jueves, 3 de abril de 2014
sábado, 19 de octubre de 2013
LOS GASES IDEALES
Teóricamente, todas las sustancias pueden existir en tres estados: como sólidos, como líquidos y como gases, dependiendo de la presión y de la temperatura a que se encuentre. Estos es bastante conocido en el caso del sistema hielo-agua-vapor. Precisamente por eso, no podemos decir que el agua es un líquido, que el aire es un gas o que el cobre es un sólido, sin especificar a qué condiciones de temperatura y presión están sometidas. En efectos, cuando utilizamos la palabra “Gas” (o, análogamente, líquido o solido) , queremos referirnos a una sustancia que en determinadas circunstancias o condiciones se encuentra en estado gaseoso. Estas condiciones son generalmente las del medio ambiente.
PROPIEDADES DE LOS GASES.
• Sus moléculas se encuentran muy separadas. prácticamente se encuentran libres.
• Los gases se adaptan en forma y volumen a cada recipiente. Esto se debe precisamente a la independencia de movimiento molecular que caracteriza a los gases. En efecto, al cambiar de recipiente
un gas, se expande (o se comprime, según el caso), hasta ocupar todo su volumen, adoptando de este
modo su forma.
• Los gases son muy compresibles. Como el espacio intermolecular es tan grande en los gases, su compresión será muy fácil, ya que este proceso se reducirá a una disminución en tales espacios,
lo cual no demanda mucho trabajo.
• Los gases se difunden con facilidad. Se denomina difusión el espaciamiento espontáneo de una sustancia a través de un medio. Los gases fluyen, se difunden, fácilmente, ya que entre sus moléculas no
existe fuerza de atracción (cohesión).
• Los gases se dilatan fácilmente. Un gas es directamente proporcional a la temperatura absoluta. Por lo tanto, al aumentar ésta, se incrementa el movimiento molecular, dando como resultado que el gas ocupe un mayor volumen , o sea que se dilate.
TEORIA CINÉTICA DE LOS GASES.
La teoría cinética de los gases es una teoría física y química que explica el comportamiento y propiedades macroscópicas de los gases (Ley de los gases ideales), a partir de una descripción estadística de los procesos moleculares microscópicos.
La teoría cinética se desarrolló con base en los estudios de físicos como Daniel Bernoulli en el siglo XVIII y Ludwig Boltzmann y James Clerk Maxwell a finales del siglo XIX. Esta rama de la física describe las propiedades térmicas de los gases. Estos sistemas contienen números enormes de átomos o moléculas, y la única forma razonable de comprender sus propiedades térmicas con base en la mecánica molecular, es encontrar determinadas cantidades dinámicas de tipo promedio y relacionar las propiedades físicas observadas del sistema con estas propiedades dinámicas moleculares en promedio. Las técnicas para relacionar el comportamiento macroscópico global de los sistemas materiales con el comportamiento promedio de sus componentes moleculares constituyen la mecánica estadística. Los principales teoremas de la teoría cinética son los siguientes:
• El número de moléculas es grande y la separación media entre ellas es grande comparada con sus dimensiones. Por lo tanto ocupan un volumen despreciable en comparación con el volumen del envase
y se consideran masas puntuales.
• Las moléculas obedecen las leyes de Newton, pero individualmente se mueven en forma aleatoria, con diferentes velocidades cada una, pero con una velocidad promedio que no cambia con el tiempo.
• Las moléculas realizan choques elásticos entre sí, por lo tanto se conserva tanto el momento lineal como la energía cinética de las moléculas.
• Las fuerzas entre moléculas son despreciables, excepto durante el choque. Se considera que las fuerzas eléctricas o nucleares entre las moléculas son de corto alcance, por lo tanto solo se consideran las
fuerzas impulsivas que surgen durante el choque.
• El gas es considerado puro, es decir todas las moléculas son idénticas. • El gas se encuentra en equilibrio térmico con las paredes del envase.
LEYES DE LOS GASES.
LEY DE BOYLE. Describe la relación entre la presión y el volumen de un gas cuando la temperatura es constante:.
