Quimica General 2008-1 Introduccin

8/18/2019 Quimica General 2008-1 Introduccin

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Química General Código: Q07112

Capítulo I : Conceptos Básicos

Semestre : 20081

!ni"ersidad #acional $a%or de San $arcos

&acultad de Química e Ingeniería Química

'epartamento (cad)mico de Química Inorgánica


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CONCEPTOS BÁSICOS

Materia, Clasificación. Sistema Internacional(SI) de Magnitudes y Unidades Básicas.Magnitudes y Unidades Derivadas. !mero

de cifras significativas. "edondeo en cálculos.#$ercicios.


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%a &u'mica es una ciencia de imortancia y ue estáresente en todos los ám*itos de nuestra vida, conm!ltiles alicaciones en diferentes áreas cient'ficas,como medicina, tecnolog'a de materiales, industriafarmac+utica, industria alimentar'a, agroindustria,construcción y medio am*iente entre otras.%a materia se a distri*uido en cuatro grandes *loues-estructura de la materia, energ'a y dinámica de losrocesos u'micos, reacciones de transferencia y

reactividad inorgánica y orgánica.

&u'mica


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. #l *loue de estructura de la materia ermitee/licar la constitución de los elementos, as' comosu clasificación y unión.

0. #l *loue energ+tico y dinámico e/lica losintercam*ios de calor y1o tra*a$o con el entorno, laosi*ilidad de ue tengan lugar, as' como lavelocidad con ue +stos se roducen.

2. #l *loue de reacciones de transferencia intentae/oner cómo se reali3an dos de los imortantesrocesos u'micos resentes en innumera*lesasectos de la vida cotidiana.

4. #l !ltimo *loue descri*e cómo reaccionan

a*itualmente algunas sustancias orgánicas einorgánicas de gran inter+s.


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CienciaCiencia

Ciencia se define como un con$unto de conocimientosCiencia se define como un con$unto de conocimientos

organi3ados y sistemáticos.organi3ados y sistemáticos.

#timológicamente la ala*ra ciencia roviene del lat'n#timológicamente la ala*ra ciencia roviene del lat'nscienta de 5scire6, ue significa sa*er, conocer.scienta de 5scire6, ue significa sa*er, conocer.

#l cient'fico logra el conocimiento a trav+s de la#l cient'fico logra el conocimiento a trav+s de lae/erimentación, ue es la *ase del m+todo cient'fico.e/erimentación, ue es la *ase del m+todo cient'fico.

%a ciencia no define la verdad, más *ien define una%a ciencia no define la verdad, más *ien define unamanera de ensar. #s un roceso en el cual se usanmanera de ensar. #s un roceso en el cual se usan

e/erimentos ara contestar reguntas. 7 este rocesoe/erimentos ara contestar reguntas. 7 este rocesose lo denomina el m+todo cient'fico y comrende losse lo denomina el m+todo cient'fico y comrende lossiguientes asossiguientes asos- 8*servación, 9iótesis y#/erimentación.


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1. Observación: Se recolecta ecos y datoso*servando alg!n evento o suceso natural *a$ocondiciones e/erimentales cuidadosamentelaneadas y verificadas.

2. Hipótesis: :ratando de contestar la regunta, un

cient'fico formulará una iótesis (algunos dir'an unacon$etura) a roósito de la resuesta a la regunta.

3. Experimentación: ;ara comro*ar, o refutar, una

iótesis el cient'fico dise


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Materia

Materia es todo auello ue ocua lugar en el esacio yosee masa. :odos los sistemas materiales estánformados or átomos y mol+culas. %as mol+culas sonátomos unidos entre si mediante enlaces u'micos. 7 suve3, los átomos están constituidos or art'culasconsideradas indivisi*les- rotones, neutrones yelectrones.#n los comuestos u'micos se unen átomos de más de

un elemento, ara formar mol+culas o *ien ara formarestructuras infinitas, como es el caso de los ol'meros.


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!S!:!S!: #s la cantidad de materia ue tiene uncuero- %a masa es constante y no cam*ia semida en cualuier lugar. #l roceso de medición

de la masa se denomina pesa"a.Un =ilogramo (=g) > ??? g > / ?2 gUn gramo (g) > ??? mg;ara medir la masa de un cuero se emlea la

*alan3a. #/isten mucos tios de *alan3as-electrónicas, de latillos, romanas y otras con lasue se ueden conseguir distintas recisiones enla medida de la masa.

Materia- cualuier cosa ue ocua un esacio ytiene masa.


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#s com!n ue los t+rminos masa y peso se utilicenen forma euivalente, sin em*argo, en sentidoestricto, son cantidades distintas.PESO:PESO: #s la fuer3a de atracción gravitacional entrela masa del cuero y la masa del laneta o sat+lite

en donde se está esando el cuero.#n la luna la gravedad es de sólouna se/ta arte de la gravedad de

la tierra.


