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PROPIEDADES FISICAS Y QUIMICAS DE LA MATERIA VOLUMEN: una magnitud física extensiva asociada a la propiedad de los cuerpos físicos de ser extensos, que a su vez se debe al principio de exclusión de Pauli. La unidad de medida de volumen en el Sistem Métrico Decimal es el metro cúbico, aunque el SI, también acepta (temporalmente) el litro y el mililitro que se utilizan comúnmente en la vida práctica. TEMPERATURA: Medida de grado de agitación térmica de las partículas del cuerpo. PRESIÓN: es una magnitud física que mide la proyección de la fuerza en dirección perpendicular por unidad de superficie, y sirve para caracterizar cómo se aplica una determinada fuerza resultante sobre una línea. DENCIDAD: Es la cantidad de masa que contiene un volumen. PUNTO DE EBULLICIÓN: Punto de temperatura al que, una vez superado, el cuerpo pasa del estado líquido al gaseoso. PUNTO DE FUSIÓN: Punto de temperatura al que, luego de descender de él, el cuerpo pasa del estado líquido al sólido.

MASA: es una magnitud que expresa la cantidad de materia de un cuerpo, medida por la inercia de este, que determina la aceleración producida por una fuerza que actúa sobre él. PESO: es una medida de la fuerza gravitatoria que actúa sobre un objeto. El peso equivale a la fuerza que ejerce un cuerpo sobre un punto de apoyo, originada por la acción del campo gravitatorio local sobre la masa del cuerpo. Por ser una fuerza, el peso se representa como un vector, definido por su módulo, dirección y sentido, aplicado en el centro de gravedad del cuerpo y dirigido aproximadamente hacia el centro de la Tierra. PESO ESPECÍFICO: Se llama peso específico a la relación entre el peso de una sustancia y su volumen. GRAVEDAD ESPECIFÍCA: es una comparación de la densidad de una sustancia con la densidad del agua: La gravedad Específica = De la sustancia /Del agua La gravedad específica es adimensional y numéricamente coincide con la densidad. DENCIDAD: Es la cantidad de masa que contiene un volumen pH: Propiedad química que sirve para medir la acidez de una sustancia o disolución. INFLAMABILIDAD: Capacidad de una sustancia de iniciar una combustión al aplicársele calor a suficiente temperatura.

COMBUSTIBILIDAD: es una medida de la facilidad con la que una sustancia se incendia, ya sea a través de fuego o combustión. Es una propiedad importante a considerar cuando una sustancia se utiliza en actividades de construcción o está siendo almacenada. También es importante considerarla en procesos que producen sustancias combustibles como subproductos. RESISTENCIA A LA OXIDACIÓN: Cuando un material se combina con el oxígeno, transformándose en óxidos más o menos complejos, se dice que experimenta una reacción de oxidación. De esta forma esquemática se puede representar el proceso de oxidación de la siguiente manera: Cuando un material se encuentra situado en una atmósfera oxidante, su superficie se oxida más o menos rápidamente; el óxido que se transforma se deposita en la parte exterior del material recubriéndolo por completo. Para que el proceso de oxidación continúe en esa situación, el material o el oxígeno deben atravesar, por difusión, la capa de óxido, que se comporta oponiéndose tanto al movimiento de los átomos de oxígeno como a los del material. Existen capas de óxidos que presentan mayor oposición a este movimiento que otras. RESISTENCIA A LA CORROSIÓN: Cuando la oxidación de un material concreto se produce en un ambiente húmedo o en presencia de otras sustancias agresivas, se denomina corrosión. Ésta es mucho más peligrosa para la vida de los materiales que la oxidación simple, pues en un medio húmedo la capa de óxido no se deposita sobre el material, sino que se disuelve y acaba por desprenderse. La corrosión no se verifica de una manera uniforme, sino que existen determinados puntos del material donde el ataque es mayor. Esto da lugar a la formación de importantes fisuras, que pueden llegar a producir una rotura por fatiga o una fractura frágil.

INTRODUCCIÓN A LA NOMENCLATURA DE COMPUESTOS INORGANICOS Y ORGANICOS

Regla 1. Se elige como cadena principal la de mayor longitud. Si dos cadenas tienen la misma logitud se toma como principal la más ramificada.

