QUIMICA GENERALEscuela de Tecnologa MdicaQF. Patricia Franco Nez

Introduccin a la qumica

reas de la qumica Qumica General: Estudia las propiedades comunes de todos los cuerpos y las leyes a las que estn sometidos los cambios que en ella se efectan.

Qumica Aplicada: Estudia las propiedades de cada una de las sustancias en particular, desde el punto de vista til medicinal, agrcola, industrial, etc.

Qumica Inorgnica: Estudia las sustancias que provienen el reino mineral

Qumica Orgnica: Estudia principalmente los compuestos que provienen seres vivos, animales y vegetales.

Qumica Analtica: Ciencia que estudia el conjunto de principios, leyes y tcnicas cuya finalidad es la determinacin de la composicin qumica de una muestra.

Bioqumica: Estudia propiedades, reacciones, y productos que participan en los procesos vitales.

Cintica qumica: Estudia la velocidad de las reacciones qumicas.

Termodinmica: Observacin y medida de las propiedades microscpicas de las sustancias (P,V,T) que permite calcular otras magnitudes como calor y trabajo.

Qumica ambiental: Area de la quimica que estudia el medio ambiente

CONCEPTOS BASICOS DE QUIMICA

QUE ES QUIMICA?

Se pueden sealar algunas definiciones referentes al concepto de qumica .Generalmente las definiciones dependen del autor y de sus ideas con respecto a ella.

Qumica es la rama de la ciencias fsica estrechamente relacionadas con fsicas y que trata esencialmente de la composicin y el comportamiento de la naturaleza

Qumica es una ciencia que estudia la naturaleza de la materia y los cambios en la composicin de la misma

Qumica Analtica y Anlisis Qumico

Qumica Analtica. Ciencia que estudia el conjunto de principios, leyes y tcnicas cuya finalidad es la determinacin de la composicin qumica de una muestra.Anlisis Qumico. Conjunto de tcnicas utilizadas para conocer la composicin de una muestra.Qu?Cuanto?Anlisis CualitativoAnlisis CuantitativoLos mtodos analticos se basan en la observacin de propiedades qumicas y fsico-qumicas de los elementos o compuestos que constituyen la muestra

Fenmenos o trasformacionesSe denomina transformaciones a todo cambio o fenmenos que sufre la materia por accin de una energa. En nuestra naturaleza se conoce tres tipos o :Fenmenos FsicosFenmenos qumicosFenmenos alotrpicosFenmenos nuclearesclases de fenmenos

La Qumica es una ciencia experimental que estudia las sustancias, sus propiedades y lastransformaciones que sufren stas al interactuar con la energa, para dar lugar a otras nuevassustancias.

An cuando se dice que la materia del universo es objeto de estudio de la Qumica, es necesario precisar que la qumica es una ciencia cuyo objeto de estudio son las sustancias. Un cuerpo material Un cuerpo material es una porcin limitada de materia,que puede ser homogneo o heterogneo.Son todas las sustancias y mezclas de sustancias de que estn hechos los objetos, los seres y los cuerpos. Un determinado material puede estar constituido por una o varias sustancias.Los materiales que constan de varias sustancias se denominan mezclas.

La tierra, por ejemplo es un cuerpo material que contiene muchsimas sustancias, como metales, no metales, xidos, carbonatos, silicatos, nitratos, fosfatos, entre otros. El ser humano tuvo que aprender a separarlas sustancias de este material. Cmo definir sustancia?Sustancia es un cuerpo material homogneo que consta de un slo tipo de componente, y que posee propiedades especficas que la distingue de las demsLos componentes de las sustancias pueden ser pequeas partculas como, tomos, iones o molculas. Hasta abril de 2007 haba registradas 31,264,839 sustancias orgnicas e inorgnicas.

QUIMICALas habilidades cognitivas que pueden desarrollarsemediante esta actividad, son la de observacin, la formulacin de preguntas, el planteamiento de hiptesis, la bsqueda de informacin, la experimentacin y la contrastacin de resultados con las teoras cientficas.

