Institución educativa nuestra señora del pilar






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fecha de publicación03.12.2015
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INSTITUCIÓN EDUCATIVA NUESTRA SEÑORA DEL PILAR
PLAN DE APOYO

AREA(S): Ciencias Naturales

ASIGNATURA: Química
GRADO: noveno
PROFESOR: AYDA CELIA PORRAS RUSSI
ESTUDIANTE:



Conceptos Fundamentales de Química





Naturaleza de la Química

 

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CONCEPTO: La química es la ciencia que estudia la materia, su composición, estructura, propiedades, transformaciones y los fenómenos energéticos que se producen durante esas transformaciones.

Ejemplo: Si como ejemplo de materia se toma el agua tenemos: su composición indica que está formada por 11.11% de hidrogeno y 88.89% de oxigeno. La estructura de una sustancia se refiere a la forma como se distribuyen sus átomos en las moléculas, el agua presenta una estructura angular, como lo indica la figura siguiente:

Las propiedades constituyen el conjunto de características que identifican a cada sustancia y la diferencian de las demás. El paso de liquido a gas y la descomposición en hidrogeno y oxigeno son dos de las transformaciones que el agua puede sufrir debido a la acción de la energía.

 DIVISIÓN DE LA QUÍMICA

La química es una ciencia muy extensa y, para facilitar su estudio, es necesario dividirla en diferentes ramas; algunas son:

Química general: Trata las propiedades, estructura de la materia y las leyes que rigen los procesos químicos.

Química orgánica: Estudia la mayoría de los compuestos que poseen carbono en su composición; también se conoce como Química del carbono.

Química inorgánica: Trata las sustancias que no poseen carbono en su composición. Algunos compuestos del carbono, como el dióxido de carbono (CO2), el acido carbónico (H2CO3) y sus sales, los carbonatos, se consideran como compuestos inorgánicos o minerales.

Química analítica: Constituye la parte experimental de la química; identifica y determina la estructura y composición de la materia. Se subdivide en:

Análisis cualitativo: Si identifica los componentes (elementos o compuestos) de una porción de materia.


Análisis cuantitativo: determina las cantidades precisas de cada uno de los componentes de una muestra determinada de sustancia.

Química biológica o bioquímica: Estudia los procesos químicos que se suceden en los seres vivos, como la digestión y la fotosíntesis.

Fisicoquímica: Estudia la estructura de la materia y los cambios energéticos que se suceden durante los procesos químicos.

Química nuclear: Trata la naturaleza intima de la materia y la actividad química de los núcleos atómicos como la radioactividad.

 

CONCEPTOS FUNDAMENTALES

MATERIA

La materia se define como todo lo que tiene masa y ocupa un lugar en el espacio. (Concepto clásico).

La materia es energía concentrada (Einstein).

MASA (M)

La masa de un cuerpo es la medida de la resistencia que opone a cambiar el estado de reposo o de movimiento en que se encuentra. La masa de un cuerpo no depende de ningún factor externo, es una propiedad intrínseca del mismo, no cambia de ningún lugar a otro. Se determina con la balanza.

INERCIA

Es la tendencia que presenta un cuerpo de conservar su estado de reposo o moviendo en que se encuentre; cuando esta quieto de continuar quieto y cuando esta en movimiento de continuarlo de manera rectilínea y uniforme.

La inercia esta relaciona de manera directa con la masa ya que a mayor masa mayor inercia.

PESO (W)

El peso de un cuerpo es la medida de la atracción gravitacional de la tierra sobre dicho cuerpo. El peso esta relacionado con la masa del cuerpo y cambia según su distancia al centro de la tierra pues la aceleración de la gravedad también cambia.

El peso de los cuerpos es variable, es una propiedad extrínseca y se mide con el dinamómetro.

El peso de un astronauta en la luna es la sexta parte de su peso en la tierra, pues la aceleración de la gravedad en la luna es seis veces menor.

El peso de un cuerpo se puede determinar mediante la expresión: w = mg: donde m es la masa del cuerpo y g es el valor de la aceleración de la gravedad.

El peso se mide en: Newton (N), Dinas, Kilogramos fuerza (Kgf), gramos fuerza (gf) y libras fuerza (Lbf).


VOLUMEN (V)

El volumen la medida del espacio ocupado por un cuerpo. Se mide en m3, cm3 , ft3.

DENSIDAD (D)

La densidad se define como la relación entre la masa y el volumen ocupado por un cuerpo (d = m/v). Las unidades de densidad son: para sólidos y líquidos g/ cm3 y para los gases normalmente se expresa g/L.

IMPENETRABILIDAD

Es un principio que establece que el espacio ocupado por un cuerpo no puede ser ocupado por otro al mismo tiempo.

DUREZA

Es una medida de la resistencia que ofrece un cuerpo a dejarse rayar por otro. Para medir la dureza de un material existe una escala dada por Mohs que consta de diez minerales a los que se les asigno un valor entero del uno al diez, dicha escala es:

 

1

Talco

4

Fluorita

7

Cuarzo

10

Diamante

2

Yeso

5

Apatita

8

Topacio







3

Calcita

6

Feldespato

9

Corindón







Para determinar la dureza de un material se hace la prueba del rayado teniendo en cuenta que un material más duro raya a otro de menor dureza; dos materiales que tengan igual dureza no se rayan entre si.


DUCTILIDAD

Propiedad que presentan algunos materiales de dejarse convertir en hilos.

MALEABILIDAD

Propiedad que presentan algunos materiales de dejarse convertir en láminas.
 

PROPIEDADES DE LA MATERIA

 

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TEMPERATURA

La materia esta formada por partículas que permanecen en continuo movimiento, por consiguiente poseen energía cinética. La energía cinética promedio de un grupo de partículas determina su temperatura.

