Introducción a la Química

Química: Es una ciencia (basada en el método científico) que estudia la materia, su composición, estados de agregación, propiedades, cambios y la energía asociada a esos cambios.

Importancia de la Química

La química ha contribuido significativamente al bienestar y comodidad de la humanidad.

La Química como Ciencia Central

Sus principios son fundamentales en diversas disciplinas, incluyendo:

• Biología
• Medicina
• Farmacia
• Ingeniería
• Oceanografía

Ramas de la Química

Algunos ejemplos de ramas de la química son:

• Química general
• Química inorgánica
• Química orgánica
• Química de elementos de transición
• Química nuclear
• Química física
• Electroquímica

Propiedades de la Materia

Propiedades No Características

No permiten identificar un material de forma única.

Masa

Cantidad de materia que posee un cuerpo. Se mide con una balanza.

Peso

Fuerza que ejerce la gravedad sobre un cuerpo (Peso = masa x gravedad [m x g (9,8 m/seg²) = fuerza]).

Volumen

Espacio que ocupa un cuerpo. Unidades: cm³, m³.

Volumenes de Sólidos Regulares

• Cubo: V = a³
• Rectángulo: V = l x a x h
• Esfera: V = (4/3) x π (3,1416) x r³
• Cilindro: V = π x r² x h

Volumen de Sólidos Irregulares

Se determina mediante el método de desplazamiento de volumen (volumen final – volumen inicial).

Temperatura

Grado de calor de un cuerpo.

Conversiones de temperatura:

• °C = (°F – 32) / 1.8
• °F = 1.8 x °C + 32
• K = °C + 273
• °C = K – 273

Propiedades Características

Permiten identificar y diferenciar sustancias.

Densidad

Relación entre la masa y el volumen de una sustancia (D = m/v; m = d x v; v = m/d).

Punto de Fusión

Temperatura a la cual un sólido pasa a estado líquido a una presión determinada.

Punto de Congelación

Temperatura a la cual un líquido pasa a estado sólido a una presión determinada.

Estados de Agregación de la Materia

• Sólido: Partículas muy cercanas.
• Líquido: Partículas medianamente separadas.
• Gas: Partículas muy separadas.
• Plasma: Estado de la materia ionizada.

Presión

Fuerza aplicada sobre una unidad de área.

Punto de Sublimación

Temperatura a la cual un sólido pasa a estado gaseoso a una presión determinada.

Diagrama de Fases

Representación gráfica de los estados de agregación de una sustancia en función de la temperatura y la presión.

Solubilidad

Máxima cantidad de una sustancia que se puede disolver en 100 gramos de agua a una temperatura dada. Generalmente, a mayor temperatura, mayor solubilidad (excepto para los gases).

Solvatación

Proceso en el que el solvente rodea y disuelve al soluto.

Solvente Polar

Siguiendo el principio “semejante disuelve a semejante”, los solventes polares disuelven solutos polares (ej: azúcar en agua).

Cada átomo de carbono forma cuatro enlaces.

Puente de Hidrógeno

Parte de la energía necesaria para hervir el agua se utiliza para romper los puentes de hidrógeno. Estos puentes permiten que el agua soporte el peso de algunos animales pequeños, como insectos.

Mezclas

Unión física de varias sustancias.

Características de las Mezclas

• Composición variable
• Propiedades que dependen de la composición
• Componentes separables por métodos físicos

Tipos de Mezclas

Mezclas Homogéneas

No se distinguen sus componentes a simple vista ni al microscopio.

• Soluciones: Formada por soluto y solvente.
• Coloides: Agregados moleculares suspendidos (ej: leche).

Mezclas Heterogéneas

Se distinguen sus componentes a simple vista o al microscopio.

• Groseras: Componentes fácilmente visibles (ej: ensalada, granito).
• Suspensiones: Los componentes se separan con el tiempo debido a la gravedad (ej: agua turbia, sangre).

Separación de Mezclas

Separación de Mezclas Heterogéneas

• Sólido – Líquido: Filtración
• Líquidos Inmiscibles: Decantación (separa líquidos de diferente densidad)
• Sólidos de Diferentes Tamaños: Tamizado
• Partículas de Hierro de Otros Sólidos: Imantacion
• Sólido Suspendido – Líquido: Centrifugación

Separación de Mezclas Homogéneas

• Solución Sólido – Líquido: Evaporación
• Separación de Colorantes: Cromatografía (papel, capa fina, gases o líquidos de alta presión)

Separación de Líquidos con Diferentes Puntos de Ebullición

• Destilación Simple: Líquidos con diferencia de 5°C o más en el punto de ebullición.
• Destilación Fraccionada: Líquidos con diferencia menor a 5°C en el punto de ebullición.
• Destilación al Vacío: Para separar líquidos con puntos de ebullición elevados.

Extracción

Separación por diferencia de solubilidad.

• Extracción de Productos Naturales: Trituración, adición de solvente, mezcla, filtración, evaporación/destilación.
• Extracción de Oro de Arena: Utilizando mercurio como solvente.

Etiquetas: Materia, métodos de separación, propiedades, química