Campo de AccinEl campo de aplicacin de la Qumica es muy amplio, pues los conocimientos qumicos contribuyena comprender fenmenos de la fsica, la biologa, la astronoma, la agricultura, la investigacinespacial, la geologa, la medicina, la ciencia de los materiales y los problemas relacionadoscon el medio ambiente, entre otros.Es a travs del mtodo cientfico, como la qumica busca aprovechar las propiedades y los cambios qumicos de las sustancias para proporcionar satisfactores que mejoren nuestra salud y nuestras condiciones de vida.

Beneficios

BENEFICIOSLa Qumica proporciona productos para uso en el hogar, talescomo: jabones, pastas dentales, cerillos, limpiadores,blanqueadores, plsticos, etc.Las telas con que nos vestimos y decoramos la casa, se fabrican en gran medida con fibras sintticas producidas por reacciones qumicas, as como los colorantes con los que se tien.La qumica est presente en la agricultura, en la produccin de fertilizantes e insecticidas que mejoran los cultivos y adems permiten obtener abundantes cosechas.Juega un papel muy importante en el procesamiento y conservacin de los alimentos.La fabricacin de frmacos, ya sea extrados de productos naturales o sintticos han contribuido a mejorar la salud y a prolongar la vida de los seres humanos.Los refrigerantes hacen posible que se conserven grandes cantidades de productos alimenticios.Nuestro Cuerpo

Riesgos

RIESGOSEn infinidad de ocasiones el hombre se ha interesado ms por tener comodidadesy la oportunidad de llevar una vida ms saludable, sin considerar los riesgosque implica el disfrutar de estos satisfactores. Por ejemplo, nos resultamuy cmodo arrojar los desechos al drenaje, sin considerar que stos desembocanen los ros sin tratamiento alguno y que esto contribuye a la contaminacindel agua. Recuerda: El dao que le haces al planeta, te lo haces a ti mismo.Desplazarnos en automvil propio es muy cmodo, pero cuandomillones de personas lo hacen, la emisin de contaminantes a laatmsfera aumenta y se genera un peligro que puede ser mortal.Pero adems, las necesidades de energa traen consigo mayoresvolmenes de CO2 provocando un mayor calentamiento global delplaneta.

Peso y masa

MASAPESOCantidad de materia que posee un cuerpo.Es la fuerza que ejerce esa materia, y depende de la masa que tenga.Se mide en kilogramos (kg).Como cualquier fuerza, se mide en newton (N).Se utiliza una balanza o bscula para medirlo.Para conocer el peso, necesitamos conocer la aceleracin de la gravedad de nuestro planeta (9,8 m/s2. Es diferente en cada planeta.

Mezclas y sustancias PurasLas sustancias se clasifican en sustancias puras y mezclas.

Se llama sustancia pura a aquella que no se puede descomponer en otras mediante procedimientos fsicos (como calentamiento o un campo magntico). Es posible que la sustancia pura se descomponga mediante procesos qumicos. Si ello es posible, se dice que la sustancia es compuesta; en caso contrario, se dice que es una sustancia simple.

Se llama mezcla al resultado de la combinacin de varias sustancias puras, y es posible la separacin de stas mediante procedimientos fsicos (destilacin, evaporacin, suspensin y filtracin) y mecnicos (decantacin e imantacin).

Se dice mezcla homognea a aquella en la que las propiedades intensivas son las mismas en toda la mezcla (por ejemplo, sal disuelta en agua). Estas propiedades intensivas son las que no dependen de la cantidad de material considerado (por ejemplo, densidad, sabor, viscosidad, calor especfico).

Existe un mtodo, que se apoya en el efecto Tyndall, que permite determinar con facilidad si se trata de una mezcla homognea. Para que una mezcla se pueda considerar homognea no se deben poder observar partculas en suspensin al iluminar la mezcla mientras se observa en direccin perpendicular a la del haz de luz.