Regla 2. La numeración parte del extremo más cercano a un sustituyente. Si por ambos lados hay sustituyentes a igual distancia de los extremos, se tienen en cuenta el resto de sustituyentes del alcano.

Regla 3. El nombre del alcano comienza especificando los sustituyentes, ordenados alfabéticamente y precedidos de sus respectivos localizadores. Para terminar, se indica el nombre de la cadena principal.

Regla 4. Existen algunos sustituyentes con nombres comunes que conviene saber:

MEZCLAS QUIMICAS Y SUS PROPIEDADES Mezclas homogéneas Son aquellas mezclas en que sus componentes no se pueden diferenciar a simple vista. Se conocen con el nombre de disoluciones y están constituidas por un soluto y un solvente. Por ejemplo, el agua mezclada con sales minerales o con azúcar, el agua es el solvente y la sal el soluto. Mezclas heterogéneas Una mezcla heterogénea es aquella que posee una composición no uniforme en la cual se pueden distinguir a simple vista sus componentes, está formada por dos o más sustancias físicamente distintas, distribuidas en forma desigual. Las partes de una mezcla heterogénea pueden separarse fácilmente. Pueden ser gruesas o suspensiones de acuerdo al tamaño. Mezclas gruesas: el tamaño de las partículas es apreciable, por ejemplo: las ensaladas, concreto (cemento), etc. Suspensiones: las partículas se depositan con el tiempo, por lo general tiene la leyenda "agítese bien antes de utilizar", por ejemplo: medicamentos, aceite con agua, agua con talco etc.

CARACTERISTICAS

Solución

Coloide

Dispersión gruesa

Homogeneidad de la mezcla

Homogénea

Homogénea a la vista pero heterogénea bajo un microscopio

Heterogénea

Tamaño de la partícula

< 1 nanómetro

entre 1 nanómetro y 1 micrómetro

> 1 micrómetro

Estabilidad física

Sí

Sí

No: precisa de agentes estabilizantes

Efecto Tyndall

No

Sí

Sí

Se separa por centrifugación

No

Sí

Sí

Se separa por decantación

No

No

Sí

TIPOS

Fase disuel ta o disper sa

Medio continuo

Gas

Gas

Líquid o

Gas

Solución

Coloide

Dispersión gruesa

mezcla de gases: aire (oxígeno y otros gases en nitrógeno)

Ninguno

Ninguno

Ninguno

Aerosoles de partículas líquidas:2 niebla, bruma, vapor, a erosol para el cabello

Aerosol

Aerosol sólido: polvo

Espuma

Sólido

Gas

Ninguno

Aerosoles de partículas sólidas:2 humo, nube, partículas en el aire

Gas

Líquido

Solución: oxígeno en agua

Espuma líquida: crema batida, crema de afeitar

Líquid o

Sólido

Líquido

Solución: bebidas alcohólicas

Emulsión: miniemulsión, microemulsión

Emulsión: leche, mayone sa, crema para las manos

Líquido sol: tinta con pig mentos, sangre

Suspensión: partículas de barro (tierra, arcilla o li mosuspendidas en agua), polvo de tiza suspendido en agua

Líquido

Solución: azúcar en agua

Gas

Sólido

Espuma Solución: hidrógeno en meta sólida: aerogel, Poliestir les eno extruido, piedra pómez

Líquid o

Sólido

Solución: amalgama (mercur Gel: agar, gelatina, silica io en oro), hexano en cera Esponja mojada gel, ópalo parafina

Sólido

Sólido

Solución: aleaciones, plastifi cantes en plásticos

Sol sólido: vidrio rubino oro

Espuma: esponja seca

Grava, granito

PROPIEDADES COLIGATIVAS En química se llaman propiedades coligativas a aquellas propiedades de una disolución que dependen únicamente de la concentración. Generalmente expresada como concentración equivalente, es decir, de la cantidad de partículas de soluto por partículas totales, y no de la composición química del soluto y del solvente diluido en agua.

Están estrechamente relacionadas con la presión de vapor, que es la presión que ejerce la fase de vapor sobre la fase líquida, cuando el líquido se encuentra en un recipiente cerrado. La presión de vapor depende del solvente y de la temperatura a la cual sea medida (a mayor temperatura, mayor presión de vapor). Se mide cuando el sistema llega al equilibrio dinámico.

