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8/8/2019 Microsoft Word Guiaingresoquimica Corr Corr 20091

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE LA PATAGONIASAN JUAN BOSCO SEDE COMODORO RIVADAV

FACULTAD DE CIENCIAS NATURALES

Gua para el ingresante:CONCEPTOS BASICOSDE FISICO-QUMICA

REPASO Y NIVELACIN PARAESTUDIANTES DE POLIMODA

Sede Comodoro Rivadavia - 2009


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ESTIMADO ALUMNO:Esta gua tiene por objeto que puedas repasar, durante las vacaciones yhasta tanto comiencen las clases, los temas de fsico-qumica que se hanvisto en la escuela secundaria, ya que el dominio de ellos es fundamental

para comprender los contenidos bsicos de los cursos de QumicaUniversitaria.Es por nosotros conocido que no todos los alumnos han recibido la mismaformacin en Qumica, por tal motivo deseamos que esta gua los ayude anivelar sus conocimientos para poder comenzar mejor sus estudios, en loque a Qumica se refiere.

La gua est compuesta por:

- Por lecturas al inicio de algunas unidades, que sedenominan Para leer y reflexionar.

- Reglas bsicas para favorecer el aprendizaje, que teservirn durante toda tu carrera.

- Desarrollo de los contenidos tericos especficos de cadaunidad, que se intercalan con ejercicios resueltos, queexplican el tema antes visto.

- Al finalizar cada unidad, problemas relacionados con eltema desarrollado en la unidad y que denominamos Pararesolver.

- Al finalizar la gua se encuentran las respuestas a los problemas de cada unidad.

- Bibliografa consultada, sin la cul no nos hubiera sido posible desarrollar esta gua y Bibliografa para queconsultes, ya que est gua es tan solo eso, una gua, ser tutrabajo reforzar y ampliar los conceptos aqu desarrollados.


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Conservarse en buen estado de salud. Procurar que las condiciones de trabajo (luz, temperatura, humedad,

ropa, silla, etc.) sean favorables a las actividades. Formarse el hbito de trabajar siempre a las mismas horas. Empezar a trabajar prestamente, una vez que se tenga decidido. Adquirir la costumbre de fijar la atencin. Tener conciencia de estar trabajando; mientras lo hagas, debes hacerlo

intensamente, concentrado en la tarea que realizas. Realizar el trabajo con la intencin de aprender y recordar. Pensar que ests trabajando para superarte. No pedir ayuda mientras no la necesites y, si la necesitas, pdela a quien

sabe ms que t. Trata de resolver los problemas por tus propiosmedios. Cuando no puedas, recurre a la ayuda.

Debes hacer un examen preliminar del material con que vas a trabajar. Usar todas las formas de actividad que permita el material. Transferir el aprendizaje a problemas de la vida de relacin. Valorar diariamente el grado de importancia de los temas que debes

estudiar y dedicar los mayores esfuerzos en fijar permanentementeaquellos que son fundamentales.

Despus de un trabajo intenso , especialmente si se trata de materialnuevo, descansar un rato, pero no demasiado. Y, dejar vagar la menteantes de emprender otro tema.

Formar el hbito de elaborar tus propios ejemplos concretos de todas lasreglas, principios y conceptos que aprendas.

Aplicar tus conocimientos tanto como sea posible y tan pronto como puedas en todo tu trabajo.

G. Whipple


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Temas

Unidad 1. Mediciones1.1 Magnitud, cantidad y unidad1.2 La medida como comparacin1.3 Tipos de magnitudes1.4 El Sistema Internacional de Unidades (SI)1.4.1 Unidades fundamentales1.5 Manejo de los nmeros1.5.1 Cifras significativas1.5.2 Gua prctica para utilizar las cifras significativas1.6 Exactitud y precisinPara resolver1.7 Velocidad y presin

Para resolver1.8 Escalas de temperaturaPara resolver1.9 Densidad y peso especfico1.9.1 Densidad relativa1.9.2 Peso especficoPara resolver

Unidad 2. La materia2.1 Materia2.2 Propiedades de la Materia2.3 Leyes de la conservacin de la materia2.4 Clasificacin de la materia2.5 Sistemas Materiales2.5.1 Mtodos de separacin2.6 Estados de agregacin2.6.1 Cambios de estado2.7 Fenmenos fsicos y qumicos2.8 EnergaPara resolver

Para leer y reflexionar: Un poco de historia

Unidad 3. El interior de la materia3.1 Teora Atmica3.2 Modelo Atmico3.3 Estado de oxidacinPara resolver

Para leer y reflexionar: Ciencia: dos puntos de vista

Unidad 4. Cmo se escribe?4.1 Reacciones qumicas4.2 Tipos de reacciones4.2.1 Reacciones de neutralizacin4.2.2 Reacciones de precipitacin4.2.3 Reacciones redox4.3 Nomenclatura y formulacin de compuestos inorgnicos

4.3.1 xidos bsicos y cidos4.3.2 Hidrxidos4.3.3 Oxcidos


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4.3.4 Hidruros metlicos4.3.5 Hidruros no metlicos4.3.5.1 Hidrcidos4.3.5.2 Otros hidruros no metlicos4.3.6 Sales4.3.6.1 Sales neutras

4.3.6.2 Sales cidas4.3.6.3 Sales bsicasPara resolver

Para leer y reflexionar: Mirando al futuro

Unidad 5. La materia se transforma5.1 Unidad de masa atmica, masa atmica y masa molecular5.1.1 Relaciones estequiometricas5.1.2 Masa atmica absoluta5.1.3 Masa Atmica Relativa5.1.4 Masa Molecular Relativa5.1.5 El mol5.1.6 Volumen molar5.2 Reactivo limitante5.3 Pureza5.4 Rendimiento5.5 Composicin porcentual5.5.1 Frmula emprica5.5.2 Frmula molecularPara resolver

Respuestas a ejercicios

Bibliografa consultadaBibliografa recomendada


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Mediciones

Para la fsica y la qumica, en su calidad de ciencias experimentales, la medida constituye unaoperacin fundamental. Sus descripciones del mundo fsico se refieren a magnitudes opropiedades medibles.

1.1 Magnitud, cantidad y unidadLa nocin de magnitud est inevitablemente relacionada con la de medida. Se

denominan magnitudes a ciertas propiedades o aspectos observables de un sistema fsico que

pueden ser expresados en forma numrica.La longitud, la masa, el volumen, la fuerza, la velocidad, la cantidad de sustancia son ejemplosde magnitudes fsicas. La belleza, sin embargo, no es una magnitud, entre otras razonesporque no es posible elaborar una escala y mucho menos un aparato que permita determinarcuntas veces una persona o un objeto es ms bello que otro. La sinceridad o la amabilidadtampoco lo son. Se trata de aspectos cualitativos porque indican cualidad y no cantidad.En el lenguaje de la fsica la nocin de cantidad se refiere al valor que toma una magnitud dadaen un cuerpo o sistema concreto; la longitud y masa de esta mesa, el volumen de ese libro, sonejemplos de cantidades. Una cantidad de referencia se denomina unidad y el sistema fsico queencarna la cantidad considerada como una unidad se denomina patrn.

1.2 La medida como comparacin

La medida de una magnitud fsica supone la comparacin del objeto con otro de lamisma naturaleza que se toma como referencia y que constituye el patrn.La medida de longitudes se efectuaba en la antigedad empleando una vara como patrn, esdecir, determinando cuntas veces la longitud del objeto a medir contena a la de patrn. Lavara, como predecesora del metro de sastre, ha pasado a la historia como una unidad demedida equivalente a 835,9 mm. Este tipo de comparacin inmediata de objetos corresponde alas llamadas medidas directas.Con frecuencia, la comparacin se efecta entre atributos que, aun cuando est relacionadocon lo que se desea medir, son de diferente naturaleza. Tal es el caso de las medidas trmicas,en las que comparando longitudes sobre la escala graduada de un termmetro se determinantemperaturas. Esta otra clase de medidas se denominan indirectas.

1.3 Tipos de magnitudesUn grupo importante de ellas quedan perfectamente determinadas cuando se expresa

su cantidad mediante un nmero seguido de la unidad correspondiente. Este tipo demagnitudes reciben el nombre demagnitudes escalares . La longitud, el volumen, la masa, latemperatura, la energa, son slo algunos ejemplos. Sin embargo, existen otras que precisanpara su total definicin que se especifique, adems de los elementos anteriores, una direccino una recta de accin y un sentido: son las llamadasmagnitudes vectoriales . La fuerza,constituye un ejemplo de este tipo de magnitud, pues sus efectos al actuar sobre un cuerpodependern no slo de su cantidad, sino tambin de la lnea a lo largo de la cual se ejerza suaccin.Al igual que los nmeros reales son utilizados para representar cantidades escalares, lascantidades vectoriales requieren el empleo de otros elementos matemticos diferentes de losnmeros, con mayor capacidad de descripcin. Estos elementos matemticos que puedenrepresentar intensidad, direccin y sentido se denominanvectores . Las magnitudes que semanejan en la vida diaria son, por lo general, escalares. El comerciante, el contador, entreotros, manejan masas, precios, volmenes, etc., y por ello les es suficiente saber operar bien

Para las personas creyentes, Diosesta al principio; para loscientficos, al final de todas susreflexiones.


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con nmeros. Sin embargo, el fsico y qumico, y en la medida correspondiente el estudiante, altener que manejar magnitudes vectoriales, ha de operar, adems, con vectores.

1.4 El Sistema Internacional de Unidades (SI)Desde un punto de vista formal, cada cientfico o cada pas podra operar con su propio

sistema de unidades, sin embargo, y aunque en el pasado tal situacin se ha dado con ciertafrecuencia (recurdense los pases anglosajones con sus millas, pies, libras, gradosFahrenheit, etc.), existe una tendencia generalizada a adoptar un mismo sistema de unidadescon el fin de facilitar la cooperacin y comunicacin en el terreno cientfico y tcnico.En esta lnea de accin, la XI Conferencia General de Pesas y Medidas celebrada en Pars en1960, tom la resolucin de adoptar el llamado con anterioridad Sistema Prctico de Unidades,como Sistema Internacional (SI), que es, precisamente, como se le conoce a partir deentonces. Dicho sistema, distingue y establece, adems de las magnitudes bsicas yderivadas, un tercer tipo denominado magnitudes suplementarias, que son aquellas que an noestn incluidas en ninguno de las dos anteriores.El SI toma como magnitudes fundamentales: la longitud, la masa, el tiempo, la intensidad decorriente elctrica, la temperatura absoluta, la intensidad luminosa y la cantidad de sustancia, yfija las correspondientes unidades para cada una de ellas. A estas siete magnitudes

fundamentales hay que aadir dos suplementarias asociadas a medidas angulares, el nguloplano y el ngulo slido. La definicin de las diferentes unidades fundamentales haevolucionado con el tiempo al mismo ritmo que las propias ciencias fsicas.

1.4.1 Unidades fundamentalesEn la Tabla 1 se muestran las siete unidades fundamentales. A continuacin se realiza

una breve descripcin de cada una de ellas.