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C#asi$icación "e #a ateria

Materia

Compuesto Homogéneas

Heterogéneas

Sustancias Puras Mezclas

Elemento

Cambios físicos

Cambios

químicos

• oxígeno• oro• hierro

• sal• bicarbonato de sodio• azcar

• refresco• gasolina• aire

• pol!o• arena• !inagreta


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Materia

Mezclas HomogéneasMezclas

Homogénea Heterogénea

SustanciasPuras

Compuestos

Elementos

Soluciones


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MétodoCientí"co

Experimentaci#n $%sica

Extensa

&ecolectar 'atos

Hip#tesis

(e) Cientí"caTeoría


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Materia Homogénea

Es uniforme en su composición y en sus propiedadesfísicas y químicas. Se divide en dos categorías: SustanciasPuras y meclas !omogéneas.

Sustancias Puras

Es un material !omogéneo que siempre tiene la

misma composición fi"a e invaria#le y cuyas propiedades físicas y químicas son siempre lasmismas. $o conforman: los elementos y loscompuestos


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Elementos

Es aquella sustancia que est% constituida por

una sola clase de %tomos.. El término elementosignifica una forma de materia que no puededescomponerse en formas m%s simples pormedios ordinarios

8ro or li/iviación Mercurio tiende aformar *olitas

@as 9elio en unmini *alón

http://images.google.com.pe/imgres?imgurl=http://www.vendetutti.com/fotos/anu-1147702646.JPG.jpg&imgrefurl=http://www.vendetutti.com/aviso-Gas-Helio-en-Mini-Bal%25F3n-c1439.html&h=480&w=640&sz=35&hl=es&start=6&tbnid=JwPAhrwz_9qlbM:&tbnh=103&tbnw=137&prev=/images%3Fq%3DHelio%26gbv%3D2%26hl%3Deshttp://images.google.com.pe/imgres?imgurl=http://es.geocities.com/fisicas/termometria/mercurio.jpg&imgrefurl=http://es.geocities.com/fisicas/termometria/elementos.htm&h=298&w=462&sz=27&hl=es&start=6&tbnid=CUrXt4yXDrZd3M:&tbnh=83&tbnw=128&prev=/images%3Fq%3Dmercurio%26gbv%3D2%26hl%3Deshttp://images.google.com.pe/imgres?imgurl=http://weblogs.clarin.com/itinerarte/archives/oro1.gif&imgrefurl=http://weblogs.clarin.com/itinerarte/archives/2007/12/pensar_la_contemporaneidad_minas_oro_y_cianuro_en_la_cordillera_1.html&h=352&w=528&sz=89&hl=es&start=1&tbnid=2gKNAPk8omYNWM:&tbnh=88&tbnw=132&prev=/images%3Fq%3Doro%26gbv%3D2%26hl%3Des%26sa%3DG


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&ompuestos

Son com#inaciones químicas de dos o m%s elementosen proporciones definidas por masa en las cuales se pierde el con"unto de las características de cadaelemento. El compuesto tiene su propio con"unto decaracterísticas y sus componentes no pueden separarse

por medios físicos. 'o son meclas.

Sal- aCl Br%nce:C&'Sn !(&a:H2'O2 !ire: N2'O2'!r

http://images.google.com.pe/imgres?imgurl=http://img209.imageshack.us/img209/7013/4531350uv3.jpg&imgrefurl=http://acirfa.spaces.live.com/blog/cns!D4C4B0131F4B4454!4400.entry&h=462&w=640&sz=34&hl=es&start=837&tbnid=xC6iPYs9w1MvfM:&tbnh=99&tbnw=137&prev=/images%3Fq%3Daire%26start%3D820%26gbv%3D2%26ndsp%3D20%26hl%3Des%26sa%3DNhttp://images.google.com.pe/imgres?imgurl=http://www.si-educa.net/basico/img/ct/200.gif&imgrefurl=http://www.si-educa.net/basico/ficha111.html&h=148&w=169&sz=7&hl=es&start=5&tbnid=RhOY19ZsAW8IxM:&tbnh=87&tbnw=99&prev=/images%3Fq%3Dagua%2Bliquida%26gbv%3D2%26hl%3Deshttp://images.google.com.pe/imgres?imgurl=http://www.piramideskeops.com/catalog/images/pendulo%2520bronce.jpg&imgrefurl=http://www.piramideskeops.com/catalog/index.php%3Fmanufacturers_id%3D10&h=305&w=448&sz=51&hl=es&start=10&tbnid=3ulOmj_GJjqIjM:&tbnh=86&tbnw=127&prev=/images%3Fq%3Dbronce%26gbv%3D2%26hl%3Des%26sa%3DXhttp://images.google.com.pe/imgres?imgurl=http://www.fotomaf.com/albums/MundoMacro/sal.jpg&imgrefurl=http://www.fotomaf.com/displayimage-lastup-0-371.html&h=598&w=779&sz=109&hl=es&start=22&tbnid=e3b5SMMI6FiobM:&tbnh=109&tbnw=142&prev=/images%3Fq%3Dsal%26start%3D20%26gbv%3D2%26ndsp%3D20%26hl%3Des%26sa%3DN