Se dice mezcla heterognea a aquella en la que las partes mantienen propiedades intensivas diferentes (por ejemplo, arena mezclada con serrn).

- EVAPORACIN Y CRISTALIZACIN.- DESTILACIN.- Decantacin.- FILTRACIN.

MateriaMateria: Es todo aquello que ocupa un lugar en el espacio y tiene masa.Tipos de materia: elementos, compuestos y mezclasEstados de la materia: Slido, lquido, gaseoso, plasma, y, por supuesto, los exticos condensados de Bose-Einstein y condensados ferminicos

Ley de la conservacin de la masa (Antoine Laurent Lavoisier,1777) padre de la qumica modernaEn una reaccin qumica, la suma de las masa de los reactivos siempre es igual a la suma de las masas de los productos

PROPIEDADES DE LA MATERIA

Hay dos tipos de propiedades que presenta la Materia, Propiedades Extensivas y Propiedades Intensivas.

Las Propiedades Extensivas dependen de la cantidad de Materia, por ejemplo, el peso, volumen, longitud, energa potencial, calor, etc.

Las Propiedades Intensivas no dependen de la Cantidad de Materia y pueden ser una relacin de propiedades, por ejemplo: Temperatura, Punto de Fusin, Punto de Ebullicin, Indice de Refraccin, Calor Especfico, Densidad, Concentracin, etc. Las Propiedades Intensivas pueden servir para identificar y caracterizar una sustancia pura.

Todos los cuerpos tienen masa ya que estn compuestos por materia. Tambin tienen peso, ya que son atrados por la fuerza de gravedad. Por lo tanto, la masa y el peso son dos propiedades diferentes y no deben confundirse. Otra propiedad de la materia es el volumen, porque todo cuerpo ocupa un lugar en el espacio. A partir de las propiedades anteriores surgen, entre otras, propiedades como la impenetrabilidad y la dilatabilidad

PurasTipos de materia

SustanciasMezclas

Naturaleza corpuscular de la Materia

Estados de la materia

LA CLASIFICACIN DE LA MATERIA

Clasificacin de la materiaMateria

Mezclas Sustancias puras mtodos fsicos Elementos Compuestos mtodos qumicosHomogneas Heterogneas

MATERIAMEDIDASCLASIFICACIONMEZCLASSUSTANCIASHECTEROGENEASHOMOGENEASPROPIEDADESQUIMICOFISICOELEMENTOSCOMPUESTOSESTADOSMapa de concepto

Caractersticas de los sistemas coloidalesDispersin coloidal: tamao de partcula 1 nm a 1 mDispersinfase dispersante (fase continua)fase dispersa (material particulado)Energa libre interfacial intestabilidad termodinmica

EnergaEs la propiedad o capacidad que produce un efecto o diversos tipos de cambiosTipos de energa: cintica y potencial.Energa cintica: Del movimiento. Es proporcional a su temperatura absoluta.Energa potencial: De posicin o fija, puede ser liberada para producir energa cintica

FORMAS Y TRANSFORMACIONES DE LA ENERGA III.La energa puede manifestarse de muchas formas. Por ejemplo:Mecnica. La energa relacionada con los cuerpos o la materia en movimiento. Puede ser:Cintica:la que tiene una masa movindose a una velocidad.

Potencial: la que tiene un cuerpo debido a su posicin en el espacio (gravedad) o a su deformacin (tensin, torsin, etc)

LEY DE LA CONSERVACIN DE LA ENERGA:No puede crearse ni destruirse, slo puede transformarse

La EnergaTRANSFERENCIACALORTRABAJODesplazamientoDiferencia de temperatura

La EnergaEl calor es la energa que se transfiere entre dos cuerpos como consecuencia de su diferencia de temperatura.A16CB8CA12CB12CTemperatura final =Temperatura Lata A + Temperatura Lata B ----------------------------------------------------------- 2

= (16 +8)/2 = 12CLa que tiene ms temperatura se lo pasa al que menos

La EnergaFUNCIONES DE LA ENERGA El oxgeno del aire que respiramos convierte los alimentos que tomamos en energa por medio de reacciones qumicas.

