Quimica II

ESTADOS DE LA MATERIA

El ordenamiento de las partículas que forman un cuerpo se llama estado de agregación, este depende de la cantidad de energía cinética de esas partículas y de las fuerzas de atracción y de repulsión entre ellas.
Las fuerzas de atracción son aquellas con las que las partículas se atraen unas a otras y tiende a mantenerlas unidas, sin formar enlaces químicos La fuerza con que las partículas se repelen unas a otras a tiende a alejarlas, se conoce como fuerza de repulsión.

Estado	Fuerza de atracción	Fuerza de repulsión	Energía cinética	Volumen	Forma
Solido: Las partículas se mantienen en un mismo lugar y vibran	Intensa	Débil	Poca	Definido	Definida
Liquido: Las partículas se mueven pero sin separarse	Media	Media	Media	Definida	Indefinida
Gaseosa  Las partículas están bastante alejadas unas de otras y se mueven libremente	Débil	Intensa	Mucha	Indefinida	Indefinida
Plasma: las partículas se mueven violentamente. Los electrones se separan de los núcleos.	Muy débil	Muy intensa	Muchísima	Indefinido	Indefinida

Estado de Plasma: cuando objeto es sometido a temperaturas altísimas (varios millones de grados Celsius), los átomos pierden los electrones que rodean el núcleo.

Un cuerpo entado plasmático corresponde a:

Un conjunto de átomos cargados positivamente.
Un grupo de electrones que circulan, a velocidades extraordinaria las, entre átomos. Estos electrones no están ligados a ninguno de los átomos

De manera natural, en el Sol, las estrellas, descargas eléctricas y en La

ionosfera se encuentra el plasma.

Estado Bose-Einstein: el condensado de Bose-Einstein es un estado de agregación

que solo se logra en el laboratorio. Se consigue cuando una sustancia la es sometida a temperaturas muy cercanas al cero absoluto (- 273 °K). Se caracteriza porque Las partículas se encuentran todas en el mismo lugar y ¿arecen de energía cinética. Este estado fue predicho en 1924 por Nath Bose y Albert Einstein.

CAMBIOS DE ESTADOS: La transformación por La cual una sustancia pasa de un estado de agregación a otro (por ejemplo de sólido a líquido) se conoce como cambio de estado.En este tipo de transformación se modifica La apariencia de Las sustancias, pero no su

composición interna, o sea, es un cambio físico.

Los cambios de estado de agregación están determinados por dos factores:

 1. Temperatura: cuando La temperatura aumenta, La energía cinética de Las

partículas de un cuerpo también aumenta; si La temperatura disminuye, La

energía cinética de Las partículas también disminuye.

2. Presión: el estado de una sustancia puede variar si se le somete a grandes

cambios de presión, aunque no se le modifique la temperatura. Por ejemplo, un

gas puede pasar al estado líquido si sobre él se aplica una gran presión.

Los cambios de estado se caracterizan porque son reversibles. Pueden darse

tanto en un sentido como en el opuesto. Por ejemplo, cuando se enfría agua en una

nevera hasta O °C se convierte en sólido. Luego, si se saca del refrigerador, se

transforma de nuevo en líquido.Durante un cambio de estado, La temperatura permanece constante, o sea no cambia. Cuando un cuerpo experimenta un cambio de estado absorbe o pierde energía calórica. 

Según esto existen dos tipos de cambios de estado de agregación:

1. Progresivos: ocurren cuando un cuerpo absorbe calor. Son La fusión, La

evaporación y La sublimación progresiva.

2. Regresivos: se producen cuando un cuerpo pierde calor. Son La solidificación,

La condensación y La sublimación regresiva.

LOS CAMBIOS DE ESTADO EN LA VIDA COTIDLANA

Los cambios de estado ocurren naturalmente en el ambiente; por ejemplo, el

ciclo del agua gracias a los cambios de estado del agua.