Los líquidos no volátiles presentan interacción entre solutos y disolvente, por lo tanto su presión de vapor es pequeña, mientras que los líquidos volátiles tienen interacciones moleculares más débiles, lo que aumenta la presión de vapor. Si el soluto que se agrega es no volátil, se producirá un descenso de la presión de vapor, ya que este reduce la capacidad del disolvente a pasar de la fase líquida a la fase vapor. El grado en que un soluto no volátil disminuye la presión de vapor es proporcional a su concentración.

Este efecto es el resultado de dos factores:

La disminución del número de moléculas del disolvente en la superficie libre. La aparición de fuerzas atractivas entre las moléculas del soluto y las moléculas del disolvente, dificultando su paso a vapor.

REACCIONES QUIMICAS Y ESTEQUIOMETRIA Tipos de reacciones químicas Una reacción química es el proceso mediante el cual tiene lugar una transformación química. Las reacciones químicas pueden llevarse a cabo en medios líquidos, sólidos o gaseosos, y pueden ir acompañadas de cambios en las propiedades físicas tales como: producción de un gas, formación de un sólido (precipitado), cambio de color, desprendimiento o absorción de calor, etc. De la misma manera que cada sustancia puede representarse por una fórmula química, cada reacción química puede representarse por una ecuación química. En ella se indican las sustancias que reaccionan o reactivos y las sustancias que se producen o productos y las cantidades relativas de las mismas para la reacción en cuestión. Reacciones de Síntesis o Adición Las reacciones de síntesis o adición son aquellas donde las substancias se juntan formando una única sustancia. Representando genéricamente los reactivos como A y B, una reacción de síntesis puede ser escrita como: A + B —– > AB Veamos algunos ejemplos Fe + S —– > FeS 2H2 + O2 —– > 2H2O H2O + CO2—– > H2CO3 Perciba en los ejemplos que los reactivos no precisan ser necesariamente substancias simples (Fe, S, H2, O2), pudiendo también se substancias compuestas (CO2, H2O) pero en todas el producto es una sustancia “menos simple” que las que originaron. Reacción de sustitución es aquella donde un átomo o grupo en un compuesto químico es sustituido por otro átomo o grupo. Son procesos químicos donde las sustancias intervinientes, sufren cambios en su estructura, para dar origen a otras sustancias. El cambio es más fácil entre sustancias líquidas o gaseosas, o en disolución, debido a que se hallan más separadas y permiten un contacto más íntimo entre los cuerpos reaccionantes. Reacción de eliminación es el proceso inverso a una reacción de adición. Es una reacción orgánica en la que dos sustituyentes son eliminados de una molécula, creándose también una insaturación, ya sea un doble o triple enlace, o un anillo. En el caso particular de que los dos grupos sean eliminados de un mismo centro el resultado sería un carbeno :CR2.1 Las reacciones de eliminación más importantes son aquellas en las que los dos grupos que se eliminan están situados en átomos adyacentes, dando lugar a una nueva insaturación en la forma de un alqueno, un alquino o un carbonilo.

Balanceo de ecuaciones por el método de Tanteo El método de tanteo consiste en observar que cada miembro de la ecuación se tengan los átomos en la misma cantidad, recordando que en 

H2SO4 hay 2 Hidrogenos 1 Azufre y 4 Oxigenos



5H2SO4 hay 10 Hidrógenos 5 azufres y 20 Oxígenos Para equilibrar ecuaciones, solo se agregan coeficientes a las fórmulas que lo necesiten, pero no se cambian los subíndices. Balancear la siguiente ecuación H2O + N2O5 NHO3 

Aquí apreciamos que existen 2 Hidrógenos en el primer miembro (H2O). Para ello, con solo agregar un 2 al NHO3 queda balanceado el Hidrogeno. H2O + N2O5 2 NHO3 

Para el Nitrógeno, también queda equilibrado, pues tenemos dos Nitrógenos en el primer miembro (N2O5) y dos Nitrógenos en el segundo miembro (2 NHO3)