“El volumen que ocupa un gas es inversamente proporcional a la presión ejercida sobre él”:
• Si se aumenta la presión, el volumen del gas disminuye.
• Si se disminuye la presión, el volumen del gas aumenta.
La expresión matemática es: P • V = K (constante)
La ecuación matemática es P1•V1 = P2•V2
P1 y V1 representan la presión y el volumen iniciales y P2 y V2 representan la presión y el volumen finales.
LEY DE CHARLES. Relaciona la temperatura y el volumen de un gas cuando la presión permanece constante:
“El volumen que ocupa un gas es directamente proporcional a su temperatura absoluta”
Es decir si aumentamos la temperatura, el volumen del gas aumenta. y si disminuimos la temperatura del gas, el volumen del gas disminuye.
La expresión matemática de la ley: V/T = K (constante)
La ecuación matemática es: V1/T1 = V2/T2
Donde V1 y T1 son los valores iniciales y V2 y T2 son los valores finales. Las temperaturas deben venir expresadas en kelvin. ( °K = °C + 273 )
LEY DE GAY LUSSAC. Establece que:
“la presión de un volumen fijo de gas, es directamente proporcional a su temperatura absoluta”.
Al aumentar la temperatura, las moléculas del gas se mueven más rápidamente y por tanto aumenta el número de choques contra las paredes, es decir aumenta la presión ya que el recipiente es de paredes fijas y su volumen no puede cambiar. Gay-Lussac descubrió que en cualquier momento de este proceso, el cociente entre la presión y la temperatura siempre tenía el mismo valor: Supongamos que tenemos un gas que se encuentra a una presión P1 y a una temperatura T1 al comienzo del experimento. Si aumentamos la temperatura hasta un nuevo valor T2, entonces la presión se incrementará a P2,
La expresión matemática es: P/T = K (constante)
La ecuación matemática es: P1/T1 = P2/T2
Esta ley, al igual que la de Charles, está expresada en función de la temperatura absoluta expresada en grados Kelvin.
LEY COMBINADA DE LOS GASES. La ley general de los gases o ley combinada dice que “una masa de un gas ocupa un volumen que está determinado por la presión y la temperatura de dicho gas”. Estudia el comportamiento de una determinada masa de gas si ninguna de esas magnitudes permanece constante. Esta ley se emplea para todos aquellos gases ideales en los que el volumen, la presión y la temperatura no son constantes. Además la masa no varía.
La fórmula de dicha ley se expresa: (V1 . P1) / T1 = (V2 . P2) / T2
Es decir, el volumen de la situación inicial por la presión original sobre la temperatura es igual a el volumen final por la nueva presión aplicada sobre la temperatura modificada. La presión es una fuerza que se ejerce por la superficie del objeto y que mientras más pequeña sea ésta, mayor presión habrá A partir de la ley combinada podemos calcular la forma como cambia el volumen o presión o temperatura si se conocen las condiciones iniciales (Pi,Vi,Ti) y se conocen dos de las condiciones finales (es decir, dos de las tres cantidades Pt, Vt, Tf).
PRINCIPIO DE AVOGADRO. Establece la relación entre la cantidad de gas y su volumen cuando se mantienen constantes la temperatura y la presión. La cantidad de gas se mide en moles. El volumen es directamente proporcional a la cantidad de gas:
• Si aumentamos la cantidad de gas, aumentará el volumen.
• Si disminuimos la cantidad de gas, el volumen disminuye.
El principio de Avogadro se puede expresar así: V /n = K (constante)
La ecuación matemática será: V1/n1 = V2/n2
LEY DE LOS GASES IDEALES (ECUACIÓN DE ESTADO).
La ley de los gases ideales es la ecuación de estado del gas ideal, un gas hipotético formado por partículas puntuales, sin atracción ni repulsión entre ellas y cuyos choques son perfectamente elásticos (conservación de momento y energía cinética). La energía cinética es directamente proporcional a la temperatura en un gas ideal.
Los gases reales que más se aproximan al comportamiento del gas ideal son los gases monoatómicos en condiciones de baja presión y alta temperatura. La principal característica de los gases respecto de los sólidos y los líquidos, es que no pueden verse ni tocarse, pero también se encuentran compuestos de átomos y moléculas.