Muchos procesos biológicos dependen del estado de agregación de Las

sustancias que participan en ellos. Por ejemplo a través del proceso de sudoración muchos organismos logran el balance entre el calor que pierden y el que ganan.

El ser humano aprovecha los cambios de estado de La materia en diferentes

campos; por ejemplo:

Purificación de compuestos: algunos metales se obtienen al fundir minerales que los contienen; por ejemplo el cobre se extrae cuando se funde un mineral llamado azurrita.

Elaboración de artículos: objetos como joyas y recipientes se fabrican con materiales sólidos que se funden y vierten en moldes para darles formas específicas.


Fabricación de sustancias: desodorantes ambientales y repelentes de insectos se elaboran con sustancias que se subliman fácilmente. El alcohol se obtiene mediantela destilación de sustancias fermentadas (evaporación de una sustancia que luego se condensa)

Elaboración de alimentos: helados, mantequilla, hielo se producen por el proceso de solidificación. En la cocción de alimentos se emplean grasas fundidas; se aprovecha la evaporación del agua para cocinar vegetales; se utilizan esencias de hierbas (como tomillo, romero) que se subliman al calentarse.
separacion de mezclas: los combustibles se obtienen por destilacion

CLASIFICACIÓN DE LA MATERIA

La materia que nos rodea es muy variada. EI agua, por ejemplo, presenta propiedades muy diferentes de Ias del aire, Ias rocas o Ia hierba. Por esto para facilitar su estudio, existen distintas formas de clasificarla.

1. Por su naturaleza:
Viva: posee como unidad estructural Ia célula. Esta efectúa Ias funciones vitales(nutrición, relación y reproducción). Todos los seres vivos están constituidos por este tipo de materia.
Inerte: no presenta funciones vitales. Está compuesta principalmente por compuestos inorgánicos.
2. Por su oriqen:
Natural: es la que existe y se combina en Ia naturaleza.
Artificial: es Ia que el ser humano produce a partir de sustancias naturales o de otras artificiales.
3. Por su composición 
TIPOS DE MEZCLAS

1. MEZCLAS homogéneas (DISOLUCIONES)
 Una mezcla homogénea lo es en todas sus partes (sus componentes no se
distinguen a simple vista, forman una sola fase).
Está compuesta por dos o más sustancias puras cuyas proporciones pueden variar.
En una disolución identificamos dos componentes:

disolvente:

 componente presente en mayor cantidad
 mantiene su estado físico
es la sustancia de solventa a las otras sustancias en el

Soluto

 componente presente en menor cantidad
se encuentra solvatado en el otro componente
pierde su estado físico




Ejemplo: el azúcar (soluto), disuelto en agua (disolvente), es un ejemplo de disolución porque contiene una sola fase.En una disolución hay dos factores determinantes: concentración y solubilidad.

Concentración: indica la relación entre la cantidad de soluto y la cantidad de disolvente.
Solubilidad: determina fa cantidad máxima de soluto que puede disolver una sustancia a determinada temperatura.

CLASIFICACIÓN DE LAS DISOLUCIONES
a. Por su estado


 


  

Tipo de disolución

  

Estado

  

Ejemplos

 

  

Disolvente

  

Soluto

 

  

Gaseosa

  

Gas

  

Gas

  

Aire (oxigeno, dióxido de
  carbono,hidrogeno en nitrógeno)

 

  

Liquido

  

Liquido

  

Gas

  

Agua mineral (dióxido de
  carbono en agua), bebidas gaseosas

 

  

Liquido

  

Vinagre en agua, alcohol en
  agua, vinos y licores

 

  

Solido

  

Azucar en agua sal en agua

 

  

Solido

  

Solido

  

Gas

  

Hidrogeno en paladio

 

  

Liquido 

  

Mercurio en plata (amalgama
  dental)

 

  

Solido

  

Aleaciones

 

Aleaciones: mezcla homogéneas de dos o más metales. Son disoluciones sólidas, muy utilizadas en el que hacer del ser humano. Ejemplos: bronce (estaño y zinc), acero, latón, joyas (oro en plata) 
b. por la cantidad de soluto

