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1
Química: El Estudio del Cambio
Capítulo 1
Química es el estudio de la materia y sus transformaciones
1.4
Materia: Ocupa un lugar en el espacio y 4ene masa
Sustancia es una forma de la materia que 4ene una composición definida y propiedades caracterís4cas Ej: agua, amoniaco. Oro, oxígeno
Propiedades: Caracterís4cas Dsicas y químicas que dis4nguen una sustancia
Composicion: Partes o componentes ej. H2O, 11.9% H y 88.81% O
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States of Matter Un compuesto es una sustancia compuesta de átomos de dos o más elementos químicos unidos en proporciones fijas.
Un compuesto solo se puede separar en las sustancias puras que lo forman (elementos) por métodos químicos.
Agua (H2O) Glucosa (C6H12O6)
Amoniaco (NH3)
1.4
Una mezcla es la combinación de dos o más sustancias en las que cada sustancia re3ene su iden3dad dis3n3va.
Mezcla homogénea – la composición de la mezcla es la misma en cualquier lugar.
Mezcla heterogénea – la composición no es uniforme en toda la mezcla.
refresco, leche, soldadura
cemento, rebaba de hierro y arena
1.4
Cambio Físico o Químico
Un cambio 9sico no altera la composición o iden4dad de una sustancia.
Un cambio químico altera la composión o iden4dad de la(s) sustancia(s) involucrada.
hielo fundiendo azúcar disolviendose
en agua
el hidrógeno se quema en oxígen gas para formar agua
1.6
2
Un elemento es una sustancia que no se puede separar en sustancias más simples u4lizando método químicos.
• Se han iden4ficado alrededor de 118 elementos
• Existen 83 elementos naturalmente en la Tierra
• Los cienVficos han creado 35 elementos
1.4 Prentice-Hall © 2002 General Chemistry: Chapter 1
1_15
Matter(materials)
Substances Mixtures
Elements CompoundsHomogeneousmixtures(solutions)
Heterogeneousmixtures
Physical processes
Chemical
reactions
Clasificación de la Materia
Se pueden u4lizar Métodos Físicos para separar una mezcla en sus componentes puros.
magne4smo
1.4
des4lación
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Separaciones
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Separando Mezclas
1_17
Substances tobe separateddissolved in liquid
Pureliquid
A B C
mixture
Cromatografía
Materia – Todo lo que ocupa un lugar en el espacio y 4ene masa.
masa – medida de la inercia
Unidad en SI es el kilogramo (kg)
1 kg = 1000 g = 1 x 103 g
peso– fuerza que la gravedad ejerce sobre un cuerpo
Peso = k x masa
Tierra, k = 1.0
Luna, k ~ 0.1
1.7
Una barra de1 kg pesa
1 kg en la Tierra
0.1 kg en Luna
3
Unidades
S.I. de Unidades Longitud metro, m Masa kilogramo, kg Tiempo segundo, s Temperatura kelvin, K Can4dad mol, 6.022×1023 mol-‐1
Can.dades Derivadas Fuerza newton, kg m s-‐2
Presión pascal, kg m-‐1 s-‐2
Energía joule, kg m2 s-‐2
Otras Unidades comunes Longitud Angstrom, Å, 10-‐8 cm Volumen Litro, L, 10-‐3 m3
Energía Caloría, cal, 4.184 J Presión 1 Atm = 1.064 x 102 kPa
1 Atm = 760 mm Hg
10-9 n Nano- 10-12 p Pico-
10-6 µ Micro- 10-3 m Milli- 10-2 c Centi- 10-1 d Deci- 103 k Kilo- 106 M Mega- 109 G Giga- 1012 T Tera-
Significado Símbolo Prefijo Prefijos Usados con las Unidades del SI
1.7
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Volume Volumen – Unidad derivada SI es el metro cúbico (m3) Densidad – Unidad derivada en SI es kg/m3
1 g/cm3 = 1 g/mL = 1000 kg/m3
densidad = masa volume δ =
m V
1.7
Una pieza de platino con una densidad de 21.5 g/cm3 tiene un volumen De 4.49 cm3. ¿Cuál es su masa?