La causa de la naturaleza del gas se encuentra en sus moléculas, muy separadas unas de otras y con movimientos aleatorios entre si. Al igual que ocurre con los otros dos estados de la materia, el gas también puede transformarse (en líquido) si se somete a temperaturas muy bajas. A este proceso se le denomina condensación.
La mayoría de los gases necesitan temperaturas muy bajas para lograr condensarse. Por ejemplo, en el caso del oxígeno la temperatura necesaria es de -183°C. En este siglo, los científicos empezaron a darse cuenta de que en las relaciones entre la presión, el volumen y la temperatura de una muestra de gas, en un sistema cerrado, se podría obtener una fórmula que sería válida para todos los gases. Estos se comportan de forma similar en una amplia variedad de condiciones debido a la buena aproximación que tienen las moléculas que se encuentran más separadas, y hoy en día la ecuación de estado para un gas ideal se deriva de la teoría cinética. Ahora las leyes anteriores de los gases se consideran como casos especiales de la ecuación del gas ideal, con una o más de las variables mantenidas constantes.
Empíricamente, se observan una serie de relaciones proporcionales entre la temperatura, la presión y el volumen que dan lugar a la ley de los gases ideales, deducida por primera vez por Émile Clapeyron en1834 como una combinación de la ley de Boyle y la ley de Charles El estado de una cantidad de gas se determina por su presión, volumen y temperatura. La forma moderna de la ecuación relaciona estos simplemente en dos formas principales. La temperatura utilizada en la ecuación de estado es una temperatura absoluta: en el sistema internacional de unidades, kelvin. La ecuación que describe normalmente la relación entre la presión, el volumen, la temperatura y la cantidad (en moles) de un gas ideal es:
PV = nRT
Donde:
P = Presión. Se mide en atmósferas (a atmósdera 0 760 mm Hg
V= Volumen. Se mide en litros
n = Moles de gas. 1 mol= gramos/peso atómico o molecular
R= Constante universal de los gases ideales R= 0,0082 at.l / mol.
°K = Temperatura absoluta. Se mide en grados Kelvin °K = °C * 273
LEY DE DALTON. En 1801 John Dalton postulo “ los componentes de una mezcla gaseosa parecieran ejercer presión sobre las paredes del recipiente en el cual estaban confinados de manera independiente unos de otros”. La ley de las presiones parciales de alton establece que:
"la presión total que un gas ejerce una mezcla de gases es igual a la suma de las presiones parciales de los gases individuales".
La ley de las presiones parciales de Dalton se cumple en la mayoría de las mezclas gaseosas siempre y cuando los gases no reaccionen:
PT = P1 + P3 + P3 + ……… + P n
LEY DE LOS VOLUMENES COMBINANTES DE GAY LUSSAC A principios del siglo XIX, Gay-Lussac, experimentando en el laboratorio con reacciones químicas en las que intervienen gases se dio cuenta que: En una reacción química, los volumenes de las sustancias gaseosas que intervienen guardan entre sí una proporción de números enteros y sencillos, si se miden en las mismas condiciones de presión y temperatura. Esa proporción coincide con la proporción en el número de moléculas de las sustancias gaseosas que reaccionan y que se forman durante el proceso.
Por ejemplo en la reacción: O2 + 2 H2 → 2 H2O
La relación de moles es: 1 molécula 2 moléculas 2 moléculas
La relación de volúmenes es 1 Litro 2 Litros 2 Litros
LEY DE DIFUSIÓN DE GRAHAM. La difusión es una consecuencia del movimiento continuo y elástico de las moléculas gaseosas. Gases diferentes tienen distintas velocidades de difusión. Sabemos que objetos más pesados se mueven de forma más lenta, lo mismo ocurre con los gases, gases con un peso molecular más alto se moverán de más lentamente que uno de peso molecular más liviano. Este enunciado se ve reflejado en la siguiente ecuación propuesta por Graham:
v1/v2 = d2/d1
Que expresa:
"La velocidad de difusión de un gas es inversamente proporcional a la raíz cuadrada de su densidad."