 


  

Tipo de disolucion

  

Caracteristicas

 

  

Insaturadas

  

Menor cantidad de soluto  

 

  

Satauradas

  

La cantidad de soluto es igual
  que un disolvente

 

  

Sobresaturadas

  

La cantidad de soluto es mayor
  que el disolvente

 

IMPORTANCiA DE LAS DISOLUCIONES

Medicina: Disoluciones como suero fisiológico, inyecciones y jarabes se usan para el tratamiento de enfermedades.

Instrumentos  quirúrgicos: estan hechos de acero inoxidable (carbono y cromo disueltos en hierro) Amalgamas son aleaciones formadas por plata, zinc, cobre y mercurio; se usan para hacer calzas dentales.

Agricultura: Algunos fertilizantes, herbicidas, insecticidas y suplementos alimenticios ayudana mejorar la productividad; se aplican en disoluciones acuosas.

Farmacología:Los medicamentos, champús, cremas... poseen sus ingredientes activos disueltos enagua, alcohol, aceite. Esto permite que con una sustancia se puedan hacer diversos productos.Ejemplo, el ácido salicílico se usa como ingrediente activo en aspirina, cremas contra acné, champú anticaspa, antidiarreicos.

Industria .
Muchos productos comerciales se venden como disoluciones. Ejemplos: bebidas gaseosas, licores enjuagues bucales, perfumes, desinfectantes, blanqueadores

2. MEZCLAS HETEROGÉNEAS
 Sus componentes se pueden ver a simple vista o con un microscopio.
Presentan varias fases (no es uniforme).

SUSTANCIAS PURAS
Presentan composición constante (nunca cambia).
Sus propiedades son específicas e invariables.
Sus componentes no pueden separarse por métodos físicos sencillos.

Según su composición se dividen en: elementos y compuestos.

1. ELEMENTOS
No se pueden descomponer en sustancias más sencillas o simples.
Están formadas por átomos iguales.
Se representan mediante símbolos.

2. COMPUESTOS
Están formados por dos o más elementos combinados en proporciones definidas.
Están formados por átomos de diferente clase.
Se pueden descomponer en dos o más elementos utilizando métodos químicos corrientes.
Se representan mediante fórmulas.
COLOIDES
Son mezclas constituidas por dos fases: dispersa (está en menor cantidad) y dispersante (está en mayor cantidad). Las partículas de la fase dispersa son llamadas miscelas y quedan suspendidas en la fase dispersante y no se sedimentan ni se disuelven.
Tienen un aspecto turbio o nuboso.
Pueden permanecer estables por largos períodos.

PROPIEDADES DE LOS COLOIDES

1.Movimiento Browniano: describe el movimiento desordenado y zigzagueante de las partículas coloidales.  Estas se mueven de manera aleatoria en todas direcciones y colisionan entre sí y con las de la fase dispersante.
2. Coaqulacion: proceso por el que se separan la fase dispersa y la fase dispersante. En él, las partículas se agrupan y se hacen más pesadas para que precipiten. La coagulación se induce cuando se calienta o se le agrega sal al coloide.
3. Electroforesis: las partículas coloidales conducen cargas eléctricas y se comportan como iones (átomos con carga positiva o negativa) en disolución si se les coloca bajo una corriente eléctrica.
4. Diálisis: se da cuando las partículas coloidales se separan a través de una membrana semipermeable, esto ocurre principalmente a nivel celular, donde las partículas se dirigen del medio de mayor concentración al de menor concentración.
5.Efecto Tyndall.’ propiedad óptica de los coloides, y se refiere a La dispersión de la luz por las partículas coloidales. Esto es debido al tamaño de las partículas coloidales, lo cual hace que se refleje la luz y se disperse dejando ver todo el recorrido. Este fenómeno recibe su nombre en honor a su descubridor John Tyndall (1820 1893). Por ejemplo, el ojo humano no puede captar el polvo muy fino suspendido en el aire. En algunos casos, como en las salas de cine, al
proyectarse la luz en sala oscura, las partículas de polvo pueden ser detectadas.
Otro ejemplo es el de la luz de los autos a través de la neblina.