Unidad de Longitud: El metro (m) es la longitud recorrida por la luz en el vaco durante unperodo de tiempo de 1/299.792.458 s.

Unidad de Masa: El kilogramo (kg) es la masa del prototipo internacional de platino iridiadoque se conserva en la Oficina de Pesas y Medidas de Pars.

Unidad de Tiempo: El segundo (s) es la duracin de 9.192.631.770 perodos de la radiacincorrespondiente a la transicin entre dos niveles fundamentales del tomo Cesio 133 (133Cs).

Unidad de Corriente Elctrica: El ampere (A) es la intensidad de corriente, la cual almantenerse entre dos conductores paralelos, rectilneos, longitud infinita, seccin transversalcircular despreciable y separados en el vaco por una distancia de un metro, producir unafuerza entre estos dos conductores igual a 2 x 10-7 N por cada metro de longitud.

Unidad de Temperatura Termodinmica: El Kelvin (K) es la fraccin 1/273,16 de latemperatura termodinmica del punto triple del agua.

Unidad de Intensidad Luminosa: La candela (cd) es la intensidad luminosa, en una direccindada, de una fuente que emite radiacin monocromtica de frecuencia 540 x 1012 hertz y quetiene una intensidad energtica en esta direccin de 1/683 W por estereorradin (sr).

Unidad de Cantidad de Sustancia: El mol es la cantidad de materia contenida en un sistemay que tiene tantas entidades elementales como tomos hay en 0,012 kilogramos de carbono 12(12C). Cuando es utilizado el mol, deben ser especificadas las entidades elementales y lasmismas pueden ser tomos, molculas, iones, electrones, otras partculas o grupos de talespartculas.


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Tabla 1. Unidades fundamentales del SI

Magnitud Nombre SmboloLongitud metro mMasa kilogramo kg

Tiempo segundo SCorriente elctrica ampere ATemperatura Kelvin KCantidad de sustancia mol molIntensidad luminosa candela cdLas unidades derivadas han recibido nombres y smbolos especiales. Las mismas pueden serutilizadas en combinacin con otras unidades fundamentales o derivadas para expresarunidades de otras cantidades. Algunas de ellas se muestran a continuacin: Coulomb (C): Cantidad de electricidad transportada en un segundo por una corriente de

un amperio.

Joule (J): Trabajo producido por una fuerza de un newton cuando su punto de aplicacinse desplaza la distancia de un metro en la direccin de la fuerza.

Newton (N): Es la fuerza que, aplicada a un cuerpo que tiene una masa de 1 kilogramo, lecomunica una aceleracin de 1 metro por segundo, cada segundo.

Pascal (Pa): Unidad de presin. Es la presin uniforme que, actuando sobre una superficieplana de 1 metro cuadrado, ejerce perpendicularmente a esta superficie una fuerza total de1 newton.

Volt (V): Unidad de tensin elctrica, potencial elctrico, fuerza electromotriz. Es ladiferencia de potencial elctrico que existe entre dos puntos de un hilo conductor que

transporta una corriente de intensidad constante de 1 ampere cuando la potencia disipadaentre esos puntos es igual a 1 watt.

Watt (W): Potencia que da lugar a una produccin de energa igual a 1 joule por segundo.

Ohm (): Unidad de resistencia elctrica. Es la resistencia elctrica que existe entre dospuntos de un conductor cuando una diferencia de potencial constante de 1 volt aplicadaentre estos dos puntos produce, en dicho conductor, una corriente de intensidad 1 ampere,cuando no haya fuerza electromotriz en el conductor.

Las unidades del SI cambian en forma decimal por medio de una serie de prefijos, que actancomo mltiplos y submltiplos decimales, como se muestra en la Tabla 1.2. Estos prefijos secolocan delante del smbolo de la unidad correspondiente sin espacio intermedio. El conjuntodel smbolo ms el prefijo equivale a una nueva unidad que puede combinarse con otrasunidades y elevarse a cualquier exponente (positivo o negativo).

Tabla 1.2. Prefijos utilizados con unidades SI

Mltiplos decimales Submltiplos decimalesPrefijo Smbolo Factor Prefijo Smbolo FactorDeca da 101 Deci d 10-1 Hecto h 102 Centi c 10-2 Kilo k 103 Mili m 10-3

Mega M 106 Micro 10-6 Giga G 109 Nano n 10-9


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Tera T 1012 Pico p 10-12 Peta P 1015 Femto f 10-15 Exa E 1018 Atto a 10-18 Zetta Z 1021 Zepto z 10-21 Yotta Y 1024 Docto y 10-24

Los smbolos que corresponden a unidades derivadas de nombres propios se escribencon la letra inicial mayscula (ejemplos: A, V, etc.). Siempre con letras a excepcin delohm.

Los dems smbolos se escriben con letras minsculas. Los smbolos de las unidades no cambian de forma para el plural (no incorporan

ninguna s) y no van seguidos de punto. Las unidades derivadas se definen como productos o cocientes de las unidades

bsicas o suplementarias aunque tambin pueden utilizarse unidades suplementariascon nombre propio. Para expresar las unidades derivadas pueden utilizarse lossiguientes mtodos:

Ubicar las diferentes unidades una a continuacin de otra sin separacin; por

ejemplo: As, Nm. En este caso se deben evitar las combinaciones en que unaunidad que tiene el mismo smbolo que un prefijo se coloque delante ya quepueden dar lugar a confusin. Por ejemplo no debe utilizarse mN (que significamilinewton) en lugar de Nm (newton por metro).

Poner las diferentes unidades separadas por un punto alto; por ejemplo: As,Nm. Esta disposicin es preferible a la anterior. En este caso tambinconviene evitar las combinaciones que puedan dar lugar a confusin si el puntoes poco visible (as hay que evitar, por ejemplo, mN).

En el caso de cocientes puede utilizarse:Un cociente normalLa barra inclinada (m/s, m/s2) evitando el uso de productos en eldenominador; por ejemplo podemos escribir: kg/A/s2 en lugar dekg/(As2).Potencias negativas; por ejemplo: kgA-1s-2.

1.5 Manejo de los nmeros Una vez estudiadas las unidades utilizadas en Fsica y Qumica, analizaremos las

tcnicas para el manejo de los nmeros asociados a las mediciones: La notacin cientfica.Es muy frecuente en esta rea trabajar con nmeros muy grandes o muy pequeos:Por ejemplo en 16 g de Oxgeno (1 mol de tomos) hay 602200000000000000000000 tomosde oxgeno y cada tomo tiene una masa de 0.0000000000000000000000267 gComo vers, el manejo de estos nmeros es engorroso y es muy fcil que se cometan erroresal realizar diferentes clculos. Puede suceder que te olvides de un cero o que coloques uno oms despus del punto decimal. Por esta razn, para manejar dichos nmeros, se utiliza lallamada Notacin Cientfica. Sin importar su magnitud, todos los nmeros se pueden expresarde la siguiente forma:

N 10 n DondeN es un nmero comprendido entre 1 y 9, yn es un exponente, que debe ser un nmeroentero positivo o negativo.En los dos ejemplos antes mencionados, dichos nmeros expresados en notacin cientficason: 6,022 1023 tomos de oxgeno y 2,67 10-24 g.Pero CUIDADO, en la expresin 10, no significa que debes multiplicar el nmero10 yluego elevarlo al exponente escrito, ya que de esa manera estaras agregando un cero ms alnmero. Esto en la calculadora se trabaja con la tecla que diceEXP, que generalmente seencuentra al lado del signo igual.

Ejemplo: 1 105 el exponente es 5 e indica el nmero de posiciones que hay quedesplazar la coma para obtener el nmero, si el exponente es positivo la coma se correa la derecha, si es negativo la coma se corre a la izquierda.

1 105

= 100000Si fuera 1 10-5 = 0,00001A continuacin te mostramos un ejemplo de cmo utilizar la notacin cientfica, con las


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unidades: Convierta 100 kg a g

Si observamos en la Tabla 1.2 para el smbolo k el factor es 103. En nuestro ejemploreemplazamos: 100 kg por este factor, 100 103g, cabe aclarar que la operacin anno finaliz, ya que debemos expresar el resultado en notacin cientfica, 1 105g

1.5.1 Cifras significativasEl valor numrico de cualquier medida es una aproximacin. Ninguna medida fsica,como masa, longitud o tiempo es absolutamente correcta. La exactitud de toda medicin estlimitada por el instrumente utilizado para realizarla.Por ejemplo si realizamos la medicin de un objeto y obtenemos un valor de 13,7 cm, porconvenio, esto significa que la longitud se ha medido hasta la dcima del centmetro msprxima y su valor exacto se encuentra comprendido entre 13,65 y 13,75 cm.

Excepto cuando se trabaja con nmeros enteros (ejemplo nmero de pasajeros en uncolectivo), es imposible obtener el valor exacto de la cantidad buscada. Por est razn, esimportante indicar el margen de error en las mediciones sealando claramente el nmero decifras significativas , que son los dgitos significativos en una cantidad medida o calculada.Cuando se utilizancifras significativas el ltimo dgito es incierto . En el ejemplo el nmeroposee tres cifras significativas (1, 3 y 7), si el valor hubiese sido 13,70 cm, el mismo poseecuatro cifras significativas (1, 3, 7 y 0).Tener presente el nmero de cifras significativas en una medicin, asegura que los clculosrealizados con los datos reflejen la precisin de esa medicin.Ejemplos:

Una bureta de 50 mL est graduada con divisiones separadas 1/10 mL, estimndoselas centsimas de mililitro. Un volumen registrado de 14,83 mL representa cuatro cifrassignificativas. La ltima cifra (3), puede tener un error de dos dgitos, es decir 14.84 o14,82. Expresado matemticamente el volumen registrado sera (14,83 +/- 0,01)mL

El peso de un objeto determinado en una balanza analtica, fue de 3,4062 g, este valorposee 5 cifras significativas

1.5.2 Gua prctica para utilizar las cifras significativas Cualquier dgito diferente de cero es significativo. As, 4856 cm tiene cuatro cifras

significativas; 1,23 kg posee tres cifras significativas. Los ceros ubicados entre dgitos distintos de cero son significativos. As, 205 m

contiene tres cifras significativas; 50102 s contiene cinco cifras significativas. Los ceros a la izquierda del primer dgito distinto de cero no son significativos. Los

mismos se utilizan para indicar el lugar del punto decimal. Por ejemplo 0,029 g (2,910-2 g) contiene dos cifras significativas; 0,000000089 g (8,910-8 g) contiene dos cifrassignificativas.

Si un nmero es mayor que 1, todos los ceros escritos a la derecha del punto decimalson significativos. As 2,0 mL tiene dos cifras significativas; 40825 mg tiene cinco cifrassignificativas y 30200 s tiene 5 cifras significativas.

Si un nmero es menor 1, solo son significativos los ceros que estn al final del nmeroo entre dgitos. As, 0,302 g tiene tres cifras significativas; 0,0040 kg tiene dos cifrassignificativas. Para nmeros sin punto decimal, los ceros ubicados despus del ltimo dgito puedeno no ser cifras significativas. As en 200 mL puede tener una (2), dos (20) o tres (200)cifras significativas. No es posible determinar la cantidad correcta, sino se posee msinformacin. Por est razn es de mucha utilidad la notacin cientfica, para evitar estambigedad. En nuestro caso podemos expresar 2 102 mL, para una cifra; 2,0 102,para dos cifras o 2,00 102 para tres cifras significativas.

