forma ni volumen propio, adoptando el de los recipientes que las contienen. Las moléculas que constituyen un gas casi no son atraídas unas por otras, por lo que se mueven en el vacío a gran velocidad y muy separadas unas de otras 

Los gases, igual que los líquidos, no tienen forma fija pero, a diferencia de éstos, su volumen tampoco es fijo. También son fluidos, como los líquidos. 
En los gases, las fuerzas que mantienen unidas las partículas son muy pequeñas. En un gas el número de partículas por unidad de volumen es también muy pequeño. 
Las partículas se mueven de forma desordenada, con choques entre ellas y con las paredes del recipiente que los contiene. Esto explica las propiedades de expansibilidad y compresibilidad que presentan los gases: sus partículas se mueven libremente, de modo que ocupan todo el espacio disponible. La compresibilidad tiene un límite, si se reduce mucho el volumen en que se encuentra confinado un gas éste pasará a estado líquido. 

PLASMA

Un cuerpo de plasma se denomina a un gas constituido por partículas cargadas de iones libres y cuya dinámica presenta efectos colectivos dominados por las interacciones electromagnéticas de largo alcance entre las mismas. Con frecuencia se habla del plasma como un estado de agregación de la materia con características propias, diferenciándolo de este modo del estado gaseoso, en el que no existen efectos colectivos importantes. Plasma, también llamado el cuarto estado de la materia, es un gas que está constituido por electrones y por iones cargados positivamente. Estos átomos se mueven libremente. Entre más alta la temperatura, más rápido se mueven los átomos en el gas y al momento de colisionar; la velocidad es tan alta que se produce un desprendimiento de electrones. El plasma no es tan Conocido ya que existen muy pocos ejemplos en nuestro planeta por lo tanto no recibe mucha atención. 

Propiedades generales de la materia

Propiedades extrínsecas (extensivas o generales)

Son aquellas que varían con la cantidad de materia considerada, permitiendo reconocer a la materia, como la extensión, o la inercia. Estas son: peso,volumen y longitud.

Propiedades intrínsecas (intensivas o específicas)

Son aquellas que no varían con la cantidad de materia considerada. No son aditivas y, por lo general, resultan de la composición de dos propiedades extensivas. Estas son: punto de fusión, punto de ebullición, densidad, coeficiente de solubilidad, índice de refracción, color, olor, sabor.

OTRAS PROPIEDADES

La materia está en constante cambio. Las transformaciones que pueden producirse son de dos tipos:

- Físicas: son aquellas en las que se mantienen las propiedades originales de la sustancia, ya que sus moléculas no se modifican.

- Químicas: son aquellas en las que las sustancias se transforman en otras, debido a que los átomos que componen las moléculas se separan formando nuevas moléculas.

MASA 

La masa es una medida de la cantidad de materia en un objeto. Es unapropiedad extensiva de la materia, y aunque a menudo se usa como sinónimo de Peso, son cantidades diferentes, ya que la masa es una magnitud escalar y el peso es una magnitud vectorial, definiendose como la fuerza que ejerce la gravedad sobre un objeto. La masa de un cuerpo es constante y no depende de la situación gravitatoria en la que se encuentre, en cambio el peso va a variar dependiendo de la gravedad a la que se someta el cuerpo en cuestion. La masa puede ser fácilmente determinada empleando cualquier tipo de balanza, y su unidad en el Sistema Internacional de Unidades es el Kilogramo (kg.), siendo el gramo la unidad mas usada en química

LONGITUD 

 Longitud Es la distancia entre dos puntos. La distancia se mide con una regla, una cinta de medir u otros dispositivos de medición con láser, etc…

La principal unidad de medida de longitud es el metro, sus múltiplos son las cantidades mayores y las menores sub-múltiples

VOLUMEN

El volumen 1 es una magnitud escalar 2 definida como el espacio ocupado por un objeto. Es una función derivada de longitud, ya que se halla multiplicando las tres dimensiones.

LA DENSIDAD

La densidad (símbolo ρ) es una magnitud escalar referida a la cantidad de masa contenida en un determinado volumen de una sustancia. La densidad media es la razón entre la masa de un cuerpo y el volumen que ocupa.