La EnergaFUNCIONES DE LA ENERGA Diseamos herramientas que nos ayudan a canalizar nuestra energa en un punto concreto o incluso multiplicarla, facilitndonos la realizacin de diferentes actividades.PoleaPalancaMartillo

La EnergaTIPOS DE ENERGA1-Trmica o calorficaEs la que tiene un cuerpo caliente. Esta energa siempre pasa del cuerpo que est caliente a otro que est ms fro.TrmicaMecnicaQumica

La EnergaTIPOS DE ENERGA1-Trmica o calorfica Se puede obtener energa trmica a partir de la combustin de algn combustible fsil (petrleo, gas natural o carbn).Carbn Produccin de energa elctrica. El vapor producido mueve las piezas de los motores (barco de vapor).Barco de vapor

La EnergaTIPOS DE ENERGA1-Trmica o calorficaCalor obtenido de la naturalezaEnerga calorfica que procede del interior de la Tierra. El ncleo terrestre tiene una temperatura que puede alcanzar los 4000 C disminuyendo a medida que nos acercamos a la superficie.ENERGA GEOTRMICATrmicaMecnicaQumica

La EnergaTIPOS DE ENERGA1-Trmica o calorficaEn energa nuclear llamamos fisin nuclear a la divisin del ncleo de un tomo. El ncleo se convierte en diversos fragmentos. La fisin nuclear puede ocurrir cuando un ncleo de un tomo pesado captura un neutrn, o puede ocurrir espontneamente. Esta reaccin nuclear desprende energa.TrmicaMecnicaQumica

La EnergaTIPOS DE ENERGA2-MecnicaLa Energa mecnica es la producida por fuerzas de tipo mecnico, como la elasticidad, la gravitacin, etc., y la poseen los cuerpos por el hecho de moverse o de encontrarse desplazados de su posicin de equilibrio.Elasticidad (movimiento)Gravedad (movimiento)Elasticidad (movimiento)Monopatn (movimiento)TrmicaMecnicaQumica

La EnergaTIPOS DE ENERGA2-MecnicaENERGA CINTICACuando un cuerpo est en movimiento posee energa cintica ya que al chocar contra otro puede moverlo y, por lo tanto, producir un trabajo. Para ponerlo en movimiento, es necesario aplicarle una fuerza.TrmicaMecnicaQumica

La EnergaTIPOS DE ENERGA2-MecnicaENERGA CINTICACuanto mayor sea el tiempo que est actuando dicha fuerza (por ejemplo, nosotros empujando una vagoneta), mayor ser la velocidad del cuerpo y, por lo tanto, su energa cintica ser tambin mayor. Va aumentando la velocidad de forma constante si la fuerza que aplicamos sigue siendo la misma (la vagoneta avanza ms rpido).TrmicaMecnicaQumica

La EnergaTIPOS DE ENERGAENERGA POTENCIAL ELSTICALa energa potencial elstica es energa potencial almacenada como consecuencia de la deformacin de un objeto elstico, tal como el estiramiento de un muelle.2-MecnicaTrmicaMecnicaQumicaSe deforma, pero luego, tras aplicar la fuerza, vuelve a su estado originalEs una fuerza la que permite deformarlos

La EnergaTIPOS DE ENERGAENERGA POTENCIAL GRAVITATORIAEs la que tienen los cuerpos debido a la gravedad de la tierra. Se mueven debido a la fuerza de atraccin que ejercen sobre ellos. Es lo que pasa cuando subimos una roca a una montaa y sta se cae, o cuando estamos en una montaa rusa.2-Mecnica