1.6 Exactitud y precisin La precisin nos indica en cuanto concuerdan dos o ms mediciones de una misma cantidad.La exactitud indica cun cercana est una medicin del valor real de la cantidad medida.

Ejemplo:A un alumno se le solicita que pese en balanza analtica una muestra de sedimento,cuyo peso real es 2,0000 g. El alumno realiza tres mediciones obteniendo: 2,0001 g,1,9998 g y 2,0001 g. Podemos decir que el alumno fue preciso, ya que obtuvo en las


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tres mediciones valores que concuerdan entre si y tambin trabajo con exactitud, yaque los valores obtenidos estn muy prximos al valor real.

Cabe aclarar que precisin y exactitud deben ir de la mano, para que nuestros resultados seanconfiables, pero no siempre es as, uno puede ser muy preciso y no exacto. Se puedecomparar con tiro al blanco, al realizar los tiros se puede dar siempre en el mismo lugar(precisin), pero estar muy lejos del centro. Se es muy preciso, pero no exacto.

Ahora te invitamos a que resuelvas los siguientes ejercicios.

Notacin exponencial1. Convierta 100 Tm a metros.2. Convierta 25 Gm a metros.3. Convierta 2000 Mm a metros.4. Convierta 6 pm a metros.5. Comparar y ordenar en forma creciente las siguientes cantidades

a) 10-3 Lb) 70 dm3 c) 120 cm3 d) 1570 mL

6. Convierta 470m a metros.7. Expresar las siguientes cantidades en notacin cientfica.

a) 0,0000000027b) 356c) 47700d) 0,096

8. Expresar los siguientes nmeros en forma decimala) 1,5610-3 b) 7,7810-5 c) 2,59102 d) 9,00105

9. Cul es el nmero de cifras significativas en cada unoa de las siguientes cantidadesmedidas?a) 4867 gb) 29 mLc) 60104 Tnd) 0,00000303 cme) 0,0220 kg

Longitud y masa10. La luz, o radiacin visible, tiene longitudes de onda entre 4000 y 7500 (1 =10-10 m).

Por ejemplo, la luz amarilla tiene una longitud de onda de 5800 . Exprese esta longitudde onda en metros.

11. Indique y justifique si las siguientes medidas son iguales.a) 5800 b) 580 nmc) 5,8 105 pmd) 5,8 10-5 cm

12. A cuntos gramos equivale una tonelada?13. Calcule: 1 kg + 2 x 15 g.

1.7 Velocidad y presinVelocidad:cambio en la distancia en funcin del tiempo transcurrido. Se expresa en m/sAceleracin:cambio de velocidad en funcin del tiempo. Se mide en m/s 2

Para resolver


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Fuerza: masa por aceleracin, se expresa en Newton 1N= 1kg m /s 2Presin:fuerza aplicada por unidad de rea, se expresa en Pascal, que se define comoun newton por metro cuadrado (1Pa= N/m 2)Unidades frecuentes utilizadas en la medicin de la presin

Torricelli (torr), milmetro de mercurio (mmHg), atmsfera (atm).Relacin entre las unidades:

760 torr = 760 mmHg = 1 atm = 101,325 kPa

1. Un automvil se desplaza a 80 km/h. Exprese esta velocidad en m/h.2. En un recipiente de 10 dm3 hay 0,50 moles de molculas de O2. La temperatura es de

1200K. Calcular en atm y en hPa la presin a la que esta sometido el gas.3. En un sistema cerrado con tapa mvil cuyo volumen es 0, 452 dm3 hay un gas a una

presin de 628,1 hPa y temperatura de 87 C Dato: R = 8,31 kPa dm3 /mol K

a) Cul es el volumen a 1atm y 0,00 C?b) Cuntos moles de gas hay en el sistema?c) Cul es el volumen molar del gas en ambas condiciones?

4. Una fuerza de 500 N acta sobre un rea que mide 4 metros por 50 centmetros. Cules la presin ejercida en kN por metro cuadrado?

1.8 Escalas de temperaturaActualmente se utilizan tres escalas de temperaturas. Sus unidades son C (grados Celsius), F(grados Fahrenheit) y K (Kelvin). En la escala Celsius se divide en 100 grados el intervalocomprendido entre el punto de congelacin (0C) y el punto de ebullicin del agua (100C),mientras que en la escala Fahrenheit, que es la escala utilizada en Estados Unidos fuera dellaboratorio, se definen los puntos de congelacin y ebullicin normales del agua a 32 F y 212F.El Sistema Internacional define al Kelvin como la unidad fundamentadle la temperatura; esdecir, es la escala de temperatura absoluta. El trmino de temperatura absoluta significa que elcero en escala Kelvin, denotado por 0 K, es la temperatura terica ms baja que puedeobtenerse. Por otro lado las escalas Celsius y Fahrenheit, se basan en el comportamiento deuna sustancia elegida de forma arbitraria, el agua.

A continuacin te mostramos las ecuaciones que se utilizan para realizar la conversinde temperaturas de una escala a otra:

Donde? , es el valor numrico que obtendrn luego de aplicar la ecuacin correspondiente

1. La temperatura de un cuerpo puede expresarse en grados Celsius (C) o en Kelvin (K),llamndose Temperatura absoluta.a) Calcular en K la temperatura de un cuerpo que esta a 8 C

Para resolver

F C C F C K?C = (F-32F)5C

9F?F = 9F (C) +32F

5C? K = (C + 273,15C) K

1C

Para resolver


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b) Calcular en C la temperatura de un cuerpo que esta a 120 Kc) Determinar y justificar si es correcto afirmar que una variacin cualquiera de

temperatura expresada en C es numricamente igual si se la expresa en K2. Convertir

a) 327,5 C (el punto de fusin del plomo) a grados Fahrenheit.b) 172,9 F (el punto de ebullicin del etanol) a grados Celsius.

c) 77 K, el punto de ebullicin del nitrgeno lquido, a grados Celsius.3. Convierta las siguientes temperaturas a Kelvin:a) 113 C, el punto de fusin del azufre.b) 37 C, la temperatura corporal normal.c) 357 C, el punto de ebullicin del mercurio.

1.9 Densidad y peso especficoLa densidad absoluta, se define como la masa por unidad de Volumen de un sistema.Matemticamente es el cociente entre la masa y el Volumen del sistema, esto es:

Masa mDensidad = o en smbolos =

Volumen V

Como la densidad es una propiedad intensiva no depende de la cantidad de masa presente,para un material dado la relacin de masa a Volumen es siempre la misma; en otras palabras Vaumenta conforme aumenta la masa m.Las unidad derivada del Sistema Internacional para la densidad es el kilogramo por metrocbico (kg / m3). Esta unidad es demasiado grande para la mayora de las aplicaciones enqumica; por lo que la unidad gramo por centmetro cbico (g / cm3) y su equivalente g / mL, seutilizan con ms frecuencia para expresar las densidades del slidos y lquidos. Como lasdensidades de los gases son muy bajas, para ellos se emplea la unidad de gramos por litro(g / L)

1 g / cm3 = 1 g / mL = 1000 kg / m3 1 g / L = 0,001 g / mL = 1 10 -3 g / mL

1.9.1 Densidad relativaLa densidad relativa, es la densidad de un cuerpo respecto a la densidad de otro tomado comoreferencia. Para slidos y lquidos la sustancia de referencia es el agua destilada que a Presinde 1 atmsfera y 4 C de temperatura tiene una densidad de 1000 g / mL.Como se trata de un cociente de dos unidades el resultado es un nmero adimensional, esto esun nmero sin unidades.

sustancia relativa=

(H2O) Para los gases se toma como referencia la densidad del aire a 1 atmsfera de presin y 0 C(Condiciones Normales de Presin y Temperatura), a la que corresponde una densidad de1,293 g / L.

Ejemplo: Si la densidad absoluta del Oxgeno es de 1,429 g / L la densidad relativaser:

oxgeno 1,429 g / Lrelativa= relativa= = 1,105

O2 1,293 g / LCuando se establece el valor de la densidad, se hace referencia a la temperatura a la que sedetermina. Esto se debe a que el volumen vara, con la temperatura. En consecuencia tambinvara la densidad.

1.9.2 Peso especficoPeso especfico absoluto: Se define como el peso por unidad de volumen de un sistema.Matemticamente se calcula como el cociente entre el peso y el volumen de un sistema.


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P

Pe = V

Peso especfico relativoEs el peso especfico de una sustancia con respecto a otra tomada como referencia.Para slidos y lquidos:

Pe PePer = Para gases: Pe r =

Pe (agua) Pe (aire)

Densidad y peso especfico

1. La densidad del mercurio (Hg) a 273,15 K es 13,60 g/cm3. Cul es el volumen queocuparn 35 g de mercurio?

2. Determinar el volumen de 20 kilogramos de benceno si su densidad relativa es de 0,88.3. Cul es la densidad de una bola de acero que tiene un dimetro de 1,5 cm y una masa

de 14,12 g? Vesfera = 4/3 r3 4. Calcule la densidad del cobre (peso especfico 8,96 g/cm3) en kg/m3.5. Calcule la densidad de un cilindro de aluminio de masa 75,21 g, dimetro 1,5 m y una

altura de 15,75 cm.6. Una cantidad de arena pesa 33,8 g en el aire. Se transfiere a una probeta graduada de

100 mL que contiene 40 mL de agua. La lectura final del volumen es de 53,0 mL.Determine el peso especfico de la arena.

7. El cido de batera tiene un peso especfico de 1,29 g/cm3 y contiene 36,5 % en peso deH2SO4. Cuntos gramos de H2SO4 puro contendr un mililitro de cido de batera?

8. Calcule el peso de HNO3 puro por litro del cido concentrado con 50,0 % en peso deHNO3 y peso especfico relativo 1,20.

9. Calcule la densidad del cobre (Cu) sabiendo que una esfera de este metal, de 43 cm dedimetro, tiene una masa de 371 kg; = m/V; Vesfera = 4/3 r3.

10. Se tiene una lata (a 250C) en cuyo interior hay 1,0 litro de aceite. Sabiendo que la masadel aceite es 0,92 kg, Calcule la densidad de dicho aceite.

11. En un recipiente graduado se vierte agua lquida, H2O(l), hasta que la marca leda es 25cm3. Se coloca en su interior un bloque de grafito. (El grafito es una de las formas en lasque se encuentra en la naturaleza el elemento carbono; la otra forma es el diamante).La masa del bloque es 13,5 g y el nivel del agua sube hasta llegar a 31 cm3. Calcule ladensidad del grafito.

Para resolver


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La Materia

2.1 Materia La materia se puede definir como todo aquello que tiene masa y ocupa un lugar en el

espacio, desde un planeta a una bacteria, la totalidad del Universo es materia. Dicho de otramanera la materia es todo lo que nos rodea. Estamos insertos en un mundo donde la qumicaest presente y es necesario que la conozcas y entiendas, ya que estamos rodeados demateria y energa. Quizs no te des cuenta pero est en t hacer cotidiano.