EL PESO 

El peso es una medida de la fuerza gravitatoria que actúa sobre un objeto.¹ El peso equivale a la fuerza que ejerce un cuerpo sobre un punto de apoyo, originada por la acción del campo gravitatorio local sobre la masa del cuerpo.

TIEMPO

El tiempo es una magnitud física con la que medimos la duración o separación de acontecimientos, sujetos a cambio, de los sistemas sujetos a observación; esto es, el período que transcurre entre el estado del sistema cuando éste presentaba un estado X y el instante en el que X registra una variación perceptible para un observador (o aparato de medida).

Métodos De Separación De Mezclas.
DECANTACIÓN
La decantación es un proceso físico de separación de mezcla especial para separar mezclas heterogéneas, estas pueden ser exclusivamente líquido - líquido ó sólido - líquido.

La decantación se basa en la diferencia de densidades entre los dos componentes, que hace que dejados en reposo, ambos se separen hasta situarse el más denso en la parte inferior del envase que los contiene. De esta forma, podemos vaciar el contenido por arriba (si queremos tomar el componente menos denso) o por abajo (si queremos tomar el más denso).

FILTRACIÓN
Este proceso se usa con frecuencia para separa sólidos no solubles en líquidos. la separación se hace a través de medios porosos que retienen las partículas solidas y dejan pasar el liquido. Medios porosos son: papel de filtro, fieltro, porcelana porosa, lana de vidrio, arena, carbón.


DESTILACIÓN
La destilación es la operación de separar, mediante vaporización y condensación en los diferentes componentes líquidos, sólidos disueltos en líquidos o gases licuados de una mezcla, aprovechando los diferentes puntos de ebullición de cada una de las sustancias ya que el punto de ebullición es una propiedad intensiva de cada sustancia, es decir, no varía en función de la masa o el volumen, aunque sí en función de la presión.

CRISTALIZACIÓN
Se utilizan aquí los puntos de solidificación: la solución se enfría hasta que uno de sus componentes alcance el punto de solidificación y cristalice. Se utiliza para purificar sólidos, disolviendo un sólido impuro en el disolvente adecuado en caliente. Al bajar la temperatura, el primer solido se cristaliza, con lo cual estará libre de impurezas.

MAGNETISMO

El magnetismo es un fenómeno físico por el que los objetos ejercen fuerzas de atracción o repulsión sobre otros materiales. Hay algunos materiales conocidos que han presentado propiedades magnéticas detectables fácilmente como el níquel, hierro, cobalto y sus aleaciones que comúnmente se llaman imanes. Sin embargo todos los materiales son influidos, de mayor o menor forma, por la presencia de un campo magnético.

Tamización

Este método se utiliza para separar dos o más sólidos cuyas partículas poseen diferentes grados de subdivisión. Para ejecutar la tamización , se hace pasar la mezcla por un tamiz, por cuyas aberturas caerán las partículas más pequeñas, quedando el material más grueso dentro del tamiz. Un ejemplo en el cual se utiliza la tamización es en la separación de una mezcla de piedras y arena.

LA LEVIGACION

La levigación es un proceso físico, que se utiliza para separar las partículas dependiendo de su masa y como consecuencia por su granulometría.

LA EVAPORACION

La evaporación es un proceso físico que consiste en el paso lento y gradual de un estado líquido hacia un estado gaseoso, tras haber adquirido suficiente energía para vencer la tensión superficial. A diferencia de la ebullición, la evaporación se produce a cualquier temperatura, siendo más rápido cuanto más elevada aquella. No es necesario que toda la masa alcance el punto de ebullición. Cuando existe un espacio libre encima de un líquido, una parte de sus moléculas está en forma gaseosa, al equilibrase, la cantidad de materia gaseosa define la presión de vapor saturante, la cual no depende del volumen, pero varía según la naturaleza del líquido y la temperatura. Si la cantidad de gas es inferior a la presión de vapor saturante, una parte de las moléculas pasan de la fase líquida a la gaseosa: eso es la evaporación. Cuando la presión de vapor iguala a la atmosférica, se produce la ebullición.

