Química Básica 014 - Resumen de todos los temas trabajados en Qui014 PDF

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Resumen de todos los temas trabajados en Qui014...

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___________________ QUÍMICA BÁSICA _______014________

Ciencia

La ciencia es un sistema ordenado de conocimientos estructurados que estudia, investiga e interpreta los fenómenos naturales, sociales y artificiales. El conocimiento científico se obtiene mediante observación y experimentación en ámbitos específicos. Dicho conocimiento es organizado y clasificado sobre la base de principios explicativos, ya sean de forma teórica o práctica. A partir de estos se generan preguntas y razonamientos, se formulan hipótesis, se deducen principios y leyes científicas, y se construyen modelos científicos, teorías científicas y sistemas de conocimientos por medio de un método científico. La ciencia considera y tiene como fundamento la observación experimental. Este tipo de observación se organiza por medio de métodos, modelos y teorías con el fin de generar nuevo conocimiento. Para ello se establecen previamente unos criterios de verdad y un método de investigación. La aplicación de esos métodos y conocimientos conduce a la generación de nuevos conocimientos en forma de predicciones concretas, cuantitativas y comprobables referidas a observaciones pasadas, presentes y futuras. Con frecuencia esas predicciones se pueden formular mediante razonamientos y estructurar como reglas o leyes generales, que dan cuenta del comportamiento de un sistema y predicen cómo actuará dicho sistema en determinadas circunstancias.

Método científico Como método científico se denomina el conjunto de normas por el cual debemos regirnos para producir conocimiento con rigor y validez científica. Como tal, es una forma estructurada y sistemática de abordar la investigación en el ámbito de las ciencias. En este sentido, se vale de la observación, la experimentación, la demostración de hipótesis y el razonamiento lógico para verificar los resultados obtenidos y ampliar el conocimiento que, en esa materia, se tenía. Sus hallazgos pueden dar lugar a leyes y teorías.

Pasos del método científico -Observación Es la fase inicial. Comprende la investigación, recolección, análisis y organización de datos relacionados con el tema que nos interesa. -Proposición Es el punto de partida de nuestro trabajo. Plantea la duda que nos proponemos despejar. -Hipótesis Es el planteamiento de la posible solución al problema o asunto que vamos a tratar. En este sentido, se basa en una suposición que marca el plan de trabajo que nos trazaremos, pues intentaremos demostrar su validez o falsedad. -Verificación y experimentación En este paso, se intentará probar nuestra hipótesis a través de experimentos sujetos al rigor científico de nuestra investigación. -Demostración Es la parte donde analizamos si hemos logrado demostrar nuestra hipótesis apoyándonos en los datos obtenidos. -Conclusiones

Es la etapa final. Aquí se indican las causas de los resultados de nuestra investigación, y se reflexiona sobre el conocimiento científico que generó.

Química como ciencia La química es considerada como ciencia porque adquiere conocimiento partiendo del método científico, Es decir, se plantea una hipótesis, se genera un experimento y se realizan conclusiones.

Ramas de la química -Química general Es la rama que estudia las propiedades que tienen todos los cuerpos en común y las leyes que afectan los cambios a las que son sometidas. -Química especial En esta trama la química se encuentra dos sub-ramas, que son la química orgánica y la química inorgánica. -Química orgánica También llamada química del carbono, es la rama de la química que se encarga de estudiar el carbono y sus combinaciones con el hidrógeno para formar hidrocarburos. -Química inorgánica Es la química de los minerales, estudia los elementos de la tabla periódica que son inertes como los metales, tierras raras. -Química analítica Estudia o identifica los compuestos que componen una sustancia o material y los analiza cualitativa o cuantitativamente. -Química aplicada La química aplicada es aquella que se desarrolla en los laboratorios y busca la utilidad práctica.