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Mezclas

Un me3cla es )%m%(*nea cuando no se distinguen sus comonentes a simlevista y resenta las mismas roiedades en toda su e/tensión. #l vidrio, un folioen *lanco, el aceite, un lástico, el agua del grifo, son me3clas omog+neas.

%as "is%#&ci%nes son me3clas omog+neas en estado l'uido. ;ueden ser dos l'uidos, o un l'uido y un sólido. Se llama "is%#vente al l'uido ue más

cantidad tiene en la disolución y s%#&t% al ue menos tiene o al sólido

!#eación- me3cla omog+nea ero en estado sólido

#n la madera, las rocas o las áginas de un li*ro, es osi*le advertir ue no en

todas sus artes resenta la misma aariencia. Son sistemas eterog+neos.

Una me3cla es )eter%(*nea cuando se distinguen sus comonentes a simlevista y no tienen las mismas roiedades en toda su e/tensión


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Me3cla omog+nea- es cuando no se distingue a simle vista suscomonentes. #$emlo- caf+ y a3!carA cocolate con lece

#/isten me3clas )%m%(*neas de metales (sólidosólido) y a estásse les denomina 7%#7CI8#S. 7%#7CI8#S. ;or e$emlo, si me3clamos-

COB+E , EST!-O B+ONCE


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Emsión- es una me3cla con aariencia de omog+nea ero ue

realmente es eterog+nea. Una me3cla eterog+nea odemos *atirlatanto ue a simle vista are3ca omog+nea, entonces la convertimos enuna emulsión.;or e$emlo la mayonesa, la lece arece omog+nea ero la grasa dela lece se uede areciar casi a simle vista (las gotas de grasa), o un

gel de duca.

Me3cla eterog+nea- es cuando se distingue a simle vista suscomonentes. #$emlo- agua y aceite


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Emsión: "ispersión "e "%s #/&i"%s n% miscib#es restan"% en &na

$ase c%ntin&a 0 &na $ase "ispersa. En a#iment%s #%s "%s #i/&i"%sinmiscib#es: a(&aaceite O4 % aceitea(&a O4.

5as emsi%nes s%n sistemas term%"in6micamente inestab#es 74 0cin*ticamente estab#es.

E# pr%ces% "e emsi$icación c%nsta "e "%s etapas: $%rmación 0 #a

"esestabi#i8ación. E# pr%ces% "e "esestabi#i8ación c%mien8asimt6neamente c%n e# pr%ces% "e $%rmación

Emsi$icantes: s&stancias /&e $av%recen #a $%rmación "e &na emsión.!(entes tensi%activ%s.

Estabi#i8antes: s&stancias /&e pr%#%n(an #a estabi#i"a" "e &naemsión9 #imitan"% /&e %c&rran #%s $enómen%s "e "esestabi#i8ación.

Pr%ces%s "e "esestabi#i8ación: "espr%p%rción9 $#%cación9 crema"%9c%a#escencia e inversión "e $ase.

EMULSIONES


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E5SI;N


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22/42

P+EP!+!CI;N


23/42

E5SI;N


24/42

P+EP!+!CI;N


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HSe ueden searar las me3clas

%os comonentes de las me3clas se ueden searar a trav+s devarias t+cnicas-

=I5T+!CI;N: se utili3a ara searar me3claseterog+neas (sólidol'uido). 7gua y arena

E>!PO+!CI;N: seara me3clas omog+neas (sólidol'uido). Sal y agua


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M+todos de searación de Me3clas

Filtración- #$emlo - agua G talco.

#vaoración- #$emlo- agua G sal. Magnetismo- #$emlo- limaduras de ierro G a3ufre. Sedimentación- #$emlo- agua G arena. Sifón- #$emlo- agua G tierra.