La EnergaTIPOS DE ENERGACMO CALCULAMOS CADA UNA DE ESTAS ENERGAS?Energa potencial gravitatoria = masa * gravedad * alturaA mayor altura en que se encuentre el objeto que lanzamos, o a mayor masa tenga ste, mayor ser la energa potencial. La aceleracin de gravedad nunca vara (98 m/s2).Energa potencial elstica = (constante elstica)(deformacin)A mayor deformacin (estiramiento, fuerza aplicada), ms energa potencial. La masa del objeto no influye para nada.Una vez soltados, se mueven y se convierten en energa cintica2-MecnicaTrmicaMecnicaQumica

La EnergaACTIVIDADES:Vamos a hacer las actividades de esta ficha. El profesor os habr dado una copia. Vienen las soluciones, pero igualmente tenis que resolverlos.

TIPOS DE ENERGATrmicaMecnicaQumicaLa Energa3-QumicaEs un proceso en el que una o ms sustancias reaccionan para dar lugar a otras sustancias con propiedades diferentes.ReactivosProductosLo nuevo que forman al combinarseLos que se combinan

TIPOS DE ENERGATrmicaMecnicaQumicaLa Energa3-QumicaUna reaccin qumica se expresa por medio de ecuaciones qumicas: En el primer trmino se escriben las frmulas de los reactivos y en el segundo, las de los productos.QU ES LA TABLA PERIDICA?

TIPOS DE ENERGATrmicaMecnicaQumicaLa Energa3-QumicaQU TIPOS DE REACCIONES QUMICAS EXISTEN?2. Reacciones endotrmicas: Se necesita absorber energa del exterior en forma de calor, luz, etc. Ocurre esto al cocinar un huevo, al soldar un metal, moldear herraduras, etc.Frer un huevoSoldar un metal

La EnergaTIPOS DE ENERGATrmicaMecnicaQumicaLos tomos son la unidad bsica de toda la materia, la estructura que define a todos los elementos y tiene propiedades qumicas bien definidas. Todos los elementos qumicos de la tabla peridica estn compuestos por tomos con exactamente la misma estructura y a su vez, stos se componen de tres tipos de partculas, como los protones, los neutrones y los electrones.

La EnergaTIPOS DE ENERGATrmicaMecnicaQumica4-Energa NuclearConstitucin del tomo Ncleo: Es el centro del tomo, es la parte ms pequea del tomo y all se conservan todas sus propiedades qumicas. Casi que toda la masa del tomo reside en el ncleo. Protones: Son uno de los tipos de partculas que se encuentran en el ncleo de un tomo y tienen carga elctrica positiva. No se mueven. Neutrones: Los neutrones son partculas ubicadas en el ncleo y tienen una carga neutra. No se mueven. Electrones: stas son las partculas que orbitan (se mueven) alrededor del ncleo de un tomo, tienen carga negativa y son atrados elctricamente a los protones de carga positiva.

La EnergaTIPOS DE ENERGATrmicaMecnicaQumicaLa materia puede transformarse en energa y que las partculas tienen energa independientemente de la velocidad que lleven.La energa de un cuerpo en reposo es equivalente a la masa en reposo multiplicada por la velocidad de la luz (300.000 km/s) al cuadrado. Ese fue el origen de la era nuclear.(Relatividad)Origen de la energa nuclear

La EnergaFUENTES DE ENERGAEnergas RENOVABLESENERGA SOLAR El Sol desprende grandes cantidades de energa trmica (calor) y luminosa. Puede convertirse en elctrica a partir de centrales solares trmicas. La luz solar se transforma directamente en electricidad empleando clulas solares o fotovoltaicas.Los rayos solares impactan sobre la superficie del panel, penetrando es este y siendo absorbidos por materiales semiconductores, como el Silicio o el arseniuro de galio.