CROMATOGRAFIA

La cromatografía es un método físico de separación para la caracterización de mezclas complejas, la cual tiene aplicación en todas las ramas de la ciencia. Es un conjunto de técnicas basadas en el principio de retención selectiva, cuyo objetivo es separar los distintos componentes de una mezcla, permitiendo identificar y determinar las cantidades de dichos componentes. Diferencias sutiles en elcoeficiente de partición de los compuestos da como resultado una retención diferencial sobre la fase estacionaria y por tanto una separación efectiva en función de los tiempos de retención de cada componente de la mezcla.

CENTRAFUGACION

La centrifugación es un método por el cual se pueden separar sólidos de líquidos de diferente densidad mediante una fuerza centrífuga. La fuerza centrífuga es provista por una máquina llamada centrífugadora, la cual imprime a la mezcla un movimiento de rotación que origina una fuerza que produce la sedimentación de los sólidos o de las partículas de mayor densidad 

FUNCIONES QUÍMICAS BÁSICAS

FUNCIÓN OXIDO

Un óxido básico es un compuesto que resulta de la combinación de un elemento metálico con el oxígeno.

metal + oxígeno = óxido básico

Cuando reaccionan con agua forman hidróxidos, que son bases, y por eso su denominación. Los óxidos de los no metales se denominan óxidos ácidos.

Primero se escribe el nombre genérico del compuesto, que es óxido y al final el nombre del metal, esto es para metales con una valencia fija o única.

Ejemplo: óxido de sodio.

Fórmula: Siempre se escribe primero el símbolo del metal y después la del oxígeno Na₂O el oxígeno siempre va a actuar con valencia -2.

Para nombrar a los óxidos básicos, se debe observar los números de oxidación, o valencias, de cada elemento. Hay tres tipos de nomenclatura: tradicional, por atomicidad y por numeral de Stock.

Función Óxido

Los óxidos son compuestos que resultan de la combinación del oxígeno con cualquier otro elemento. El oxígeno se combina fácilmente con la mayoría de los elementos de la tabla periódica. Agrupamos, entonces, a los óxidos en dos grandes categorías: óxidos básicos y óxidos ácidos, diferentes en cuanto a origen y características.

Nomeclatura: Óxidos Ácidos o Anhídridos

Concepto:

Los óxidos ácidos resultan de combinar con oxígeno un no metal. Los óxidos no

metálicos son gaseosos y al disolverse con el agua forman ácidos.

No metal + oxígeno = óxido ácido

C +     O₂       CO₂            

Formulación:

La fórmula del óxido no métalico se escribe como la de un óxido metálico. Escribimos los símbolos del no metal y del oxígeno. Intercambiamos números de oxidación sin signos y los escribimos como subíndices. Si son pares, se simplifican.

Nomenclatura:

Para nombrarlos se antepone el nombre común anhídrido al nombre del no metal. Para diferenciar varios óxidos del mismo no metal, se usan los prefijos hipo- inferior e Per- superior y los sufijos -oso  e -ico, como se muestra:

Función Hidróxido  

Concepto:

Los hidróxidos, también llamados bases o alcális, se producen cuando los óxidos báscios o metálicos reaccionan con agua. Su grupo funcional es el radical oxidrilo o hidroxilo OH.

Óxido básico + agua = hidróxido

Na₂O   +    H₂O     = 2NaOH

Los hidróxidos son fácilmente identificables:

-Viran el color del papel tornasol de rojo a azul, y la fenolftaleína de incolora a rojo  grosella.

-Tienen sabor amargo, como el jabón o el champú. Pero como regla ¡no pruebes las sustancias químicas!

Formulación:

Para escribir las fórmulas de los hidróxidos procedemos de la siguiente manera:

-Escribimos el símbolo del metal seguido del radical oxidrilo OH.

-Intercambiamos los números de oxidación y los escribimos como subíndices. El número de oxidación del radical oxidrilo es -1.

-El radical oxidrilo se escribe entre paréntesis solo si requiere subíndices.

Nomenclatura:

Los hidróxidos se nombran con ese nombre genérico seguido por el nombre del metal correspondiente.

Si el metal tiene dos posibles estados de oxidación, sus hidróxidos terminan en -oso e -ico, respectivamente:

Fe(OH)₂ Hidróxido ferroso

Fe(OH)₃ Hidróxido férrico

Función Ácido

Los ácidos son compuestos químicos que tienen al ion hidrógeno H* como grupo funcional. Las características que nos permiten reconocerlos son:

-Viran a rojo el papel tornasol azul.