Donde v= velocidad de difución del gas y d= densidad del gas
INSTITUTO TÉCNICO CALIMA QUÍMICA GRADO10°
PROFESOR: WILLIAM ALBERTO JARAMILLO A
Nombre:
CUESTIONARIO
De acuerdo a la lectura responder a continuación de cada pregunta:
1. ¿Qué significa la expresión gases ideales?
2. ¿Qué propiedades caracterizan a los gases?
3. ¿Qué relación hay entre la teoría cinética de los gases y su comportamiento?
4. Enuncie cada una de las leyes de los Gases.
5. Indique las expresiones y ecuaciones matemáticas que se derivan de cada ley de los gases
6. ¿De qué depende el volumen de un gas?
7. Consulta las definiciones de los siguientes conceptos respecto a los gases:
Cohesión
Difusión
Moles
1 atmósfera
Condiciones normales
Densidad
Temperatura absoluta
Grados Kelvin
Milimetros de mercurio
8. De acuerdo a las leyes de los gases determinar:
A. ¿Cuál será el volumen final de un gas, con respecto al inicial , si duplicamos la presión?
B. ¿Cuál será el volumen final de un gas, con respecto al inicial , si reducimos la presión a la mitad?
C. ¿Cuál será el volumen final de un gas, con respecto al inicial , si duplicamos la temperatura absoluta? D. ¿Cuál será el volumen final de un gas, con respecto al inicial , si reducimos la temperatura absoluta?
E. ¿Cuál será la presión final de un gas, con respecto a la inicial , si se duplica el volumen?
F. ¿Cuál será la presión final de un gas, con respecto a la inicial , si se reduce el volumen a la mitad?
G. ¿Cuál será la temperatura final de un gas, con respecto a la inicial , si se ha duplicado el volumen?
H. ¿Cuál será la temperatura final de un gas, con respecto a la inicial , si se ha reducido el Volumen a la mitad?
I . ¿Cuál será la temperatura final de un gas, con respecto a la inicial , si se ha duplicado el la presión?
J. ¿Cuál será la temperatura final de un gas, con respecto a la inicial , si se ha reducido la Presión a la mitad?
K. ¿Cuál será el volumen final de un gas, con respecto al inicial , si duplicamos la presión y duplicamos la temperatura?
L. ¿Cuál será el volumen final de un gas, con respecto al inicial , si duplicamos la Temperatura y reducimos la presión a la mitad?
M.¿Cuál será el volumen final de un gas, con respecto al inicial , si duplicamos las moles?
Teóricamente, todas las sustancias pueden existir en tres estados: como sólidos, como líquidos y como gases, dependiendo de la presión y de la temperatura a que se encuentre. Estos es bastante conocido en el caso del sistema hielo-agua-vapor. Precisamente por eso, no podemos decir que el agua es un líquido, que el aire es un gas o que el cobre es un sólido, sin especificar a qué condiciones de temperatura y presión están sometidas. En efectos, cuando utilizamos la palabra “Gas” (o, análogamente, líquido o solido) , queremos referirnos a una sustancia que en determinadas circunstancias o condiciones se encuentra en estado gaseoso. Estas condiciones son generalmente las del medio ambiente.
PROPIEDADES DE LOS GASES.
• Sus moléculas se encuentran muy separadas. prácticamente se encuentran libres.
• Los gases se adaptan en forma y volumen a cada recipiente. Esto se debe precisamente a la independencia de movimiento molecular que caracteriza a los gases. En efecto, al cambiar de recipiente
un gas, se expande (o se comprime, según el caso), hasta ocupar todo su volumen, adoptando de este
modo su forma.
• Los gases son muy compresibles. Como el espacio intermolecular es tan grande en los gases, su compresión será muy fácil, ya que este proceso se reducirá a una disminución en tales espacios,
lo cual no demanda mucho trabajo.
• Los gases se difunden con facilidad. Se denomina difusión el espaciamiento espontáneo de una sustancia a través de un medio. Los gases fluyen, se difunden, fácilmente, ya que entre sus moléculas no
existe fuerza de atracción (cohesión).