Para el Oxigeno en el agua (H2O) y 5 Oxígenos en el anhídrido nítrico (N2O5) nos dan un total de seis Oxígenos. Igual que (2 NHO3) Otros ejemplos HCl + Zn ZnCl2 H2 2HCl + Zn ZnCl2 H2 KClO3 KCl + O2 2 KClO3 2KCl + 3O2 Balanceo de ecuaciones por el método de Redox ( Oxidoreduccion ) En una reacción si un elemento se oxida, también debe existir un elemento que se reduce. Recordar que una reacción de oxido reducción no es otra cosa que una perdida y ganancia de electrones, es decir, desprendimiento o absorción de energía (presencia de luz, calor, electricidad, etc.) Para balancear una reacción por este método , se deben considerar los siguiente pasos 1)Determinar los números de oxidación de los diferentes compuestos que existen en la ecuación. Para determinar los números de oxidación de una sustancia, se tendrá en cuenta lo siguiente:



En una formula siempre existen en la misma cantidad los números de oxidación positivos y negativos



El Hidrogeno casi siempre trabaja con +1, a ecepcion los hidruros de los hidruros donde trabaja con -1



El Oxigeno casi siempre trabaja con -2



Todo elemento que se encuentre solo, no unido a otro, tiene numero de oxidación 0 2) Una vez determinados los números de oxidación , se analiza elemento por elemento, comparando el primer miembro de la ecuación con el segundo, para ver que elemento químico cambia sus números de oxidación 0 0 +3 -2 Fe + O2 Fe2O3 Los elementos que cambian su numero de oxidación son el Fierro y el Oxigeno, ya que el Oxigeno pasa de 0 a -2 Y el Fierro de 0 a +3 3) se comparan los números de los elementos que variaron, en la escala de Oxido-reducción 0 0 +3 -2 Fe + O2 Fe2O3 El fierro oxida en 3 y el Oxigeno reduce en 2 4) Si el elemento que se oxida o se reduce tiene numero de oxidación 0 , se multiplican los números oxidados o reducidos por el subíndice del elemento que tenga numero de oxidación 0 Fierro se oxida en 3 x 1 = 3 Oxigeno se reduce en 2 x 2 = 4 5) Los números que resultaron se cruzan, es decir el numero del elemento que se oxido se pone al que se reduce y viceversa 4Fe + 3O2 2Fe2O3 Los números obtenidos finalmente se ponen como coeficientes en el miembro de la ecuación que tenga mas términos y de ahí se continua balanceando la ecuación por el método de tanteo Otros ejemplos KClO3 KCl + O2

+1 +5 -2 +1 -1 0 KClO3 KCl + O2 Cl reduce en 6 x 1 = 6 O Oxida en 2 x 1 = 2 2KClO3 2KCl + 6O2 Cu + HNO3 NO2 + H2O + Cu(NO3)2 0 +1 +5 -2 +4 -2 +2 -2 +2 +5 -2 Cu + HNO3 NO2 + H2O + Cu(NO3)2 Cu oxida en 2 x 1 = 2 N reduce en 1 x 1 = 1 Cu + HNO3 2NO2 + H2O + Cu(NO3)2 Cu + 4HNO3 2NO2 + 2H2O + Cu(NO3)2 Balanceo de ecuaciones por el método algebraico Este método esta basado en la aplicación del álgebra. Para balancear ecuaciones se deben considerar los siguientes puntos 1) A cada formula de la ecuación se le asigna una literal y a la flecha de reacción el signo de igual. Ejemplo: Fe + O2 Fe2O3 ABC 2) Para cada elemento químico de la ecuación, se plantea una ecuación algebraica Para el Fierro A = 2C Para el Oxigeno 2B = 3C 3) Este método permite asignarle un valor (el que uno desee) a la letra que aparece en la mayoría de las ecuaciones algebraicas, en este caso la C Por lo tanto si C = 2 Si resolvemos la primera ecuación algebraica, tendremos:

2B = 3C 2B = 3(2) B = 6/2 B=3 Los resultados obtenidos por este método algebraico son A=4 B=3 C=2 Estos valores los escribimos como coeficientes en las formulas que les corresponden a cada literal de la ecuación química, quedando balanceada la ecuación 4Fe + 3O2 2 Fe2O3