As es que te damos una definicin, esperando que con el tiempo puedas hablarfluidamente de que es la qumica.

La qumica es la ciencia que estudia a la materia, sus propiedades, los cambiosque experimenta y las variaciones de energa que acompaan a dichos procesos.

De aqu podemos inferir que la qumica se transforma en una disciplina de vitalimportancia para el ser humano, el conocimiento profundo de la materia permite descifrarmuchos de los misterios que nos afectan, de esta manera podemos hacer un mejor uso de losrecursos naturales, elaborar nuevos productos, en esencia resolver muchos de los problemastanto superficiales como trascendentes que nos propone la vida.

Durante mucho tiempo los conceptos materia y masa se tomaron como sinnimos, pero aprincipios del siglo XX el fsico Albert Einstein (1879-1955), demostr que la masa y la energaen realidad son dos componentes de la materia, teniendo la capacidad de interconvertirse. Deesta manera podemos definir comomasa , a la existencia de materia en forma de partculas otambin como la cantidad de sustancia de un cuerpo susceptible de ser acelerada. La masa se

mide mediante balanzas y su unidad es kilogramo o sus mltiplos y submltiplos. Mientras quela energa es una propiedad de un sistema, que manifiesta su capacidad para realizar trabajo,las unidades ms utilizadas son es el Joule, la Calora o el Ergio.

El estudio de la materia se realiza a travs de: Sus propiedades

o Impenetrabilidado Extensino Inercia

Transformaciones Variedades

La materia puede tomar distintas formas a las que se las denomina cuerpo. Entonces:Un CUERPO es una porcin limitada de materia identificable por su forma2.2 Propiedades de la MateriaPara poder estudiar y entender que es la materia y como se comporta es necesario estudiarsus propiedades. Las cuales se clasifican como: generales extensivas y especficas intensivas.Propiedades generales o extensivasSon aquellas propiedades de un cuerpo cuyo valor medible depende de la cantidad demateria, estas son: volumen, peso, inercia, entre otros.Propiedades intensivas o especficasEstas propiedades no dependen de la cantidad de materia, sino de su naturaleza, sonimportantes porque permiten distinguir a un cuerpo de otro. Pueden serfsicas como: ladensidad, la conductividad elctrica y calorfica, la elasticidad, maleabilidad, cambios deestado o qumicas como: la fuerza oxidante, la acidez o basicidad, combustibilidad,capacidad de combinacin (estado de oxidacin), electronegatividad, entre otras.

La materia es por doquier la mismay en ella no se distinguen partes.

B. SPINOZA tica


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2.3 Leyes de la conservacin de la materiaEstas leyes son los pilares que permiten estudiar y entender los cambios qumicos de

las sustancias. La ley de la conservacin de la masa la cual seala que: "La masa de lassustancias antes y despus de un cambio qumico es constante, tambin puede expresarsecomo " La masa no se crea ni se destruye, slo se transforma.".La Ley de la Conservacinde la energa que expresa que: La energa del universo constante esta ley tambin se

define como:"La energa no se crea ni se destruye, slo se transforma." Estas dos leyesestn relacionadas por la ecuacin de Einsten:

Podemos interpretarla como "La materia no se crea ni se destruye, slo se transforma" .La masa y energa son componentes de la materia y slo se convierten una en la otra.Ahora te hacemos una preguntaMasa y peso es lo mismo, son sinnimos ? . La respuestaes NO, la masa de un cuerpo es una medida de la cantidad de materia que lo forma, mientrasque el PESO es la fuerza resultante de la atraccin gravitatoria de la tierra sobre cada puntodel mismo. Dado que, ordinariamente, hacemos todos nuestros experimentos en el planetaTierra, tendemos a usar masa y peso intercambiablemente. Dicho uso es permisible, siempreque mantengamos en mente la diferencia entre masa y peso. Por ejemplo, cada uno denosotros tiene una determinada masa, pero nuestro peso va a depender del lugar en donderealicemos dicha medicin, por ejemplo en la tierra pesamos 50 kg pero si nos pesamos en laluna nuestro peso ser diferente, donde la atraccin gravitacional es aproximadamente unsexto de la terrestre. El cuerpo no ha perdido masa, slo est sujeto a una atraccingravitacional menor. Qu penss? Pesaremos ms o menos en la luna?

2.4 Clasificacin de la materiaCuadro 1. Clasificacin de la materia.

En la naturaleza encontramos:

Sustancias puras. Dentro de esta presentacin tenemos a los elementos y los compuestos. Un elemento es aquella sustancia que no puede descomponerse por mtodos

qumicos en otra ms sencilla. Son ms de 112 elementos, algunos son muy comunes ynecesarios, como el carbono, el oxgeno o el hidrgeno. Otros, se han creado artificialmenteen aceleradores de partculas o en reactores atmicos, son tan raros que slo existen durantemilsimas de segundo.

E = mc2 Donde:E = energam = masac 2 = velocidad de la luz al cuadrado.

MATERIA

MEZCLAS SUSTANCIAS

HETEROGNEAS HOMOGNEAS

COMPUESTOS SIMPLES

COLOIDES

SOLUCIONES


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La ordenacin de estos elementos en funcin de sus propiedades fsicas y qumicas, da lugara la llamada "Tabla Peridica". Fue ideada por un qumico ruso, Mendeleiev el ao 1869.Desde aquella primera tabla que contena tan slo 63 elementos hasta la actual que tienems de 112.

Los compuestos resultan de la combinacin de los elementos en una proporcindefinida, los elementos unidos pierden sus propiedades individuales.

Mezclas. Son sistemas que se forman por la combinacin fsica de elementos o compuestosen diferente proporcin, los cuales conservan sus propiedades y se pueden separar pormtodos fsicos, adems a las mezclas podemos clasificarlas si presentan una sola fase comohomogneas (soluciones y aleaciones) o si tienen varias como heterogneas (suspensionesetc.)

2.5 Sistemas MaterialesLa Qumica estudia la materia, utilizando los sistemas materiales, as que:

Se denominaSistema Material a un cuerpo aislado, conjunto de cuerpos, partes de uncuerpo o parte de un conjunto de cuerpos que se aslan convenientemente para serestudiados.

Sistemas Homogneos: son aquellos que tienen propiedades intensivas constantesen toda su extensin.Estos a su vez se clasifican en sustancias y soluciones.

Sistemas heterogneos: son aquellos que tienen propiedades intensivas que no sonconstantes, existiendo superficies de discontinuidad, entre las distintas partes.

Todo sistema homogneo es monofsico (una sola fase), mientras que todo sistemaheterogneo es polifsico (dos o ms fases). Existen otros sistemas en donde las propiedadesintensivas varan punto a punto (variacin en forma gradual), pero no existen superficies deseparacin y se los denomina sistemas inhomogneos . Un ejemplo clsico de es laatmsfera terrestre.

Fase: es cada uno de los sistemas homogneos que componen un sistema heterogneo; lasfases estn separadas una de otras por superficies de discontinuidad, llamada interfase.Cabe aclarar que en todo sistema, ya sea este homogneo o heterogneo, se deben distinguirlos componentes del mismo. Es decir las sustancias que la forman. Te mostramos acontinuacin una tabla que resume los conceptos bsicos referidos al tema.

- Simple: no se puededescomponer enotras. Esta formadapor tomos de unmismo elemento.

- SustanciasSistemahomogneo conpropiedadesintensivasconstantes queresisten losprocedimientosmecnicos y fsicosdel anlisis.

- Compuesta: sepuede descomponeren otras. Estaformada por tomosde diferenteselementos.

MateriaSistema

Material

-SistemaHomogneoEs aquelsistema que entodos los puntosde su masaposee las

mismaspropiedadesintensivas.

- SolucinSistemahomogneoconstituido por dos

- SolutoSustancia en menorabundancia dentro dela solucin.


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o ms sustanciaspuras o especiesqumicas.

- SolventeSustancia cuyoestado fsico es elmismo que el quepresenta la solucin.

- Dispersin GroseraSistemas heterogneos visibles a simplevista.

- SuspensionesDispersiones finascon la fasedispersanteliquida y ladispersa slida.

- Dispersin FinaSistema heterogneovisible al microscopio

- EmulsionesDispersiones finascon ambas fasesliquidas.

-SistemaHeterogneoEs aquelsistema que endiferentes

puntos delmismo tienedistintaspropiedadesintensivas.

- Dispersin ColoidalSistema heterogneo no visible almicroscopio, visible al ultramicroscopio.

2.5.1 Mtodos de separacinMtodos principales de separacin de mezclas. Decantacin: Este mtodo es utilizado para separar un slido insoluble de un lquido.

Permite separar componentes contenidos en distintas fases. La separacin se efectavertiendo la fase superior (menos densa) o la inferior (ms densa).

Centrifugacin. Mtodo utilizado para separar un slido insoluble de grano muy fino yde difcil sedimentacin de un lquido. La operacin se lleva a cabo en un aparatollamado centrfuga.

Destilacin. Este mtodo permite separar mezclas de lquidos miscibles,aprovechando sus diferentes puntos de ebullicin. Este procedimiento incluye unaevaporacin y condensacin sucesivas. Existen varios tipos de destilaciones, lascuales entre las que se encuentran la simple, la fraccionada y por arrastre de vapor.

Filtracin. Permite separar un slido de grano insoluble (de grano relativamente fino)de un lquido. Para tal operacin se emplea un medio poroso de filtracin o membranaque deja pasar el lquido y retiene el slido. Los filtros ms comunes son el papel filtro yla fibra de vidrio.

Evaporacin. Este mtodo permite separar un slido disuelto en un lquido porincremento de temperatura hasta que el lquido hierve y pasa al estado de vapor,quedando el slido como residuo en forma de polvo seco.

Sublimacin. Es un mtodo utilizado en la separacin de slidos, aprovechando quealgunos de ellos es sublimable (pasa del estado slido al gaseoso, sin pasar por elestado lquido). Mediante este mtodo se obtiene el caf de grano.

Cromatografa. La palabra Cromatografa significa "escribir en colores", ya que cuandofue desarrollada los componentes separados eran colorantes. Las tcnicascromatogrficas se basan en la aplicacin de la mezcla (fase mvil) en un punto (punto

de inyeccin o aplicacin) de un soporte (fase estacionaria) seguido de la influencia dela fase mvil. Existen varios tipos de cromatografa, en columna, en papel, en capafina, HPLC, de gases, entre otras.


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Diferencia de solubilidad. Este mtodo permite separar slidos de lquidos o lquidosde slidos al contacto con un solvente que selecciona uno de los componentes de lamezcla. Este componente es soluble en el solvente adecuado y es arrastrado para suseparacin, ya sea por decantacin, filtracin, vaporizacin, destilacin, etc. Estemtodo es muy til para la preparacin y anlisis de productos farmacuticos.

Imantacin. Este mtodo aprovecha la propiedad de algn material para ser atrado

por un campo magntico. Los materiales ferrosos pueden ser separados de la basurapor medio de un electroimn.