• Los gases se dilatan fácilmente. Un gas es directamente proporcional a la temperatura absoluta. Por lo tanto, al aumentar ésta, se incrementa el movimiento molecular, dando como resultado que el gas ocupe un mayor volumen , o sea que se dilate.
TEORIA CINÉTICA DE LOS GASES.
La teoría cinética de los gases es una teoría física y química que explica el comportamiento y propiedades macroscópicas de los gases (Ley de los gases ideales), a partir de una descripción estadística de los procesos moleculares microscópicos.
La teoría cinética se desarrolló con base en los estudios de físicos como Daniel Bernoulli en el siglo XVIII y Ludwig Boltzmann y James Clerk Maxwell a finales del siglo XIX. Esta rama de la física describe las propiedades térmicas de los gases. Estos sistemas contienen números enormes de átomos o moléculas, y la única forma razonable de comprender sus propiedades térmicas con base en la mecánica molecular, es encontrar determinadas cantidades dinámicas de tipo promedio y relacionar las propiedades físicas observadas del sistema con estas propiedades dinámicas moleculares en promedio. Las técnicas para relacionar el comportamiento macroscópico global de los sistemas materiales con el comportamiento promedio de sus componentes moleculares constituyen la mecánica estadística. Los principales teoremas de la teoría cinética son los siguientes:
• El número de moléculas es grande y la separación media entre ellas es grande comparada con sus dimensiones. Por lo tanto ocupan un volumen despreciable en comparación con el volumen del envase
y se consideran masas puntuales.
• Las moléculas obedecen las leyes de Newton, pero individualmente se mueven en forma aleatoria, con diferentes velocidades cada una, pero con una velocidad promedio que no cambia con el tiempo.
• Las moléculas realizan choques elásticos entre sí, por lo tanto se conserva tanto el momento lineal como la energía cinética de las moléculas.
• Las fuerzas entre moléculas son despreciables, excepto durante el choque. Se considera que las fuerzas eléctricas o nucleares entre las moléculas son de corto alcance, por lo tanto solo se consideran las
fuerzas impulsivas que surgen durante el choque.
• El gas es considerado puro, es decir todas las moléculas son idénticas. • El gas se encuentra en equilibrio térmico con las paredes del envase.
LEYES DE LOS GASES.
LEY DE BOYLE. Describe la relación entre la presión y el volumen de un gas cuando la temperatura es constante:.
“El volumen que ocupa un gas es inversamente proporcional a la presión ejercida sobre él”:
• Si se aumenta la presión, el volumen del gas disminuye.
• Si se disminuye la presión, el volumen del gas aumenta.
La expresión matemática es: P • V = K (constante)
La ecuación matemática es P1•V1 = P2•V2
P1 y V1 representan la presión y el volumen iniciales y P2 y V2 representan la presión y el volumen finales.
LEY DE CHARLES. Relaciona la temperatura y el volumen de un gas cuando la presión permanece constante:
“El volumen que ocupa un gas es directamente proporcional a su temperatura absoluta”
Es decir si aumentamos la temperatura, el volumen del gas aumenta. y si disminuimos la temperatura del gas, el volumen del gas disminuye.
La expresión matemática de la ley: V/T = K (constante)
La ecuación matemática es: V1/T1 = V2/T2
Donde V1 y T1 son los valores iniciales y V2 y T2 son los valores finales. Las temperaturas deben venir expresadas en kelvin. ( °K = °C + 273 )
LEY DE GAY LUSSAC. Establece que:
“la presión de un volumen fijo de gas, es directamente proporcional a su temperatura absoluta”.
Al aumentar la temperatura, las moléculas del gas se mueven más rápidamente y por tanto aumenta el número de choques contra las paredes, es decir aumenta la presión ya que el recipiente es de paredes fijas y su volumen no puede cambiar. Gay-Lussac descubrió que en cualquier momento de este proceso, el cociente entre la presión y la temperatura siempre tenía el mismo valor: Supongamos que tenemos un gas que se encuentra a una presión P1 y a una temperatura T1 al comienzo del experimento. Si aumentamos la temperatura hasta un nuevo valor T2, entonces la presión se incrementará a P2,
La expresión matemática es: P/T = K (constante)
La ecuación matemática es: P1/T1 = P2/T2
Esta ley, al igual que la de Charles, está expresada en función de la temperatura absoluta expresada en grados Kelvin.