Centrifugación- #$emlo agua G almidón. Bureta-;ara l'uidos inmisci*les #$emlo- agua G

aceite. Destilación-;ara l'uidos misci*les #$emlo- agua G

alcool. :ami3ación- ;ara sólidos con art'culas de distinto

tama


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Algunos métodos de separación de mezclas son:

&entrifugación

(mantación

Tamiar

)iltración

*estilación

Pera*ecantación


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#S:7D8S D# 7@"#@7CIL D# %7 M7:#"I7

%as sustancias son r'gidas

:ienen forma definida

#l volumen no cam*ia con la resión o latemeratura

Esta"% só#i"%

Esta"% #/&i"%

Esta"% (ase%s%

%as sustancias adotan la forma del reciienteue los contiene

%os l'uidos son dif'ciles de comrimir

Son menos denso ue los l'uidos y sólidos

ocuan todo el volumen del reciiente ue loscontiene

Son caaces de e/andir y comrimir fácilmente


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S u b l i m

a c i # n

' e p o

s i c i # n

*usi#n

Cristalizaci#n

+ a p o r i z a c i # n

C o n d e n s a c i # n

Cam*io F'sico


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Cambi%s "e esta"%Durante los rocesos de cambi% "e esta"% o defase de un cuero no se roduce un incrementode temeratura cuando se aorta calor. #n lamayor'a de las sustancias, ca*e distinguir lossiguientes tios de cam*ios de estado-


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#nerg'a se define como la caacidad ara

efectuar un tra*a$o o ara transferir calor.


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)+,M-S *E E'E,/-

,Mec%nicaMec%nica , -érmica -érmica ,.uímica.uímica

,/uclear/uclear ,&adiante&adiante ,EléctricaEléctrica


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)0E'TES *E E'E,/-*efinición y clasificación

1 SE2' +,(E'

3 '+ ,E'+4-5$ES

3 ,E'+4-5$ES

1 SE2'0T($(6-&(7'

8 &+'4E'&(+'-$ES

8 -$TE,'-T(4-S


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P,+*0&&(7' *E E$E&T,(&(*-* &+')0E'TES '+ ,E'+4-5$ES

;etróleo

Car*ón

@as natural

uclear


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P,+*0&&(7' E$9&T,(&- - P-,T(, *EE'E,/-S ,E'+4-5$ES

ENERGÍAEÓLICA

ENERGÍASOLAR

ENERGÍAHIDROELÉCTRICA


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CE/-&0(ES• *oto!oltaicas

CE/-&0(ES• Hidr%ulica• E#lica• Maremotriz

CE/-&0(ES• -érmica• Solar térmica• /uclear• 1eotérmica• $iomasa

CalorMo!imientode un 2uido

+apor de agua

1E/E&0'3&

-ransformador0 la alta

-ransporte en líneasde alta tensi#n

-ransformadora la ba4a

C3/S5M6'3&

-5&$6/0

*uentesde energía

No

Renovables• Carbón• Petróleo• Gas natural

• Uranio

Renovables• Hidráulica• Eólica• Solar• Biomasa• Maremotriz

E/E&170E(8C-&6C0

Célulasfotoeléctricas

E/E&170


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9ay tres escalas com!nmente usadas

actualmente ara medir la temeratura- laescala Fareneit (QF), la escala Celsius (QC), yla escala Nelvin (N). Cada una de estas escalasusa una serie de divisiones *asadas endiferentes untos de referencia tal como sedescri*e enseguida.


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=a)ren)eitDaniel @a*riel Fareneit (RRO2R) era un f'sico

7lemán ue inventó el termómetro de alcool en O?T yel termómetro de mercurio en O4. %a escala detemeratura Fareneit fue desarrollada en O04.Fareneit originalmente esta*leció una escala en la uela temeratura de una me3cla de ieloaguasal esta*afi$ada a ? grados. %a temeratura de una me3cla deieloagua (sin sal) esta*a fi$ada a 2? grados y latemeratura del cuero umano a TR grados. Fareneitmidió la temeratura del agua irviendo a 20QF, aciendoue el intervalo entre el unto de e*ullición ycongelamiento del agua fuera de ? grados (y aciendo

ue la temeratura del cuero fuese T.RQF). %a escalaFareneit es com!nmente usada en #stados Unidos.


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Ce#si&s 7nders Celsius (O?O44) fue un astrónomo sui3o ueinventó la escala cent'grada en O40. Celsius escogió el

unto de fusión del ielo y el unto de e*ullición del aguacomo sus dos temeraturas de referencia ara dar con unm+todo simle y consistente de un termómetro de cali*ración.Celsius dividió la diferencia en la temeratura entre el untode congelamiento y de e*ullición del agua en ?? grados (dea' el nom*re centi, ue uiere decir cien, y grado). Desu+s

de la muerte de Celsius, la escala cent'grada fue llamadaescala Celsius y el unto de congelamiento del agua se fi$oen ?QC y el unto de e*ullición del agua en ??QC. %a escalaCelsius toma recedencia so*re la escala Fareneit en lainvestigación cient'fica orue es más comati*le con elformato *asado en los decimales del Sistema Internacional

(SI) del sistema m+trico. 7demás, la escala de temeraturaCelsius es com!nmente usada en la mayor'a de a'ses en elmundo, aarte de #stados Unidos


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