2.6 Estados de agregacinLa materia se presenta bsicamente en tres estados, los cuales son: slido, lquido ygaseoso.

Estado slido. Es un estado de la materia en el cual las partculas ocupan posicionesfijas dndole a la sustancia una forma definida. Presentan enlaces muy fuertes por esarazn tienen poca libertad de movimiento. Se presentan en dos formas principales:cristalinos y amorfos.

Estado Lquido. Estado de agregacin de la materia en el cul las partculas de unasustancia estn unidas dbilmente y por ello se pueden mover y por consiguientecambiar su forma dentro de un volumen fijo. Esta propiedad de sus partculas permiteque un lquido tenga fluidez y eso por ello tome la forma del recipiente que lo contiene.

Estado gaseoso. Es un estado de agregacin de la materia en el cual las fuerzas deatraccin entre las partculas de una sustancia son muy dbiles permitiendo elmovimiento a enormes velocidades. Los gases se caracterizan por no tener volumendefinido. En este estado de agregacin las partculas se encuentran en movimientocontinuo y por ello las partculas chocan entre s y con las paredes del recipiente quelos contiene. Un gas empuja constantemente en todas direcciones por esa razn losgases llenan por completo los recipientes que ocupan, las colisiones en las paredesoriginan la presin del gas.

2.6.1 Cambios de estadoCuando una sustancia cambia de estado implica suministro o liberacin de energa delsistema hacia el medio, por esta razn se definen los cambios de estado en dos tipos:

Endotrmicos. Son cambios de estado que se originan cuando al sistema absorbeenerga.

Exotrmicos. Cambios de estado que se originan cuando el sistema desprendeenerga.

Cambios de Estado Endotrmicos: Sublimacin. Es un cambio de estado directo de slido a gas por ejemplo la

sublimacin del Yodo etc. Fusin . Es un cambio de estado que permite que una sustancia en estado slido pase

al estado lquido como el hielo de la escarcha derritindose, la manteca en una sartn,un chocolate derretido en la palma de la mano etc.

Solidificacin. Es un cambio de estado que ocurre cuando un lquido pasa al estadoslido. Ejemplos: La nieve, la obtencin de figuras de plstico.

Evaporizacin. Es cambio de estado endotrmico que permite que una sustancia enestado lquido pase al estado gaseoso. Ejemplos: Agua hirviendo, la formacin de lasnubes por medio de la evaporizacin del agua de los ros y mares.

Cambios de Estado Exotrmicos: Condensacin. Es la conversin del estado de vapor al estado lquido. Este proceso

es el inverso de la evaporizacin, ejemplo: empaamiento de una ventana. Licuefaccin. Es el paso del estado gaseoso al estado lquido, ejemplos: la obtencin

de aire lquido o de alguno de sus componentes. Cristalizacin. Proceso por el cual se forman los cristales, esto ocurre cuando una

sustancia se enfra. Este proceso se observa cuando se tiene un slido disuelto en unadisolucin saturada.

2.7 Fenmenos fsicos y qumicos Fenmeno Fsico: Son cambios que no involucran la obtencin de nuevas sustancias

qumicas por ejemplo: cambios de estado, disolucin, cristalizacin, filtracin,


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fragmentacin, reflexin y refraccin de la luz, dilatacin de un metal, movimiento delos cuerpos, transmisin del calor etc.

Fenmeno Qumico: Son cambios que implican la transformacin de una sustancia enotras, por ejemplo: combustin, oxidacin, reduccin, polimerizacin, neutralizacinentre cidos y bases, precipitacin, formacin de complejos, explosiones, digestin delos alimentos, corrosin de los metales, fotosntesis, fermentacin etc.

A continuacin te mostramos algunos ejemplos

Proceso Tipo defenmeno Observaciones

Oxidacin delHierro Qumico

El metal brillante y lustroso se transforma en xidocaf rojizo

Ebullicin del agua Fsico El lquido se transforma en vaporIgnicin de azufre enaire Qumico

El azufre slido y amarillo se transforma en dixidode azufre,gas sofocante

Pasar un huevo por

agua hirviendoQumico La yema y la clara lquidas se transforman en

slidas, desnaturalizacin de protenasCombustin de lagasolina Qumico

El combustible lquido se quema y se transforma enmonxido de carbono, dixido de carbono y agua,todos en estado gaseoso

Digestin de losalimentos Qumico

Los alimentos se transforman en nutrientes lquidosy desechos slidos

Aserrado de lamadera Fsico

Se producen trozos ms pequeos de madera yaserrn, a partir de una pieza mayor de madera

Quemado de lamadera Qumico

La madera arde y se transforma en cenizas, dixidode carbono gaseoso y agua

Calentamiento del

vidrioFsico El vidrio slido se transforma en pasta deformable,

y as se puede cambiar su forma

2.8 EnergaEn principio se puede considerar que slo hay dos tipos de energa, la potencial y la cintica.Con la transformacin de stas ocurren las dems manifestaciones.

Energa potencial: Es la energa almacenada en una partcula debido a su posicindentro de un campo de fuerzas elctricas magnticas o gravitacionales, como el aguade una presa, una pila o batera etc.

Energa cintica: Es la energa que poseen los cuerpos en movimiento.

Sistemas materiales1. Indique los nombres de los siguientes cambios de estado:

a) Slido a liquidob) Lquido a slidoc) Gas a lquidod) Slido a gas

2. Al calentar dos recipientes que contienen diferentes lquidos, se obtienen los siguientes

Para resolver


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resultados

T C T C

t (s) t(s)

Determine cual de los dos grficos corresponde a una sustancia y cual a una mezcla.Justifique su respuesta.

3. Seale cual de los siguientes procesos son cambios fsicos y cuales cambios qumicosa) Vaporizacin del aguab) Mezcla en un recipiente de dos gases, oxgeno e hidrgenoc) Formacin de agua al hacer saltar una chispa elctrica en una mezcla de oxigeno

e hidrgenod) Oxidacin del hierroe) Calentamiento de un trozo de aluminio

f) Fermentacin del vinog) Agrietamiento de la leche

4. Indique cual de los siguientes procedimientos es el mas adecuado para separar unamezcla de sal, azufre y nafta:a) Calentar para que la nafta se evapore y separar despus la sal y el azufre

aadiendo agua. Al filtrar, quedara el azufre en el papel, y se separara la sal delagua por evaporacin.

b) Filtrar para separar la nafta de los dos slidos. Aadir agua sobre el mismo filtropara que se disuelva la sal y separarla del azufre por filtracin. Recuperarladejando evaporar el agua.

c) Filtrar para separar la nafta de los dos slidos. Aadir sulfuro de carbono sobre elpapel del filtro para disolver el azufre y recuperarlo por evaporacin del sulfuro decarbono.d) Calentar para que primero se evapore la nafta y despus funda el azufre, que seseparara de la sal por filtracin.

5. En la tabla se indican algunas propiedades fsicas de determinadas sustancias a 1 atmde presinResponder y justificar:a) En que estado se encuentran todas las sustancias a 20 C?b) En qu estado se encuentra el benceno en Groenlandia (- 10 C)?c) Si se vierte un barril de benceno en la corriente de un ro, se formaran dos capas

insolubles en ella?d) El gas metano es el responsable de las explosiones en algunas minas. Se

acumulara en el fondo del tnel o en la parte superior del mismo?

SustanciaPunto de fusin

(C)Punto de ebullicin

(C)Solubilidad en agua

(g/100 g)Densidad

(kg/L)1 cido Actico 16,6 118,1 Infinita 1,052 Benceno 5,5 80,1 0,07 0,883 Bromo - 7,1 58,8 3,51 3,124 Hierro 153 3000 Insoluble 7,865 Metano - 182,5 - 161,5 0,0022 6,7x10-4 6 Oxigeno - 218,8 - 183,0 0,0040 1,3x10-3


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7 Cloruro de Sodio 801 1473 36,5 2,168 Agua 0 100 _ 1,00

6. Las siguientes propiedades fueron determinadas para un trozo de hierro (Fe). Indicar

cules de ellas son intensivas y cules extensivas. Justifique.a) Masa = 40 gb) Densidad = 7,8 g cm-3 c) Color: grisceo brillanted) Punto de fusin = 15350Ce) Volumen = 5,13 cm3 f) Insoluble en agua

7. Las siguientes proposiciones se refieren a un sistema formado por 3 trozos de hielo(H2O(s)) flotando en una solucin acuosa de cloruro de potasio (KCl). Marcar lascorrectas y Justifique su eleccin.a) Es un sistema homogneo.b) El sistema tiene 2 interfases.

c) El sistema tiene 3 fases slidas y una lquida.d) El sistema tiene 2 componentes.e) El sistema tiene 3 componentes.f) Los componentes se pueden separar por filtracin.

8. Se tiene azcar y sal comn (sacarosa y cloruro de sodio) totalmente disueltos en agua a25C. Seale las afirmaciones correctas y justifique.a) La densidad es la misma en todas las porciones del sistema.b) El sistema est constituido por ms de una sustancia.c) El sistema tiene una sola fase a cualquier temperatura.

9. Indique cules de los siguientes sistemas son soluciones y cules son sustancias:a) agua salada

b) agua y etanol (H2O y CH3CH2OH)c) mercurio (Hg)d) xido de plata (Ag2O)e) bromo lquido (Br2(l))f) vino filtrado

10. Indique y justifique cules de los siguientes sistemas son sustancias simples y culescompuestas:a) cloruro de calcio (CaCl2)b) oxgeno (O2)c) agua (H2O)d) azufre (S)e) xido de zinc (ZnO)f) magnesio (Mg)

11. Indique cules de estas afirmaciones son correctas y cules no.a) Un sistema con un slo componente debe ser homogneo.b) Un sistema con dos componentes lquidos debe ser homogneo.c) Un sistema con 2 componentes gaseosos debe ser homogneo.d) Un sistema con varios componentes distintos debe ser heterogneo.

12. Indique cules de estas afirmaciones son correctas y cules no.a) El agua est formada por la sustancia oxgeno (O2) y la sustancia hidrgeno (H2).b) Por descomposicin del agua se obtiene el elemento oxgeno y el elemento

hidrgeno.c) El xido de calcio (CaO) est formado por el elemento calcio y el elemento

oxgeno.d) Cuando el elemento hierro se combina con el elemento oxgeno se obtiene un


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xido de hierro (puede ser xido frrico (Fe2O3) que, junto con otras sustancias,forma la herrumbre).

e) Si se calienta una determinada cantidad de un lquido, aumenta su volumen y enconsecuencia tambin aumenta su masa.


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El interior de la materia

3.1 Teora AtmicaTodas las sustancias estn compuestas por partculas muy pequeas llamadas

tomos , que constituyen la porcin mnima de materia que combinada qumicamente conformatodo lo que nos rodea. La teora atmica fue formulada por Dalton (1766-1844) quien elaborosu teora acerca de lostomos por un inters principalmente fsico, el suponer que la materia

est compuesta por partculas infinitamente pequeas que se atraen o repelen entre s condistinta intensidad, segn la temperatura y su naturaleza, se presentaba como la mejorexplicacin de las propiedades de los distintos estados de agregacin (gases, lquidos yslidos).