 


  

Nombre del coloide

  

Definición

  

Estado 

  

Ejemplo

 

  

Emulsiones

  

Líquidos suspendidos en líquidos

  

Solida

  

Mantequilla

Queso

 

  

Liquida

  

Mayonesa

Leche

 

  

Espumas

  

Gases suspendidos en líquidos o
  sólidos

  

Liquida

  

Crema batida

Espuma de afeitar

 

  

Solida

  

Estereofón 

 

  

Aerosoles

  

Líquidos suspendidos en gases

  

Gaseosos

  

Humo

Neblina

 

  

Geles

  

Sólidos suspendidos en líquidos

  

Liquido

  

Sangre 

Gelatina

Clara de huevo

 

  

Soles

  

Sólidos suspendidos en sólidos

  

Solido

  

Rubí

Vidrio azul 

Vidrio Verde

 

IMPORTANCIA DE LOS COLOIDES

Campo alimenticio: conservas, jugos de frutas, sopas, mayonesa, helados, mantequilla, quesos, gelatinas, aderezos, confites.

Campo medicina: píldoras, tabletas, cápsulas, lubricantes quirúrgicos, ungüentos,jarabes, geles analgésicos, suplementos vitamínicos. .

Campo industria: aleaciones, cerámicas, cementos, fibras, cintas magnéticas, tarjetas de memoria, pintura, barniz, lacas, detergentes, colorantes.

Campo agrícola: fertilizantes, agroquimicos, suplementos alimenticios.

Campo industria química: adhesivos, lubricantes, papel fotográfico, películas fotográficas, papei, tintas para impresora, productos dei petróleo.

Campo farmacéutico: cremas, lociones, espumas de afeitar, fijadores para cabello,crema dental, maquillajes.

 


  

Sistema

  

Tamaño de las partículas

  

Fase

  

Clasificación

  

Estado de reposo

  

Ejemplo

 

  

Disolución

  

Menos de 10-³cm

  

Una fase

  

Homogénea

  

No se separa

  

Agua de azucar

 

  

Coloide

  

De 10-⁴ a 10-⁷cm

  

Dos fases

  

Limite

  

No se separa

  

Mayonesa

 

  

Suspensión gruesa

  

Mayores de 10-⁴cm

  

Dos fases

  

Heterogénea

  

Se separa

  

Delta de los ríos

 

1. MÉTODOS DE SEPARACIÓN FÍSICA DE LOS COMPONENTES DE UNA

MEZCLA

En la separación de la materia por medios físicos no se ve afectada la identidad química de sus componentes.
Para realizar la separación se usan varios métodos físicos como: decantación,
evaporación, destilación, filtración, cromatografía en papel y magnetismo.
El propósito de la separación: obtener sustancias puras y libres de impurezas,
para así, realizar trabajos de investigación.
En la separación se aprovechan todas las propiedades físicas de la materia;
como la solubilidad, punto de ebullición, densidad.


Recordemos que:
Densidad: masa de la sustancia por unidad de volumen.
Punto de ebullición: temperatura a la cual la presión del vapor del líquido es mayor que la presión del exterior.
Solubilidad: máxima cantidad de soluto que se disuelva en cierta cantidad de disolvente a una temperatura específica.
Mezcla: material formado por dos o más sustancias en proporción variable que pueden separarse por métodos físicos.