*Explicar la diferencia entre masa y peso pasando por cada tipo (concepto, unidad de medida y medida en s), y comentar que segn el planeta en donde estemos, pesaremos de forma diferente debido a la aceleracin (fuerza gravitatoria) que hay en dicho planeta. Calcular la fuerza de nuestro peso.***Es la capacidad para generar un trabajo.*Hacer este ejemplo en la pizarra.*Reacciones qumicas: Explicar el grfico, como surgen reacciones qumicas en el interior de nuestro cuerpo durante el proceso de digestin. Los nutrientes se descomponen en partculas ms pequeas. Es una reaccin qumica que origina dicho producto.*Explicar cmo acta cada mquina para canalizar la fuerza. La polea nos permite transmitir la fuerza y multiplicarla, para as poder levantar el bloque de hierro. Lo mismo con la palanca, que al dar el salto encima de ella, logra transferir la fuerza de forma multiplicada en un punto, que es donde est la piedra, permitiendo levantarla. En cuanto al martillo, canalizamos la fuerza y se concentra toda ella en un solo punto, de forma que logremos clavar aquello que deseemos clavar (ej: un clavo).*Recordar el ejemplo de las latas, y mostrar el enlace. Explicar la teora y los grficos animados que aparecen en ella. La energa trmica permite encender las bombillas (energa elctrica, al calentarse el filamento) y dar calor (calefaccin). **Se puede extraer energa de cualquier material, ya que todo lo que hay sobre la Tierra est compuesto por tomos. Un tomo est formado por un ncleo con protones y neutrones, y hay electrones girando alrededor de l. Los neutrones y protones se atraen gracias a una fuerza nuclear. Si se rompe esa unin, se desprende una gran cantidad de energa. Normalmente la fisin nuclear es bombardear tomos para que se desprenda dicha energa. Normalmente usamos elementos como el uranio. Esa energa desprendida termina fluyendo por el agua, el cual se calienta. El vapor que desprende pasa por unos circuitos conectados a una turbina que, al estar conectado a un autogenerador, produce energa elctrica.*Se refiere a aquella energa producida tras aplicarle una fuerza que le produzca elasticidad, o movimiento, o la fuerza gravitatoria.*Esa fuerza constante estara relacionada con la aceleracin con la que el objeto se va desplazando. La velocidad a la que se mueve aumenta de forma constante debido a que la aceleracin (fuerza) se mantiene.*La energa potencial es aquella que resulta de la posicin de un objeto, el cual ya por ese motivo tiene suficiente capacidad para realizar un trabajo. Influyen la altura y el peso del cuerpo.*Plantear la teora, realizar las actividades de los simuladores y ver qu resultados tenemos. En el primer caso, vemos cmo va aumentando la energa a medida que vayamos modificando la masa o la altura (probar las dos cosas, primero una cosa, y luego la otra). Cuando se caiga, ser horrible la energa que desprenda (eso s, ser energa cintica). La aceleracin nunca vara. En el segundo caso (darle a la opcin Epe), pues la masa no influye para nada. Pero si estiramos con una mayor fuerza y lo deformamos ms, pues la energa ser mayor.*Ley de la conservacin de la energa.*Mostrar la tabla. Comentarla y mencionar algunos elementos. Decirles que si se combinan, forman compuestos.*Mostrar los vdeos y comentarlos. Adems, comentar que el huevo absorbe el calor emitido por el aceite al calentarse, y gracias a eso se fre. No se ve muy bien el vdeo*No abrir el enlace, no hace falta. Dibujar el tomo en la pizarra.*Una vez explicada la diapositiva (el esquema), exponer el simulador de la pgina web. Ah se ve cmo funciona un tomo por dentro.*Ver vdeo. Se trata de que la materia puede expulsar energa tras modificar su estado, juntarlo a otro objeto, y las partculas emiten o descargan esa energa. E = mc2. M = materia, E = energa de la luz, c= velocidad de la luz (30.000 km/s). Se pensaba que la materia y la energa eran dos cosas separadas. En realidad, forman parte de un todo (M-E). Todo cuerpo tiene energa, y podemos extraer su energa para realizar determinadas tareas. El movimiento de un cuerpo respecto al movimiento de otro. Nos movemos aunque no lo parezca.*