Esta idea no era original, la propuesta novedosa de Dalton consisti en suponer queexiste una masa atmica caracterstica para cada elemento y que los tomos de un mismoelemento tienen todos exactamente la misma masa, siendo esta distinta de la de los tomosde cualquier otro. Tambin, en suponer que los tomos de lo que el llamo sustanciascompuestas (hoy decimosmolculas ) se pudieran concebir como un grupo de tomos dedistintos elementos. De la teora de Dalton se desprende que los tomos de cada elementoposeen dos propiedades importantes: lamasa , que lo caracteriza, y elestado de oxidacin ,que indica la manera y extensin con la que se combinara con otros tomos.

3.2 Modelo AtmicoEn el modelo atmico los tomos estn formados por un ncleo pequeo de granmasa, y un exterior casi vaco. Las partculas subatmicas constitutivas son:

Los electrones , cargados elctricamente (negativos, por convencin) y con una masade aproximadamente 9,109 10-28 g.

Los protones , cargados elctricamente (con carga de igual magnitud que loselectrones, pero de polaridad opuesta positivos por convencin) y con una masa de casi 1uma.

Los neutrones , elctricamente neutros y de masa prcticamente igual a la suma de lade un protn y un electrn, aproximadamente 1,675 10-24 g.

Estas partculas se distribuyen dentro del tomo de la siguiente manera, los protones y

neutrones ocupan el ncleo y los electrones se ubican en el espacio exterior.Todos los tomos tienen protones, y la cantidad de stos en un ncleo atmico es unaimportante propiedad llamadanmero atmico . Todos los tomos de un mismo elementotienen el mismo nmero atmico, y por lo tanto, tambin la misma cantidad de electrones, deotro modo estaramos en presencia de iones, no de tomos. En cambio, la cantidad deneutrones puede variar entre tomos de un mismo elemento, dando lugar a la existencia deistopos .

Puesto que los protones y los neutrones tienen masa similar, y la masa de loselectrones es pequea en comparacin a las de stos, se ha definido para los tomos lapropiedadnmero msico , que no es otra cosa que la suma de las cantidades de protones yneutrones en el ncleo de cada tomo.Una forma usual de expresar estas propiedades es:

AXZ

De todos modos, lo absolutamente interior dela materia no es, desde el punto de vista delentendimiento, ms que una quimera.

E. KANT, Crtica de la razn pura


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DondeAes el nmero msico del tomo en consideracin (X) yZ el nmero atmico.

3.3 Estado de oxidacinOtra propiedad surgida de esta teora es elestado de oxidacin que indica la

capacidad de un elemento de combinarse. Los tomo tienen tantos electrones como protones,los electrones de todos los tomos de cada elemento estn distribuidos de un mismo modo.Esta manera de distribuirse genera una periodicidad similar a la encontrada por Mendeleiev(1834-1907) en las propiedades qumicas de los elementos.

De forma general y a efectos de formulacin, a cada elemento dentro de un compuestose le asigna un nmero positivo o negativo denominado ndice, nmero o grado de oxidacin(denominado anteriormente como valencia). Dicho ndice, que puede considerarse como elnmero de electrones perdidos o ganados en el in correspondiente (en el supuesto de quetodos los compuestos fueran inicos) tiene, no obstante, un carcter fundamentalmenteoperativo, pues sirve para deducir con facilidad las frmulas de las diferentes combinacionesposibles.

Cuando se analiza con detenimiento se advierte la existencia de ciertas relacionesentre el ndice de oxidacin de un elemento y su posicin en el sistema peridico de modo quees posible deducir las siguientes reglas bsicas:

1) En los elementos libres, no combinados, cada tomo tiene un nmero de oxidacin decero. As, por ejemplo cada tomo de potasio (K), Sodio (Na), Berilio (Be) tienennmero de oxidacin: cero.

2) Para iones monoatmicos, el nmero de oxidacin es igual a la carga del in. As, porejemplo, Na+ tiene nmero de oxidacin +1; el in Fe+2, +2; el in F-, -1. Todos losmetales alcalinos tienen nmero de oxidacin +1, y todos los alcalinos trreos tienennmero de oxidacin +2 en sus compuestos.

3) El nmero de oxidacin del oxgeno en la mayora de los compuestos es -2, excepto enlos perxidos, en el que el in perxido (O2-2) es -1.

4) El nmero de oxidacin del Hidrgeno es +1, excepto cuando est enlazado conmetales en compuestos binarios (hidruros metlicos), cuyo nmero de oxidacin es -1.

5) En una molcula neutra, la suma de los nmeros de oxidacin de todos los tomosdebe ser cero. En un in poliatmico, la suma de los nmeros de oxidacin de todoslos elementos debe ser igual a la carga del in.6) Los nmeros de oxidacin no tienen que ser nmeros enteros. Por ejemplo el oxgenoen los superxidos (O2-) es -1/2.

Para Resolver

Nmeros de oxidacin1. Calcule el nmero de oxidacin del arsnico en el compuesto As2O5.2. Calcule el nmero de oxidacin del manganeso en KMnO4.3. Cul es el nmero de oxidacin de cada elemento del FeO?4. Cul es el nmero de oxidacin de cada elemento del H2S?5. Cul es el nmero de oxidacin de cada elemento del Sb2S3?6. Cul es el nmero de oxidacin de cada elemento del Ca(NO3)2?


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Para leer y reflexionar

Estamos comenzando el estudio de una disciplina cientfica, La Qumica,probablemente ya hemos adquirido una idea al menos general de que es la qumica, y laciencia?, que representa esa palabra tan usada. Te invitamos a leer y reflexionar lo que dosimportantes personalidades de la cultura Argentina escribieron al respecto, y a partir de estas yotras fuentes a las que tengas acceso sacar tus propias conclusiones.A continuacin transcribiremos un fragmento del escritor Ernesto Sbato (n. en 1914) extradodel libro Uno y el universo, y otro del Medico y escritor Jos Ingenieros (1877 - 1925) queforma parte del libro Las fuerzas morales

CIENCIA (Ernesto Sbato)Uno y el Universo

Durante siglos el hombre de la calle tuvo ms fe en la hechicera que en la ciencia:para ganarse la vida, Kepler necesit trabajar de astrlogo; hoy los astrlogos anuncian en losdiarios que sus procedimientos son estrictamente cientficos. El ciudadano cree con fervor en laciencia y adora a Einstein y a Madame Curie. Pero, por un destino melanclico, en estemomento de esplendor popular muchos profesionales comienzan a dudar de su poder. Elmatemtico y filsofo ingls A. N. Whitehead nos dice que la ciencia debe aprender de lapoesa; cuando un poeta canta las bellezas del cielo y de la tierra no manifiesta las fantasas desu ingenua concepcin del mundo, sino los hechos concretos de la experienciadesnaturalizados por el anlisis cientfico. Probablemente, este desencuentro entre elprofesional y el profano se debe a que el desarrollo de la ciencia a la vez implica un crecientepoder y una creciente abstraccin. El hombre de la calle slo ve lo primero, siempre dispuestoa acoger favorablemente a los vencedores; el terico ve ambos aspectos, pero el segundocomienza a preocuparle en forma esencial, hasta el punto de hacerle dudar de la aptitud de laciencia para aprehender la realidad. Este doble resultado del proceso cientfico parececontradictorio en s mismo. El rigor es la doble cara de una misma verdad:la ciencia no es poderosa a pesar de su abstraccin sino justamente por ella.

Es difcil separar el conocimiento vulgar del cientfico; pero quiz pueda decirse que elprimero se refiere a lo particular y concreto, mientras que el segundo se refiere a lo general yabstracto. La estufa calienta es una proposicin concreta, hasta domstica y afectiva, conreminiscencias de cuentos de Dickens. El cientfico toma de ella algo que nada tiene que vercon estas asociaciones: provisto de ciertos instrumentos, observar que la estufa tiene mayortemperatura que el medio ambiente y que el calor pasa de aqulla a ste.En la misma forma examinar otras afirmaciones parecidas, como la plancha quema, laspersonas que se retardan toman el t fro. El resultado de sus reflexiones y medidas ser unasola y seca conclusin: El calor pasa de los cuerpos calientes a los fros.Todava esto es bastante accesible para la mente comn: el desidertum del hombre deciencia es enunciar juicios tan generales que sean ininteligibles, lo que se logra con la ayudade la matemtica. El enunciado anterior todava no le satisface y slo queda tranquilo cuandopuede llegar a decir: La entropa de un sistema aislado aumenta constantemente.

Del mismo modo, cuestiones como la cada de la manzana sobre la cabeza de Newton,la existencia de las cataratas del Iguaz, la frmula del movimiento acelerado y el accidente deCyrano, pueden reunirse exitosamente en la proposicin El tensorg es nulo, que, comoobserva Eddington, tiene el mrito de la concisin, ya que no el de la claridad.La proposicin la estufa calienta expresa un conocimiento y por lo tanto da algn poder al quelo posee: sabe que si tiene fro ser conveniente acercarse a una estufa. Pero esteconocimiento es bastante modesto, no le sirve para ninguna otra situacin.

En cambio, si alguien tiene pleno conocimiento de que la entropa de un sistemaaislado aumenta constantemente, no slo buscar una estufa para calentarse resultado muy


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magro para veinte aos de estudio sino que podr resolver una enorme cantidad deproblemas, desde el funcionamiento de un motor hasta la evolucin del Universo.As, a medida que la ciencia se vuelve ms abstracta y en consecuencia ms lejana de losproblemas, de las preocupaciones, de las palabras de la vida diaria, su utilidad aumenta en lamisma proporcin. Una teora tiene tantas ms aplicaciones cuanto ms universal, y por lotanto cuanto ms abstracta, ya que lo concreto se pierde con lo particular. El poder de la

ciencia se adquiere gracias a una especie de pacto con el diablo: a costa de una progresivaevanescencia del mundo cotidiano. Llega a ser monarca, pero, cuando lo logra, su reino esapenas un reino de fantasmas. Se logra unificar todas aquellas proposiciones porque seeliminan los atributos concretos que permiten distinguir una taza de t, una estufa y personasque se retardan. En este proceso de limpieza va quedando bien poco; la infinita variedad deconcreciones que forma el universo que nos rodea desaparece; primero queda el concepto decuerpo, que es bastante abstracto, y si seguimos adelante apenas nos quedar el concepto demateria, que todava es ms vago: el soporte o el maniqu para cualquier traje.El universo que nos rodea es el universo de los colores, sonidos, y olores; todo eso desaparecefrente a los aparatos del cientfico, como una formidable fantasmagora.El Poeta nos dice:

El aire el huerto orea

y ofrece mil olores al sentido; los rboles menea

con un manso ruido que del oro y del cetro pone olvido.