Materia Es todo lo que ocupa un lugar en el espacio y posee masa. Materia es todo lo que ocupa un espacio y tiene masa, forma, peso y volumen, por lo tanto, se puede observar y medir. También se refiere al material, sustancia o producto del que está hecho una cosa. Es también un elemento físico o corpóreo en oposición a algo abstracto o espiritual.

Estados de la materia: SÓLIDO

LÍQUIDO

GASEOSO

PLASMA

Sustancia Se conoce con el nombre de sustancia a toda aquella materia cuyas propiedades y características son estables y homogéneas. Por ejemplo: “El agua es una sustancia líquida”. En química, se conoce como sustancia a una materia cuando es homogénea, tiene una composición química definida, y posee las mismas propiedades intensivas en todos sus puntos. Las sustancias pueden encontrarse en los distintos estados de la materia: sólido, líquido y gaseoso.

Elementos Los elementos también pueden llamarse sustancias puras simples y están formados por una sola clase de átomos, es decir, átomos con el mismo número de protones en su núcleo y por lo tanto con las mismas propiedades químicas. Los elementos no pueden descomponerse en otras sustancias puras más sencillas por ningún procedimiento. Son sustancias puras simples todos los elementos químicos de la tabla periódica. A las sustancias formadas por moléculas compuestas por átomos iguales también se les considera elementos, por ejemplo, el oxígeno gaseoso, oxígeno molecular o dioxígeno.

Compuesto Un compuesto químico es cualquier sustancia formada por la unión de dos o más tipos de elementos químicos, o sea, por átomos de dos o más tipos diferentes, unidos entre sí por enlaces químicos de alguna clase. Es decir, las sustancias que puedan ser descompuestas mediante reacciones químicas en sus elementos químicos constitutivos, serán siempre consideradas compuestos. Al incorporar más átomos y moléculas, las sustancias químicas crecen en complejidad y tamaño. Pueden reunir unos pocos elementos diferentes o cientos de ellos en un entramado impresionante.

1) Qué palabra o parte de la materia se asocia a elemento el átomo 2) Qué parte de la materia se asocia a compuesto la molécula 3) En la tabla periódica cómo se representan los elementos o átomos, por un símbolo químico 4) En la tabla periódica cómo se representan los elementos o átomos, fórmula química

Mezcla Una mezcla es un material formado por dos o más componentes unidos, pero no combinados químicamente. En una mezcla no ocurre una reacción química y cada uno de sus componentes mantiene su identidad y propiedades químicas.

Mezcla homogénea Una mezcla homogénea es un tipo de mezcla en la cual no se distinguen sus componentes y en la que la composición es uniforme y cada parte de la solución posee las mismas propiedades. La sal, el azúcar, y numerosas sustancias se disuelven en agua formando mezclas homogéneas.

Mezcla heterogénea Una mezcla heterogénea es un material compuesto por la unión de dos o más sustancias no vinculadas químicamente. No es fruto de ningún tipo de reacción química, aunque la mezcla en sí misma puede dar lugar a algún tipo de reacciones posteriormente. Su característica fundamental es que sus componentes suelen distinguirse fácilmente entre sí.

 Clasifíquelas sustancias siguientes en elemento, compuesto, mezcla homogénea, mezcla heterogénea:

 O2(OXIGENOMOLÉCULAR) = Homogénea,  C3H8(GASPROPANO) = Homogénea,  C9H8O4(ASPIRINA) = Homogénea,  H2O(AGUA) = Homogénea,  AGUA DE MAR = Homogénea,  ARROZ CON LECHE = Heterogénea,  MAIZCOCIDO = Heterogénea.

Cambios Físicos Los cambios físicos son las transformaciones que pueden cambiar el estado material, pero jamás cambiará su naturaleza química, sustancia químicas, pero no sirven para separar los componentes de un compuesto en sus elementos. Los cambios físicos ocurren cuando los objetos o sustancias experimentan un cambio que no modifica su composición química. Esto contrasta con el concepto de cambio químico, en cual la composición de una sustancia varía debido a una reacción química, en la que una o más sustancias se combinan para formar sustancias nuevas. En general un cambio físico, o un método físico, puede modificar la composición de una mezcla. Por ejemplo, la sal disuelta en agua puede ser recuperada dejando evaporarse el agua.

