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.
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.
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.
- 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.
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
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:
-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
H2SO4
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
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
Ácido Hidrácido
S + H2 H2S (ac)
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
Sal Oxisal + Agua
KOH + HNO3 KNO3 + H2O
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
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
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
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