Pero el anlisis cientfico es deprimente: como los hombres que ingresan en unapenitenciara, las sensaciones se convierten en nmeros. El verde de aquellos rboles que elaire menea ocupa una zona del espectro alrededor de las 5000 unidades Angstrm; el mansoruido es captado por micrfonos y descompuesto en un conjunto de ondas caracterizadas cadauna por un nmero; en cuanto al olvido del oro y del cetro, queda fuera de la jurisdiccin delcientfico, porque no es susceptible de convertirse en matemtica. El mundo de la cienciaignora los valores: un gemetra que rechazara el teorema de Pitgoras por considerarloperverso tendra ms probabilidades de ser internado en un manicomio que de ser escuchadoen un congreso de matemticos. Tampoco tiene sentido una afirmacin como tengo fe en elprincipio de conservacin de la energa; muchos hombres de ciencia hacen afirmaciones deeste gnero, pero se debe a que construyen la ciencia no como cientficos sino simplementecomo hombres.

Giordano Bruno fue quemado por haber cantado frases por el estilo de creoexaltadamente en la infinidad del universo; es explicable que haya sufrido el suplicio por estafrase en tanto que poeta o metafsico; pero sera penoso que haya credo sufrirla como hombrede ciencia, porque en tal caso habra muerto por una frase fuera de lugar.Estrictamente, los juicios de valor no tienen cabida en la ciencia, aunque intervengan en suconstruccin; el cientfico es un hombre como cualquiera y es natural que trabaje con toda lacoleccin de prejuicios y tendencias estticas, msticas y morales que forman la naturalezahumana. Pero no hay que cometer la falacia de adjudicar estos vicios delmodus operandi a laesencia del conocimiento cientfico.De este modo, el mundo se ha ido transformando paulatinamente de un conjunto de piedras,pjaros, rboles, sonetos de Petrarca, caceras de zorro y luchas electorales, en unconglomerado de sinusoides, logaritmos, letras griegas, tringulos y ondas de probabilidad. Ylo que es peor:nada ms que en eso. Cualquier cientfico se negar a hacer consideracionessobre lo que podra estar ms all de la mera estructura matemtica.

La relatividad complet la transformacin del universo fsico en fantasma matemtico.Antes, al menos, los cuerpos eran trozos persistentes de materia que se movan en el espacio.La unificacin del espacio y el tiempo ha convertido al universo en un conjunto de sucesos, yen opinin de algunos la materia es una mera expresin de la curvatura csmica. Otrosrelativistas imaginan que en el universo no hay pasado, ni presente, ni futuro; como en el reinode las ideas platnicas, el tiempo sera una ilusin ms del hombre, y las cosas que cree amary las vidas que cree ver transcurrir apenas seran fantasmas imprecisos de un Universo Eternoe Inmutable.La ciencia estricta es decir, la ciencia matematizable es ajena a todo lo que es ms valiosopara un ser humano: sus emociones, sus sentimientos de arte o de justicia, su angustia frente a


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la muerte. Si el mundo matematizable fuera el nico mundo verdadero, no slo sera ilusorio unpalacio soado, con sus damas, juglares y palafreneros; tambin lo seran los paisajesde lavigilia o la belleza de una fuga de Bach. O por lo menos sera ilusorio lo que en ellos nosemociona.

Ciencia y moral.

Un telmetro de artillera requiere el concurso de matemticos, fsicos e ingenieros;pero puede ser utilizado por los ejrcitos de un bandolero o por hombres que luchan por lalibertad. Los productos de la ciencia son ajenos al mundo de los valores ticos: el teorema dePitgoras puede ser verdadero o falso; pero no puede ser perverso, ni respetable, ni decente,ni bondadoso, ni colrico.

Sin embargo, la matemtica, la fsica y en general todas las ramas que han llegado alestadio de ciencia estricta, no de simple conocimiento o clasificacin emprica Wissenschaft , tienen un valor formativo que debe ser calificado como moralizador. En laciencia estricta, el yo debe ser sacrificado a la objetividad; el hombre que investiga lanaturaleza lo hace con los deseos, prejuicios y vanidades que son inseparables de la pobrecondicin humana; pero, frente a los insobornables hechos, hay un instante en que elinvestigador debe abandonar sus deseos, sus prejuicios y sus vanidades; este es el duromomento en que un verdadero cientfico se manifiesta superior al resto de los mortales; si

Aristteles hubiera sobrevivido hasta el Renacimiento y hubiera aceptado la refutacin de suteora ante la experiencia de la Torre de Pisa, entonces habra pasado a la historia como unverdadero hombre de ciencia.

Estas rectificaciones no son fciles; la historia de la ciencia est llena de hombres quese aferraron a teoras falsas mucho despus que los hechos las hubieron destrozado. Losperipatticos contemporneos de Galileo se negaron a aceptar la existencia de los satlites deJpiter; Poggendorff pas a la historia por haber encajonado la memoria de Mayer, descubridordel principio de la energa; Painlev se negaba a aceptar la teora de Einstein; Le Chateliercomentaba con sorna que algunos ilusos dicen haber comprobado la produccin de gas heliopor el uranio, varios aos despus que centenares de fsicos trabajaban en radiactividad. Laciencia es una escuela de modestia, de valor intelectual y de tolerancia: muestra que elpensamiento es un proceso, que no hay gran hombre que no se haya equivocado, que no haydogma que no se haya desmoronado ante el embate de los nuevos hechos.

DE LA CIENCIA(Jos Ingenieros),Las fuerzas morales 68.Las ciencias son sistemas de verdades cada vez menos imperfectos.

La experiencia de mil siglos ha recorrido mltiples caminos en la exploracin de lodesconocido y cada nueva generacin podr llegar ms lejos por ellos o aventurarse por otrosan insospechados; las metas se alejan incesantemente y toda verificacin plantea problemasque no podan preverse antes de ella. En cada etapa del saber humano, el amor a la verdadaconseja no considerar inmutables las hiptesis legtimas de las ciencias, pero obliga a reputarilegtimas las que no concuerdan con sus leyes demostrables.

Siendo variantes los elementos de nuestra experiencia, y sus relaciones, toda leyenuncia una constancia provisional en los hechos y es una expresin perfectible derelatividades funcionales. Es absurda la nocin de principios absolutos e invariantes; y nomerece llamarse hombre de ciencia quien padezca esas supersticiones trascendentales de losantiguos telogos y metafsicos. Los que desean o temen que las ciencias fijen dogmas nuevosen reemplazo de los viejos, demuestran no haber estudiado ciencia alguna y no estarcapacitados para hacerlo.

Los mtodos no son cnones eternos, sino hiptesis econmicas de investigacin,inducidas de la experiencia misma; conducen a resultados rectificables que constituyenconocimientos relativos, presumindose ilimitada su perfeccin. No existen cienciasterminadas; es tan ilgico creer que ellas han resuelto los infinitos enigmas de la naturaleza,como suponer que puede entenderse alguno sin estudiar previamente las ciencias que con lse relacionan.

Cada ciencia es un sistema expresable por ecuaciones funcionales cuyos elementosvariantes son hiptesis que sirven de andamiaje al conocimiento de una parte de lo real; elvalor de cada hiptesis no es relativo a ningn principio invariante, sino al de otras hiptesis,siendo cada una funcin de las dems. Alguna futura teora funcional del conocimientoconcebir las mismas hiptesis metafsicas como complejas ecuaciones funcionales, cuya


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variancia inexperiencial est condicionada por las variancias experienciales, correlacionablestodas en un sistema infinitamente perfectible.

69. El saber humano se desenvuelve en funcin de la experiencia.Todo lo que ha vivido, especies y generaciones, ha adquirido por adaptacin y

transmitido por herencia las aptitudes que constituyen el patrimonio instintivo que sirve de base

a la experiencia humana. En sta se combinan las impresiones de lo real, desde eldesequilibrio inmediato del receptor sensitivo hasta las ms abstractas reflexiones de la funcinde pensar.

Elementos simples se coordinan en los orgenes de nuestro saber. La caricia maternal,el canto de la cigarra, el titilar de la estrella, la dulzura de la miel, el perfume de la flor,concurren a nuestra representacin inicial del mundo, que se integra en el devenir de mscomplejos conocimientos. El paso de las primitivas supersticiones a las doctrinas menosimperfectas consiste en la incesante sustitucin de una hiptesis por otras, cada vez mejorcorrelacionadas entre s.

Las ciencias son resultados de una milenaria colaboracin social, en que se hancombinado infinitas experiencias individuales. Cada sociedad, en un dado momento, poseecierta experiencia actual que es funcin de su ciencia posible; las hiptesis ms arriesgadasson interpretaciones generales fundadas en los conocimientos de su medio y de su tiempo, por

mucho que el genio se anticipe a la experiencia futura.Patrimonio comn de la sociedad, las ciencias no deben constituir un privilegio decastas hermticas ni es lcito que algunos hombres monopolicen sus resultados en perjuicio delos dems. El nico lmite de su difusin debe ser la capacidad para comprenderlas; el destinonico de sus aplicaciones, aumentar la comn felicidad de los hombres y permitirles una vidams digna.

Temiendo las consecuencias sociales de la extensin cultural, algunos privilegiadospredicaron otrora la ciencia por la ciencia, pretendiendo reducirla a un placer solitario; lostiempos nuevos han reclamado la ciencia para la vida, palanca de bienestar y de progreso.Cuando la sabidura deje de ser un deporte de epicreos podr convertirse en fuerza moral deenaltecimiento humano.

70. El espritu cientfico excluye todo principio de autoridad.

Un sistema funcional compuesto de elementos variantes no puede conciliarse condogmas cuya invariancia se presume inaccesible a todo examen y crtica. El desenvolvimientodel saber tiende a extinguir las verdades infalibles sustentadas en el principio de autoridad yreputadas inmutables.

Ninguna creencia de esa ndole debe ser impuesta a los jvenes, obstruyendo laadquisicin de ulteriores conocimientos y la formacin de nuevos ideales. Ensear una cienciano es transmitir un catlogo de frmulas definitivas, sino desenvolver la aptitud paraperfeccionarlas. Los investigadores ennoblecern su propia tica cuando se desprendan de losdogmas convencionales que perturbaron la lgica de sus predecesores.

Las ciencias dejaran de perfeccionarse si la critica no revisara incesantemente cadahiptesis en funcin de las dems. La duda metdica es la condicin primera del espritucientfico y la actitud ms propicia al incremento de la sabidura. El amor a la verdad obliga a nocreer lo que no pueda probarse, a no aceptar lo indemostrable. Sin la firme resolucin decumplir los deberes de la crtica, examinando el valor lgico de las creencias, el hombre hacemal uso de la funcin de pensar, convirtindose en vasallo de las pasiones propias o de lossofismas ajenos. El error ignora la crtica; la mentira la teme; la verdad nace de ella.

Merecen las ciencias el culto que les profesan los hombres libres. Son instrumentos deeducacin moral, elevan la mente, abuenan el corazn, ensean a dominar los instintosantisociales. El amor a ellas, tornndose pasin, impulsa a renovar incesantemente las fuerzasmorales del individuo y de la sociedad. Liberan al hombre de cadenas misteriosas, que son lasms humillantes; por la mejor comprensin de s mismo y del medio en que vive, aumentan susentimiento de responsabilidad moral frente a las contingencias de la vida. Eliminan los vanostemores que nacen de la supersticin, devuelven a la humanidad su rango legtimo en lanaturaleza y desarrollan un bello sentimiento de serenidad ante la instable armona delUniverso.