Un cambio físico implica un cambio en las propiedades físicas. Los ejemplos de propiedades físicas pueden ser: fusión, transición de un gas, cambios de fuerzas, cambio de durabilidad, cambios en la forma del cristal.

Cambios Químicos A diferencia de los cambios físicos de la materia que no logran modificar las estructuras químicas de las sustancias o elementos, los cambios químicos sí modifican la composición de estos, de manera que, al ocurrir una reestructuración, el uso o funcionalidad que adquiere el nuevo producto es totalmente distinto a la inicial. Los cambios químicos suponen la desaparición de una sustancia para dar paso a la aparición de una nueva. Esto es, que los cambios son irreversibles y que no existe manera de regresar una sustancia o elemento a su estado anterior. El producto resultante cambia de identidad de manera permanente. El cambio en la composición química ocurre mediante una reacción química, proceso donde se requiere, en la mayoría de los casos, la presencia de dos sustancias para que se lleve a cabo. Las reacciones químicas ocurren por las propiedades químicas de la materia, aquellas donde los enlaces moleculares se rompen y dan paso a nuevas sustancias ante procesos específicos.

Ejemplos de Cambios físicos y cambios Químicos CAMBIOS FÍSICOS 

La solidificación del agua.



Una fruta en trozos.

CAMBIOS QUÍMICOS 

Huevo sancochado



Combustion de la gasolina

 

Digestión de los alimentos

Azúcar en miel.

Fusión Con origen en el latín fusĭo, el concepto de fusión permite describir al acto o consecuencia de fundir o fundirse (es decir, de derretir y licuar diversos cuerpos sólidos como el caso de los metales y lograr que de dos o más cosas quede sólo una). De acuerdo a la teoría, se conoce como fusión al procedimiento de carácter físico que implica un cambio de estado en una materia que pasa de sólido a líquido. Al calentar la materia en estado sólido, tiene lugar una transferencia de energía a los átomos, que comienzan a vibrar con mayor rapidez. Podría decirse que fusión y fundición hacen referencia a un mismo procedimiento, aunque el segundo concepto se reserva para los metales y los sólidos cristalinos que se licuan a temperaturas elevadas

Congelación o Solidificación La congelación es una transición de fase en la que un líquido se convierte en un sólido cuando su temperatura desciende por debajo de su punto de congelación. En contraste, la solidificación es un proceso similar en el que

un líquido (agua) se convierte en un sólido (hielo), no al disminuir su temperatura, sino al aumentar la presión a la que se encuentra sometido. A pesar de esta distinción técnica, los dos procesos son muy similares y los dos términos se usan indistintamente. Para la mayoría de las sustancias, los puntos de fusión y congelación son la misma temperatura; sin embargo, ciertas sustancias poseen diferentes temperaturas de transición sólido-líquido. Por ejemplo, el agar muestra una histéresis en su punto de fusión y punto de congelación. Se derrite a 85 °C (185 °F) y se solidifica de 32 °C a 40 °C (89.6 °F a 104 °F).

Condensación La condensación es el cambio del estado físico de una sustancia del estado gaseoso al líquido. La condensación puede observarse como parte de la precipitación dentro del ciclo del agua donde el vapor de agua se va acumulando en las nubes creando una densidad que hace que el vapor se transforme en agua y luego caiga como lluvia. La condensación es un proceso físico, ya que altera solo las propiedades físicas de la sustancia, siendo estos cambios reversibles, medibles y observables.