-Tiene sabor agrio. Puedes experimentarlo con limón o vinagre nunca con ácidos de

 laboratorio.

-Tienen olor penetrante e irritan la piel y mucosas.

-En soluciones acuosas, se disocian liberando iones hidrógeno (H*) o protones.

Existen dos clases de ácidos inórgánicos: Los ácidos oxácidos, que contienen oxígeno; y los ácidos hidrácidos, que no contienen oxígeno

Ácidos Oxácidos  

Concepto:

Los ácidos oxácidos resultan de la combinación de un óxido ácido o anhídrido con agua.

Óxido Ácido + Agua = Ácido Oxácido

SO₃ + H₂O  H₂SO₄

Formulación:

Para escribir la ecuación de formación de un ácido oxácido, partimos del óxido respectivo. Luego simplificamos los subíndices del producto para obtener la fórmula final del ácido acompañada del coeficiente que balancea la ecuación (¡exactamente como extraer múltiplo común!).

Cl₂O + H₂O            H₂Cl₂O₂                  2HClO

Nomeclatura:

Para nombrar los ácidos, de nuevo debemos tener en cuenta el número de oxidación del no metal. En la nomenclatura tradicional, el ácido se llama como el anhídrido que lo originó. Solo varía el nombre genérico de anhídrido a ácido, y se mantienen los prefijos y sufijos correspondientes.

Ácidos Hidrácidos   

Concepto:

Los hidrácidos son ácidos no oxigenados porque no provienen de óxidos. Están formados por los metales de los grupos VI A o VII A de la tabla periódica e hidrógeno.   

                                                                  

No Metal + Hidrógeno           Ácido Hidrácido

S          +            H₂                    H₂S (ac)

Formulación:

Para escribir su fórmula, escribe el símbolo del hidrógeno y el del no metal con número de oxidación negativo; -1 para los del grupo VII (ac) indica que el ácido permanece disociado en solución acuosa.

Nomenclatura:

Toman el nombre genérico ácido, seguido del nombre del no metal terminado en el sufijo -hídrico.

HCl Ácido clorhídrico

  HBr Ácido bromhídrico

Función Sal Inorgánica

Las sales son compuestos iónicos sólidos y cristalinos a temperatura ambiente. Abundan en la tierra y en los océanos. Algunas son fundamentales para la vida.

Según el ácido que las originó, las sales pueden ser oxisales o sales haloideas. Algunos ejemplos del uso de las sales en el día a día: la sal común cloruro de sodio, adereza y preserva los alimentos. El mármol carbonato de calcio cristalino. La piedra caliza, las conchas de los moluscos, las perlas y el sarro de la tetera son básicamente la misma sal oxisal.

Sales Oxisales

Concepto:

Las Sales Oxisales se forman al reaccionar una base o hidróxido con un ácido oxácido.

Hidróxido + Ácido Oxácido             Sal Oxisal + Agua

KOH   +   HNO3                KNO3   +   H2O

Nomenclatura:

El nombre del anión proviene del ácido que lo origina, pero se cambian los sufijos según las siguientes reglas:

-oso por -ito

-ico por -ato

Ejemplo:

Ácido nitroso + hidróxido de potasio = nitrito de potasio

                            HNO₂          +             KOH                   KNO₂      +    H2O

Si, además el metal tiene dos estados de oxidación, su nombre termina en -oso e -ico, como en el hidróxido que originó la sal.

Ejemplo:

Ácido sulfúrico + hidróxido cúprico = sulfato cúprico

H2SO4     +           Cu(OH)2            CuSO4    +   2H₂O

Sales Haloideas

Concepto:       

Las sales haloideas se forman al neutralizar un ácido hidrácido con un hidróxido.

Hidróxido + Ácido Hidrácido = Sal Haloidea + Agua

NaOH +            HCl                  NaCl         +   H2O

Nomeclatura:

El anión se nombra cambiando el sufijo -hídrico del ácido del cual provienen por -uro. Si el metal tuviera dos estados de oxidación, termina en los sufijos -oso e -ico.

PbS = Sulfuro plumboso

PbS₂ = Sulfuro plúmbico