Carboxílocos, Química para todos.

Definición de la materia

Lo que ocupa espacio y posee masa (o peso) es materia.

Introducción a la química. Reverte Howard L.Ritter 1956. Universidad de Miami, Oxford

Sistema material

Cualquier porción de materia considerada aisladamente, es un sistema material. Un trozo de roca, el agua contenida en un vaso, el gas contenido en un recipiente cerrado, son ejemplos de sistemas materiales.

Cada sistema material, posee cierta cantidad de masa y de energía, y ocupa un determinado volumen.

A) Cantidad de masa. El coeficiente entre el peso p, de un sistema material y el valor de la aceleración de la gravedad g, en el lugar considerando:

B) Contenido de energía. Todo sistema material a cualquier temperatura y presión, establecidas, posee una determinada cantidad de energía. Cuando un sistema se enfría se substrae calor, por lo tanto, energía contenida en él. Por el contrario, calentar un sistema material es transferirle calor, por tanto, aumentar su contenido de energía. El cero absoluto seria el estado en el que no podría substraerse más energía de un sistema material. Por tanto, en ese estado, la energía contenida en el sistema sería cero. Esta se mide en julios (J).

C) Volumen. Es el espacio ocupado por el sistema material considerado. La unidad es el metro cúbico 8.

Clasificación de la materia

La materia se clasifica en sustancias puras y mezclas

Una sustancia pura presenta composición fija, no puede separarse por medios físicos y su temperatura permanece constante durante el cambio de estado (fusión o ebullición).

Se puede dividir en sustancias puras elemento y sustancias puras compuesto.

Sustancia pura elemento: son las sustancias puras más simples y no se descomponen con medios químicos. Ejemplo Au (oro).

Sustancias puras compuestos: su característica es que está formado por 2 o más elementos y puede descomponerse por medios químicos. Ejemplo NaCl (sal).

Las mezclas se encuentran formadas por 2 ó más sustancias puras. Su composición es variable. Se distinguen dos grandes grupos: Mezclas homogéneas y Mezclas heterogéneas.

- Mezclas homogéneas: También llamadas Disoluciones. Son mezclas en las que no se pueden distinguir sus componentes a simple vista, están formadas por 2 o más sustancias y presentan una sola fase. Ejemplo: Disolución de sal en agua, el aire, una aleación de oro y cobre, etc.

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- Mezclas heterogéneas: Son mezclas en las que se pueden distinguir a los componentes a simple vista, estan formados por dos o mas componentes y presentan 2 o más fases. Ejemplo: Agua con aceite, granito, arena en agua, etc.

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Propiedades de la materia

Cada materia (sustancia) tiene un conjunto de propiedades, características que le dan su identidad única. Las propiedades “rasgos de la personalidad” de las sustancias, se clasifican como físicas o químicas.

Propiedades físicas

Son aquellas que se pueden determinar sin alterar la identidad de la sustancia (material): pueden ser generadas y particulares.

Propiedades físicas generales: Inercia, extensión, impenetrabilidad, discontinuidad, indestructibilidad y divisibilidad.

Propiedades físicas particulares: son las que identifican realmente a la sustancia (huella dactilar de una sustancia en partículas) y son: densidad, dureza, maleabilidad, ductilidad, elasticidad y calor.

Propiedades químicas:

Son aquellas que describen el comportamiento de una sustancia en las reacciones químicas, en las que se modifican su identidad química del material:

Acidez: Es la propiedad de tener sabor agrio que manifiestan ciertas sustancias, de reaccionar con metales activos como el magnesio (Mg) y el cinc o zinc (Zn), desprendiendo hidrógeno, además de cambiar el papel tornasol azul a rojo.

Basicidad: Es la propiedad que tienen ciertas sustancias de poseer una consistencia jabonosa al encontrarse en solución y de neutralizar los ácidos, así como de cambiar el papel tornasol rojo a azul.

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-Oxidación: Es todo proceso por el cual un átomo o ión cede electrones.

-Reducción: Es todo proceso por el cual un átomo o ión gana electrones.

-Combustión: Es todo proceso de oxidación rápida que se produce con desprendimiento de calor y, algunas veces, luz.

-Esterificación: Es un proceso químico que se da entre un ácido graso y un alcohol.

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-Hidrólisis: Es un proceso químico que involucra la ruptura de una molécula o de un compuesto iónico por acción del agua.

-Saponificación: Es una hidrólisis de un triglicérido (éster del glicerol) con una base fuerte, a través de la cual se obtiene un jabón y se recupera el glicerol.

Ejercicios

EJEMPLOS 1.

Densidad de una sustancia a partir de su masa y volumen: calcular la densidad del oro sabiendo que 50 g de esta sustancia ocupan 2.59 mL de volumen

SOLUCIÓN

D = masa /V= 50 g/ 2.59mL = 19.33 g/mL

EJEMPLO 2

Cálculo de la masa de un líquido contenido en un volumen dado: la densidad del etanol es 0.798 g/mL. Calcular la masa de 17.4 mL del líquido.

SOLUCIÓN

M = d x v= 0.798 g/mL x 17.4 mL = 13.9 g

EJEMPLO 3

Cálculo del volumen de una solución: la densidad de un alcohol es 0.8 g/cm . Calcular el volumen de 1600 g de alcohol

Primero se calcula el volumen del bloque Volumen = largo x ancho x altura

V= 5.0 cm x 4.0 cm x 3.0 cm = 60 cm3

Luego despejando de la ecuación:

d = m/v = 474 g / 60 cm3 = 7.9 g/cm3

Ejercicio 1: Calcular el volumen de alcohol etílico que hay en una botella de 750 ml de wisky cuya etiqueta indica que su concentración en volumen es del 40%.

Solución:

· volumen del soluto = x

· Volumen de la disolución = 750 ml =0,75 litros

· % en volumen = 40% = (volumen soluto / volumen disolución) · 100 = (x / 0,75) · 100

· x = 40 · 0,75 / 100 = 0,3 litros

· Por lo tanto, la cantidad de alcohol puro en una botella de wisky es de 0,3 litros (1 vaso grande)

Ejercicio 2: Calcular el porcentaje en volumen de una disolución de 200 cm³ de ácido sulfúrico (H₂SO₄) en una disolución con 2 kg de agua.

Solución:

· Volumen de soluto = 200 cm³ = 0,2 litros

· Volumen de disolvente = 2 litros (volumen de 2 kg de agua)

· Volumen de disolución = 0,2 + 2 = 2,2 litros

· Porcentaje en volumen = (volumen de soluto / volumen de disolución ) · 100 = (0,2 / 2,2) · 100 = 9,1%

EJERCICIOS PROPUESTOS

1. La densidad del agua es de 1gr/ml ¿Cuantos kg serán necesarios para preparar 2600 lt de solución?

2. La densidad del oro es de 19.3g/cm3 si se utilizan 0,29 tonelas de oro

¿cuantos lt de solución de pueden preparar?

3.- Raquel trabaja en un laboratorio calculando la densidad de ciertos objetos. José le llevó a Raquel un objeto cuyo peso es 330 gramos y su capacidad es de 900 centímetros cúbicos. ¿Cuál es la densidad del objeto que José le dio a Raquel?

4.- Calcula la masa que tiene un material si su volumen es de 2