Deposición Deposición es un proceso termodinámico en el cual un gas se transforma en un sólido, también conocido como de sublimación o sublimación inversa. El proceso inverso de la deposición es la sublimación. Un ejemplo de deposición es el proceso por el cual, el aire sub-congelado, el vapor de agua cambia directamente a hielo sin

convertirse primero en un líquido. Así es como se forma la lluvia en las nubes, así como la escarcha en el suelo. Otro ejemplo de deposición física es el proceso artificial de deposición física de vapor, usado para depositar películas delgadas de varios materiales sobre varias superficies. La deposición libera energía y es un cambio de fase exotérmico.

Evaporización La evaporación es un proceso físico que consiste en el paso lento y gradual de un estado líquido hacia un estado gaseoso, tras haber adquirido suficiente energía para vencer la tensión superficial. A diferencia de la ebullición, la evaporación se puede producir a cualquier temperatura, siendo más rápido cuanto más elevada sea esta. No es necesario que toda la masa alcance el punto de ebullición. Cuando existe un espacio libre encima de un líquido, una parte de sus moléculas está en forma gaseosa, al equilibrarse, la cantidad de materia gaseosa se define como la presión de vapor saturante, la cual no depende del volumen, pero varía según la naturaleza del líquido y la temperatura. Si la cantidad de gas es inferior a la presión de vapor saturante, una parte de las moléculas pasan de la fase líquida a la gaseosa: eso es la evaporación. Cuando la presión de vapor iguala a la atmosférica, se produce la ebullición.

Sublimación

La sublimación es el proceso que consiste en el cambio de estado de sólido a estado gaseoso sin pasar por el estado líquido. Al proceso inverso, es decir, al paso directo del estado gaseoso al estado sólido, se le denomina sublimación inversa.

Reacciones Química Las reacciones químicas suceden cuando se rompen o se forman enlaces químicos entre los átomos. Las sustancias que participan en una reacción química se conocen como los reactivos, y las sustancias que se producen al final de la reacción se conocen como los productos. Se dibuja una flecha entre los reactivos y los productos para indicar la dirección de la reacción química, aunque una reacción química no siempre es una "vía de un solo sentido", como veremos más adelante en la siguiente sección.

Tipos de reacciones químicas:     

Reacciones de combinación o síntesis. Reacciones de descomposición. Reacciones de sustitución simple. Reacciones de sustitución doble. Reacciones de neutralización.

Reacciones de combinación o síntesis. Dos o más sustancias se unen para producir una sustancia diferente. Por ejemplo: A+B

AB

Reacciones de descomposición. Son aquellas en las cuales una sustancia se descompone para formar dos o más sustancias. Podemos representar este tipo de reacción con la ecuación general: AB A+B Reacciones de sustitución simple. Un elemento reemplaza a otro de menor actividad química que forma parte de un compuesto. La ecuación general será: A+BC AC+B Reacciones de doble sustitución. En estas reacciones participan dos compuestos. La siguiente ecuación general, representan el cambio químico. AB+CD

AD+BC

Reacciones de neutralización. Ocurren exclusivamente entre un ácido y una base, formándose una sal neutra y agua. ÁCIDO+BASE

SAL+AGUA

EXPLICACIÓN:

La tabla periódica A primera vista, la tabla periódica parece una cuadrícula de diversos colores, con cada cuadro teniendo una serie de letras en tamaño grande. No obstante, esta distribución tiene un sentido. A cada columna se la suele llamar grupo o familia, mientras que al as filas horizontales se las llama períodos. Por otro lado, veremos que a los distintos elementos se los agrupa con distintos colores. Cada una de estas características tiene una razón de ser, una razón fundamentada en las características que presentan los elementos. Para un lego en la materia, quizá sea innecesario tener una clara idea de todas estas características, pero lo cierto es que es bueno ir tomando contacto con estas regularidades a medida en que se avanza con los conocimientos químicos. Los elementos son sustancias simples, imposibles de descomponer en otras de mayor simpleza. Están constituidos por electrones, protones y neutrones; los primeros tienen carga negativa, los segundos carga positiva y los terceros son neutros. Cada elemento debe tener la misma cantidad de protones, cantidad que se denomina número atómico. En la tabla periódica veremos a cada uno de estos elementos representados por un determinado símbolo, símbolo que tendrá a su costado dos pequeños números, uno arriba de otro: el de abajo remitirá al número atómico, a la susodicha cantidad de protones, mientras que el de arriba hará referencia al número másico, a la suma de protones y de neutrones que exista en el núcleo del átomo en cuestión.