La temperatura es una medida del grado de agitación molecular de un cuerpo, permite determinar la sensación de frió o de calor y determina la dirección en la cual fluye el calor. Un cuerpo a una temperatura alta tiene una cantidad de energía térmica mayor, que el mismo objeto a una temperatura mas baja.

El calor y la temperatura están íntimamente relacionados, pero son dos conceptos muy diferentes. La diferencia la podemos observar cuando se caliente agua en dos recipientes, a igual temperatura (10ºC) hasta alcanzar la temperatura de 100ºC. Se consume mas calor para el recipiente que posee la mayor cantidad de agua a pesar que la temperatura final es igual para ambos casos.

Medida de la temperatura: Para medir la temperatura de los cuerpos se emplean los termómetros, los que se basan en la dilatación que experimenta la materia con el mercurio y el alcohol, cuando aumenta la temperatura.

ESCALAS DE TEMPERATURA:

 

Existen diferentes escalas de temperatura, las mas utilizadas son: Celsius o centígrada (ºC), Kelvin o absoluta (K), y la de Fahrenheit (ºF).

Escala Celsius o centígrada (ºC): Ideada por Anders Celsius; para graduar el termómetro lo introdujo en una mezcla de agua y hielo y el nivel alcanzado por el mercurio lo marco como 0ºC y se conoce como punto de congelación (Pc) del agua, luego se llevo el termómetro dentro del agua en ebullición y el nivel del mercurio se indico como 100ºC y se conoce como punto de ebullición del agua (Pe). La temperatura mínima (Tm), teóricamente posible corresponde a – 273ºC.

Como el punto cero fue asignado arbitrariamente, se indican como temperaturas negativas las que están por debajo de cero y positivas las que están por encima.

Escala de Fahrenheit (ºF): Ideada por Gabriel Fahrenheit, en la misma forma como se hizo con la escala Celsius pero tomado como punto de congelación del agua 32ºF y

212 ºF como su punto de ebullición. En este caso la temperatura mínima posible corresponde a -460 ºF.

Escala Kelvin o absoluta (K): La experiencia indica que no es posible lograr temperaturas inferiores a -273ºC esta temperatura mínima se conoce como cero absoluto. El fundamento de esta escala es que no considera temperaturas negativas. El cero absoluto corresponde a 0 K. Un grado Kelvin tiene el mismo valor de un grado Celsius pero es mayor a un grado Fahrenheit.

De la observación de la figura anterior podemos deducir las siguientes ecuaciones que nos permiten llevar temperaturas de una a otra escala:

 

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• Ejercicios:

1. Determinar la densidad de un material cúbico de 15 cm de lado, sabiendo que su masa es 16.500 gramos.

2. Un objeto de forma cónica tiene como radio 5 cm y altura 12 cm ¿Cuál es su densidad si la masa es 1442 gramos?

3. Un material de densidad 18.3 g/ cm3 ocupa un volumen de 60 cm3. Calcular la masa del material.

4. 900 gramos de una material esférico, cuya densidad es de 7.8 g/ cm3 ¿Qué radio tiene?

5. Un metal de forma cilíndrica circular recto tiene como radio 3 cm y altura 20 cm, si su densidad es 3.5 g/ cm3. ¿Cuál es su masa?

6. Al sumergir un objeto no poroso en una probeta que contiene 87 ml de agua, el nivel del agua sube hasta 160 ml ¿Cuál es la densidad del objeto si la masa es 1300 g?

7. Un picnómetro cuya capacidad es 25 ml tiene una masa de 40 g cuando esta vacío, al llenarlo con alcohol la masa es 62 g. Determinar la densidad del alcohol.

8. ¿Qué volumen ocupa un cuerpo de masa 12 Kg., cuya densidad es 5.7 g/cm3?

9. Establezca diferencias entre fenómeno químico y fenómeno físico.

10. Dar tres ejemplos de fenómeno químico explicando el por qué.

11. Un recipiente vacío tiene una masa de 65 g, lleno de agua tiene una masa de 115 g, y al llenarlo de un líquido la masa es de 110 g. Determinar la masa y la densidad del líquido, (densidad del agua 1 g/ cm3).

12. Expresar en ºC las siguientes temperaturas:

a. 190 ºF
b. 700 ºR
c. 220 K
d. 160 ºF
e. -60 ºF

13. ¿Cuál es la densidad de un cubo de metal cuya arista mide 4 cm. Si tiene una masa de 535 g?

14. Un recipiente vacío tiene una masa de 800 g. cuando se llana de agua su masa es 1850 g, y con leche 1970 g. Determine la densidad de la leche (densidad del agua 1 g/cm3).

15. El volumen ocupado por 27.8 g de un metal es igual al volumen ocupado por 2.7 g de agua. Determine la densidad del metal.

16. Al introducir un solidó en una probeta que contiene 60 ml. De agua el nivel sube hasta 85 m. si la masa del solidó es 195 g, calcular la densidad del solidó.

17. Un picnómetro vacío tiene una masa de 40 g; lleno con un líquido, su masa es de 58 g. si la capacidad del picnómetro es 20 ml. Calcular la densidad del líquido.

18. Una esfera metálica de radio 2.5 cm, tiene una masa de 1100 g. calcular la densidad del metal.

19. Considerando las tres escalas de temperatura (centígrada, kelvin y Fahrenheit). Convierta las otras escalas las temperaturas mencionadas en los siguientes enunciados.

a. La temperatura normal del cuerpo es aproximadamente de 37ºC
b. Para hornear una torta precaliente el horno a 350ºF
c. Una persona con fiebre tiene 103ºF
d. El tungsteno, metal utilizado en el filamento de las bombillas eléctricas funde a 3673k

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