Elemento químico



Es un tipo de materia constituida por elementos de la misma clase.
En su forma más simple posee un número determinado de protones en su núcleo  haciéndolo pertenecer  a una categoría única clasificada con el número atómico.
Es un átomo con características físicas únicas tradicionalmente se define como aquella sustancia que no se puede ser descompuesta mediante una reacción química en otras más simples
No existen dos átomos de un mismo elemento diferentes y en el caso de que estos posean masa distinta pertenecen al mismo elemento pero en lo que se conoce como un isotopo

IMPORTANTE: saber diferenciar entre una sustancia simple y un elemento químico
Ejemplo: El ozono O3  y el oxígeno  (O2)  son dos sustancias simples cada una de ellas con propiedades diferentes. Y un elemento químico que forma estas dos sustancias  simples es el oxígeno (O)  otro ejemplo es el del elemento químico carbono que se presenta en la naturaleza como grafito  o como diamante (estado alotrópicos). Algunos elementos s han encontrado en la naturaleza formando parte de sustancias simples o compuestos químicos. Otros han sido creados artificialmente en aceleradores de partículas o reactores nucleares. Estos son inestables y solo existen durante milésimas de segundo.
Nombres y símbolos de los elementos
Los primeros eran puestos por alquimistas. Tenían varios símbolos un ejemplo es el mercurio llego a tener 20 símbolos diferentes

En siglo XIX John Dalton (1766-1844) trato de unificar los símbolos de tal manera con una sola representación se entendiera de que elemento se trataba. Represento cada elemento con círculos diferentes y algunos encerraban letras.
Los simbolos modernos fueron representados por el quimico sueco Jons J.Berzelius (1779-1848)  quien considero que no era necesario representar los elementos con simbolos. Si no con 2 letras provenientes de latín o alemán.

La IUPAC es el organismo que se encarga de reglamentar la forma de escribir los elementos químicos  y darles nombre. Normalmente se derivan por la primera letra del elemento  o la segunda si se repitiera. 
Como el hidrogeno H 
El helio He
Algunos elementos llegan a tener 3 letras como el unilhexio Unh  

Historia de la tabla periódica 

Johann W.Doberreiner 
Da a conocer relaciones entre elementos al colocarlos en grupos de tres el elemento intermedio tenia propiedades intermedias entre ambos elementos se les llama triadas y un ejemplo es:  Ca Sr y Ba

John Alexander Newlands 
Clasifica por primera vez los elementos  y observa que cada 8 elementos se repetían ciertas propiedades químicas propone la ley de las octavas  y causas de relaciones numéricas entre pesos atómicos que funciono hasta  el Ca.

Lothar Meyer 
Descubre que al ordenar los elementos por pesos atómicos  se presentaba una periodicidad en el volumen por cada 8 elementos y hacia énfasis en las propiedades físicas

Dmitri Mendeleiv Clasificó los elementos químicos por el valor creciente de sus masas atómicas y los agrupó en filas y columnas, de tal forma que todos los elementos de una misma columna presentaran un comportamiento semejante. El descubrimiento de la Ley Periódica, que abrió el camino hacia el conocimiento de la estructura de los átomos y de sus núcleos, y que, además, colocó los cimientos de una nueva época en el desarrollo de la química

G.S Moseley
 Irradia elementos con rayos X con lo que observa que cada elemento  los dispersaba  en forma particular a lo que llamo el número atómico y lo simbolizo con z 
 De esta manera demostró  que sus propiedades son función periódica  de sus números atómicas lo cual resulto más provechoso que el peso atómico  eliminando irregularidades en el orden.
Determina el número atómico de los elementos químicos 

Ley periódica 
Antigua: las propiedades químicas  de los elementos  son función periódica de sus números atómicos 
Actual:

Elementos de la tabla periodica 

Escandio Sc 

Titanio Ti 
Vanadio V 
Cromo Cr 
Manganeso Mn 
Hierro Fe 
Níquel Ni 
Cobalto Co 
Cobre Cu 
Zinc Zn 
Galio Ga 
Germanio Ge 
Arsénico As 
Selenio Se 
Bromo Br 
Kryptón Kr 
Rubidio Rb 
Estroncio Sr 
Itrio Y 
Zirconio Zr