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Cmo se escribe?

Antes de iniciar el estudio de la formacin de compuestos debers tener a mano la TABLAPERIODICA y conocer como se escriben los elementos, es decir que smbolos se utilizan. Porejemplo el Sodio se simboliza Na la primera letra se escribe con mayscula y la segunda conminscula. Te invitamos a que ubiques en la tabla peridica a los metales, no metales, gasesnobles y que presentes atencin a como se ordenan.

Antes de iniciar con el estudio de la formulacin de los compuestos qumicos vamos aestudiar tres conceptos que son necesarios para poder efectuar dicho procedimiento:

a) Reaccin y ecuacin qumicab) Frmula qumicac) Nomenclatura

4.1 Reacciones qumicasUna reaccin qumica es un proceso en el cual una sustancia (o sustancias) cambia paraformar una o ms sustancias. Las mismas deben escribirse en lenguaje qumico y para ello seutilizan las frmulas qumicas , que expresan la composicin de las molculas y loscompuestos inicos, por medio de los smbolos qumicos y lasecuaciones qumicas en lasque se utilizan los smbolos qumicos (o frmulas qumicas) para mostrar que sucede duranteuna reaccin qumica.Antes de avanzar en el tema, debemos enunciar las leyes de las combinaciones, queestablecen las relaciones que existen entre las masas con que se combinan los elementos paraformar compuestos.

Ley de las proporciones definidas de Proust: establece que muestras diferentes deun mismo compuesto siempre contienen los mismos elementos y en la misma proporcin enmasa.

Ley de las proporciones mltiples de Dalton: expresa que dos elementos puedencombinarse para formar ms de un compuesto, las masas de uno de los elementos que secombinan con una masa fija del otro, mantienen una relacin de nmeros enteros pequeos

La ley de Richter o de las proporciones recprocas: Las masas de dos elementosdiferentes que se combinan con una misma cantidad de un tercer elemento, guardan lamisma relacin que las masas de aquellos elementos cuando se combinan entre s.

Ley de la conservacin de la masa: establece que la materia no se crea ni sedestruye.Los qumicos utilizan las frmulas qumicas para expresar la composicin de las molculas ycompuestos inicos, por medio de los smbolos qumicos. Composicin significa no solo loselementos presentes sino tambin la proporcin en la cual se combinan los tomos.

La forma genrica de escribir una reaccin qumica es a travs de una ecuacin qumica,como la que se muestra a continuacin:

La ciencia desafa lodesconocido, efecta preguntas,plantea problemas y buscasoluciones.

Victor Massuh

a A +b B c C +d D La sustancia A reacciona con la sustancia B, generando las sustancias C y D. Las sustancias, A y B, se denominanreactivos . Las nuevas sustancias, C y D, se denominanproductas . El signo + significareacciona con . La flecha significaproduce . Las transformaciones que ocurren en una reaccin qumica se rigen por la Ley de la

conservacin de la masa: Los tomos no se crean ni se destruyen durante una reaccinqumica. Por lo tanto una ecuacin qumica ha de tener el mismo nmero de tomos de

cada elemento a ambos lados de la flecha, y eso se representa cona , b , c y d , que sonlos coeficientes estequiometricos , una vez realizado esto, se dice entonces que laecuacin est balanceada.


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Cuando escribimos H2O en vez de agua lo hacemos no slo por comodidad, sino tambinpara recordar que la sustancia agua est formada por molculas, que a su vez estnformadas por la unin de dos tomos de hidrgeno y uno de oxgeno, al escribir, por ejemplo

2 H2 + O2 2 H2OSe est representando un fenmeno qumico , una transformacin de un sistema formado porcuatro tomos de hidrgeno y dos tomos de oxgeno que, en su estado original o dereactivos , estn en la forma de dos molculas de hidrgeno y una de oxgeno, y en el estadofinal, o deproductos , como dos molculas de agua. Una ecuacin qumica se parece a doscuadros sucesivos de una pelcula, la flecha separa la descripcin del estado inicial de la delestado final, una vez completada la transformacin.Observe la importancia de equilibrar obalancear las ecuaciones qumicas: durante unatransformacin qumica no pueden aparecer ni desaparecer tomos, solamente puedenmodificar sus uniones qumicas.Algunas ecuaciones qumicas sencillas pueden igualarse por tanteo, por ejemplo

Na + O2 Na2O

Est mal escrita porque en el estado inicial hay dos tomos de oxgeno, y en estado final, unosolo. Si corregimos elcoeficiente estequiomtrico del Na2O

Na + O2 2 Na2O De est manera efectuamos el balance en masa para el oxgeno, pero no para el sodio, raznpor la que debo equilibrarlo. Una vez realizada esta operacin la ecuacin correctamenteescrita (balanceada) resulta:

4 Na + O2 2 Na2O (1)

Cabe aclarar que estos coeficientes estequiometricos, pueden ser nmeros enteros o nmerosfraccionarios. La misma ecuacin se puede balancear de la siguiente manera:

2 Na + O2 Na2O (2)

Si analizamos la relacin en la que el sodio y el oxgeno se combinan, en ambas ecuacionesbalanceadas de diferente manera obtenemos:

Moles Na 4 Moles Na 2Para (1) = = 4 Para (2) = = 4

Moles O2 1 Moles O2 g

Como se observa independientemente de los coeficientes estequiometricos utilizados pararealizar el balance en masa, ambos elementos se combinan para originar el oxido de sodio enla misma relacin.Algunas ecuaciones parecen ms difciles que otras. Para estos casos, es recomendableutilizar el mtodo algebraico, que se plantea como un sistema de ecuaciones lineales, quedebe ser resuelto con nmeros enteros.En el ejemplo anterior

Na + O2 Na2ODefinimos tres variables a, b y c que corresponden a los coeficientes estequiomtricos delsodio, oxgeno y xido de sodio, respectivamente

a Na + b O2 c Na2ODe estos coeficientes sabemos que:

2 a = cb = 2 c

Porque: En c molculas (unidades) de Na2O hay el doble de tomos de sodio que ena.

En b molculas de oxgeno hay el doble de tomos de oxgeno que enc molculas deNa2O


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Se establece de manera arbitraria el valor de uno de los coeficientes, dicho valor generalmentees 1. En nuestro caso asumimos quea = 1, entonces reemplazando en las ecuacionesobtenemos:c = 2 y b = 4.Observe que no hay problema en tomar otra eleccin, si por ejemplo decidimos c = 1, entoncesa = 0.5 y b = 2, pero como los coeficientes estequiomtricos deben elegirse como losnmerosenteros ms pequeos que permitan balancear la ecuacin, deberemos multiplicarlos a todos

por dos.4.2 Tipos de reaccionesEl tipo de reaccin que sufrirn los reactivos depender de la naturaleza de los mismos y delas condiciones en las que se realice la reaccin.A continuacin veremos algunas de las distintas reacciones qumicas, que pueden producirseentre las sustancias.

4.2.1 Reacciones de neutralizacinEs una reaccin entre un cido y una base. Generalmente, en las reacciones acuosas cido-base se origina una sal y agua.Esquema general de reaccin:

cido + base sal + aguaPor ejemplo:

HCl + NaOH H2O + NaCl cido clorhdrico Hidrxido de sodio agua Cloruro de sodio

Acido Base agua sal

En esta reaccin tres de los cuatro compuestos involucrados en el fenmeno, soninicos. Puesto que en solucin acuosa no hay NaCl sino Na + y Cl-, etc, podemos

escribir la ecuacin inica H+ + Cl- + Na+ + OH- H2O + Na+ + Cl-

Protn Incloruro

Insodio

Inhidroxilo

agua Insodio

Incloruro

Donde queda ms claro que los iones Cl - y Na+ son podra decirse espectadores de lareaccin inica neta

H+ + OH- H2O

Esta es la nica reaccin que nos interesa en los fenmenos de neutralizacinentrecidos y bases. Podemos decir que la incautacin o secuestro de iones sueltos paraformar un compuesto covalente, es la razn por la cual las reacciones de neutralizacin

partiendo de un estado inicial con cidos y bases llegan a uno final con sales. No son losiones formadores de la sal (bien existen algunas excepciones) la esencia de la

transformacin, los que determinan el sentidoen que ocurrir la reaccin, son losprotones y oxhidrilos, al desaparecer por la formacin de molculas de agua.

4.2.2 Reacciones de precipitacin

En las mismas a partir de reactivos en solucin, se forma un compuesto insoluble.Por ejemplo:

AgNO3 (ac) + NaCl(ac) AgCl(s) + NaNO3 (ac) Nitrato de plata Cloruro de sodio Cloruro de plata Nitrato de sodio

La reaccin inica es

Ag+ + NO3- + Na+ + Cl- AgCl(s) + Na+ + NO3- In

plata

In

nitrato

In

sodio

In

cloruro

Cloruro

de plata

In

sodio

In

nitrato


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La reaccin inica netaAg+ + Cl- AgCl (s)

In plata In cloruro Cloruro de plataEn estas transformaciones qumicas no existen cambios en el estado de oxidacin de loselementos. Cuando esto ocurre estamos en presencia de las llamadasreacciones redox .

4.2.3 Reacciones redoxEn las mismas los elementos que forman las sustancias involucradas, cambian su estado deoxidacin. En una reaccin de este tipo una especie se reduce a expensas de otra que seoxida (proceso simultneo). La especie que se reduce se denominaoxidante y disminuye sunmero de oxidacin y por lo tanto el elemento considerado gana electrones. La sustancia quese oxida se denominareductora y aumenta su estado de oxidacin, y por lo tanto el elementoconsiderado pierde electrones.Existen cuatro tipo ms comunes de reacciones redox: de combinacin, de descomposicin, dedesplazamiento y de dismutacin. Las reacciones de desplazamiento tienen una granaplicacin en la industria.

Reacciones de combinacin: son aquellas en las que dos o ms sustancias secombinan para formar un solo producto.Se puede representar como

A + B CSi cualquiera de los reactivos es un elemento, la reaccin es de tipo redox por naturaleza.

Reacciones de descomposicin: es la ruptura de un compuesto en dos o mscomponentes, representan lo opuesto a las reacciones de combinacin.

C A + B

Si alguno de los productos es un elemento, la reaccin es redox por naturaleza.

Reacciones de desplazamiento: un in o tomo de un compuesto se reemplaza porun in o tomo de otro elemento.

A + BC AC + B

La mayora de las reacciones de desplazamiento se agrupan en tres subcategoras:desplazamiento de hidrgeno, desplazamiento de metal o desplazamiento de halgeno.

Reaccin de dismutacin: es un tipo especial de reaccin redox, en la que un mismoelemento en un estado de oxidacin se oxida y reduce simultneamente. En este tipo dereacciones, un reactivo siempre contiene un elemento que puede tener por lo menos tresestados de oxidacin. El reactivo est en un estado de oxidacin intermedio.

4.3 Nomenclatura y formulacin de compuestos inorgnicosLa enorme cantidad de compuestos que maneja la qumica hace imprescindible la existenciade un conjunto de reglas que permitan nombrar de igual manera en todo el mundo cientfico unmismo compuesto. De no ser as, el intercambio de informacin s

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