δ = m V
m = d x V = 21.5 g/cm3 x 4.49 cm3 = 96.5 g
Densidad
δ = m/V
m=Vδ V=m/δ
g/mL Masa y volumen son propiedades extensivas
Densidad es una propiedad intensiva
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Temperatura
4
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Temperaturas Relativas
1.8
Notación Científica El número de átomos en 12 g de carbono:
602,200,000,000,000,000,000,000
6.022 x 1023
La masa de un solo átomo de carbono en gramos:
0.0000000000000000000000199
1.99 x 10-23
N x 10n
Número entre 1 y 9
n entero positivo o negativo
Notación Científica
1.8
568.762
n > 0
568.762 = 5.68762 x 102
mover decimal izquierda
0.00000772
n < 0
0.00000772 = 7.72 x 10-6
mover decimal derecha
Suma y Resta
1. Escribir cada cantidad con el mismo exponente n
2. Combinar N1 y N2 3. El exponente, n, permanece igual
4.31 x 104 + 3.9 x 103 = 4.31 x 104 + 0.39 x 104 =
4.70 x 104
Notación Científica
1.8
Multiplicación
1. Multiplicar N1 y N2 2. Sumar exponentes n1 y n2
(4.0 x 10-5) x (7.0 x 103) = (4.0 x 7.0) x (10-5+3) =
28 x 10-2 = 2.8 x 10-1
División
1. Dividir N1 y N2 2. Sustraer exponentes n1 y n2
8.5 x 104 ÷ 5.0 x 109 = (8.5 ÷ 5.0) x 104-9 =
1.7 x 10-5
Cifras Significativas
1.8
• Cualquier dígito diferente de cero es significativo
1.234 kg 4 cifras significativas
• Los ceros entre dígitos diferentes de cero son significativos
606 m 3 cifras significativas
• Ceros a la izquierda del primer dígito diferente de cero no son significativos
0.08 L 1 cifra significativa
• Si el número es >1, todos los ceros a la derecha del punto decimal son significativos
2.0 mg 2 cifras significativas
• Si el número es < 1, entonces sólo los ceros que están al final y enmedio del número son significativos
0.004020 g 4 cifras significativas
molecules
¿Cuántas cifras significarivas tienen las siguientes mediciones?
24 mL 2 cifras significativas
3001 g 4 cifras significativas
0.0320 m3 3 cifras significativas
6.4 x 104 moléculas 2 cifras significativas
560 kg 2 cifras significativas
1.8
5
cifras significativas
Sumas o Restas
La respuesta no puede tener más dígitos a la derecha del punto decimal que alguno de los números originales.
89.332 1.1 +
90.432 redondear a 90.4
Una cifra significativa después del punto decimal
3.70 -2.9133 0.7867
Dos cifras significativas después del punto decimal
Redondear a 0.79
Cifras Significativas
Multiplicación o División
El número de cifras significativas en el resultado lo determina por el número original con el menor numero de cifras significativas
4.51 x 3.6666 = 16.536366 = 16.5
3 cif sig redondear A 3 cif sig
6.8 ÷ 112.04 = 0.0606926
2 cif sig redondear a 2 cif sig
= 0.061
cifras significativas
1.8
Números Exactos Los números de definiciones o el número de objetos se considera que tienen un número infinito de cifras significativas
¿Cuál es el promedio de tres medidas de longitud; 6.64, 6.68 y 6.70?
6.64 + 6.68 + 6.70 3
= 6.67333 = 6.67
Por que 3 es un número exacto
= 7
Incertidumbres • Errores sistemáticos.
– Termómetro constantemente bajo por 2°C.
• Errores aleatorios – Limitaciones en la lectura de la escala.
• Exactitud – Que tan cercano esta al valor real.
• Precisión – Reproducibilidad de una medición.
• Resolución – La resolución de un instrumento es la finura del detalle
revelado por el instrumento . • Sensibilidad
– Es una indicación de la medición más pequeña que puede determinarse con un instrumento.
Exactitud – que tan cercana es la medición al valor real
Precisión – que tan cercano es un conjunto de mediciones uno respecto a otro
exacto &
preciso
preciso pero
no exacto
no exacto &
no preciso
1.8
Método del Factor-Unitario para Resolver Problemas
1. Determina que factore(s) unitarios de conversión se necesitan
2. Acomoda los factores unitarios para realizar los cálculos
3. Si las unidades se cancelas excepto las unidades deseadas, el problema fue resuelto correctamente.
1 L = 1000 mL
¿Cuántos mL hay en 1.63 L?
1L
1000 mL 1.63 L x = 1630 mL
1L 1000 mL
1.63 L x = 0.001630 L2
mL
6
La velocidad del sonido en el aire es de aprox. 343 m/s. ¿Cual es la velodidad expresada en millas por hora?
1 mi = 1609 m 1 min = 60 s 1 horas = 60 min
343 m s
x 1 mi
1609 m
60 s
1 min x
60 min
1 hour x = 767
mi hora
Metros a millas
Segundos a horas
Conversión
¿Cuál es la masa de un cubo de osmio de 1.25 pulgadas por lado?
Conocemos volumen, necesitamos densidad = 22.48g/cm3