Familias  Grupo 1: En él nos encontramos con los metales alcalinos. Lo componen los elementos, litio (li), sodio (Na), potasio (K), rubidio (Rb), cesio (Cs), francio (Fr).  Grupo 2: En este segundo grupo veremos los metales alcalinotérreos. Son más duros

que

los

anteriores

y

buenos

conductores

eléctricos. Aquí

nos

encontraremos con berilio (Be), magnesio (Mg), calcio (Ca), estroncio (Sr), bario, (Ba) y radio (ra).

 Grupo 3: Familia del Escandio. Entre ellos se encuentran el escandio (Sc) y el itrio (Y). Aunque son un tanto discutidos, también hay que considerar el lantano (La) y el actinio (Ac).  Grupo 4: Es la familia del Titanio. En ella nos encontramos con el titanio (ti), circonio (Zr), hafnio (Hf) y rutherfordio (Rf).  Grupo 5: Dentro de la familia del Vanadio, nos vamos a encontrar con el vanadio (V), niobio (Nb), tántalo (Ta), dubio (Db).  Grupo 6: En este grupo nos encontramos con la familia del cromo. Allí veremos al cromo (Cr), molibdeno (Mo), wolframio (W), seaborgio (Sg).  Grupo 7: manganeso (Mn), tecnecio (Tc) y renio (Re), Todos ellos afectados a la familia del Manganeso.  Grupo 8: La familia del hierro está compuesta de hierro (Fe), rutenio (Ru), osmio (Os), Hassio (Hs).  Grupo 9: Aquí nos encontramos con el cobalto (Co), rodio (Rh), Iridio (Ir), meitnerio (Mt).  Grupo 10: La familia del Níquel la componen el níquel (Ni), paladio (Pd), platino (Pt), darmstadtio (Ds).  Grupo 11: El cobre (Cu), plata (Ag) y oro (Au) se les conoce como metales de acuñar, aunque no es un término que todos acepten.  Grupo 12: El zinc (Zn), el cadmio (Cd) y el mercurio (Hg).  Grupo 13: El llamado grupo 13 también corresponde con el grupo del boro. Un nombre que viene de la tierra, puesto que es en ella donde más abundan. Nos encontramos con boro (B), aluminio (Al), galio (Ga), indio (In), talio (Ti) y nihonio (nh).  Grupo 14: En el grupo del carbono o carbonoideos, nos encontramos con el carbono (C), silicio (Si), germanio (Ge), estaño (Sn), plomo (Pb), flerovio (FI).  Grupo 15: En este caso llegamos al grupo del nitrógeno. Como no, comenzamos con el nitrógeno (N), fórforo (P), arsénico (As), antimonio (Sb), bismuto (Bi) y moscovio (Mc).

 Grupo 16: Se conoce como el grupo de los Anfígenos, aunque no pueden ocultar su condición de familia del oxígeno. Así es que nos encontramos con el oxígeno (O), azufre (S), selenio (Se), telurio (Te), polonio (Po), livermorio (Lv).  Grupo 17: Los halógenos se encuentran en este grupo. Flúor (F), cloro (CI), bromo (Br), yodo (I), astato (At), téneso (Ts).  Grupo 18: Los llamados gases nobles son otro de los grupos de elementos que cuentan con unas propiedades muy parecidas. En unas condiciones normales, se dice que son gases incoloros e inodoros. Los gases son el helio (He), neón (Ne), argón (Ar), kriptón (Kr), xenón (Xe), radón (R...