LEY COMBINADA DE LOS GASES. La ley general de los gases o ley combinada dice que “una masa de un gas ocupa un volumen que está determinado por la presión y la temperatura de dicho gas”. Estudia el comportamiento de una determinada masa de gas si ninguna de esas magnitudes permanece constante. Esta ley se emplea para todos aquellos gases ideales en los que el volumen, la presión y la temperatura no son constantes. Además la masa no varía.
La fórmula de dicha ley se expresa: (V1 . P1) / T1 = (V2 . P2) / T2
Es decir, el volumen de la situación inicial por la presión original sobre la temperatura es igual a el volumen final por la nueva presión aplicada sobre la temperatura modificada. La presión es una fuerza que se ejerce por la superficie del objeto y que mientras más pequeña sea ésta, mayor presión habrá A partir de la ley combinada podemos calcular la forma como cambia el volumen o presión o temperatura si se conocen las condiciones iniciales (Pi,Vi,Ti) y se conocen dos de las condiciones finales (es decir, dos de las tres cantidades Pt, Vt, Tf).
PRINCIPIO DE AVOGADRO. Establece la relación entre la cantidad de gas y su volumen cuando se mantienen constantes la temperatura y la presión. La cantidad de gas se mide en moles. El volumen es directamente proporcional a la cantidad de gas:
• Si aumentamos la cantidad de gas, aumentará el volumen.
• Si disminuimos la cantidad de gas, el volumen disminuye.
El principio de Avogadro se puede expresar así: V /n = K (constante)
La ecuación matemática será: V1/n1 = V2/n2
LEY DE LOS GASES IDEALES (ECUACIÓN DE ESTADO).
La ley de los gases ideales es la ecuación de estado del gas ideal, un gas hipotético formado por partículas puntuales, sin atracción ni repulsión entre ellas y cuyos choques son perfectamente elásticos (conservación de momento y energía cinética). La energía cinética es directamente proporcional a la temperatura en un gas ideal.
Los gases reales que más se aproximan al comportamiento del gas ideal son los gases monoatómicos en condiciones de baja presión y alta temperatura. La principal característica de los gases respecto de los sólidos y los líquidos, es que no pueden verse ni tocarse, pero también se encuentran compuestos de átomos y moléculas.
La causa de la naturaleza del gas se encuentra en sus moléculas, muy separadas unas de otras y con movimientos aleatorios entre si. Al igual que ocurre con los otros dos estados de la materia, el gas también puede transformarse (en líquido) si se somete a temperaturas muy bajas. A este proceso se le denomina condensación.
La mayoría de los gases necesitan temperaturas muy bajas para lograr condensarse. Por ejemplo, en el caso del oxígeno la temperatura necesaria es de -183°C. En este siglo, los científicos empezaron a darse cuenta de que en las relaciones entre la presión, el volumen y la temperatura de una muestra de gas, en un sistema cerrado, se podría obtener una fórmula que sería válida para todos los gases. Estos se comportan de forma similar en una amplia variedad de condiciones debido a la buena aproximación que tienen las moléculas que se encuentran más separadas, y hoy en día la ecuación de estado para un gas ideal se deriva de la teoría cinética. Ahora las leyes anteriores de los gases se consideran como casos especiales de la ecuación del gas ideal, con una o más de las variables mantenidas constantes.
Empíricamente, se observan una serie de relaciones proporcionales entre la temperatura, la presión y el volumen que dan lugar a la ley de los gases ideales, deducida por primera vez por Émile Clapeyron en1834 como una combinación de la ley de Boyle y la ley de Charles El estado de una cantidad de gas se determina por su presión, volumen y temperatura. La forma moderna de la ecuación relaciona estos simplemente en dos formas principales. La temperatura utilizada en la ecuación de estado es una temperatura absoluta: en el sistema internacional de unidades, kelvin. La ecuación que describe normalmente la relación entre la presión, el volumen, la temperatura y la cantidad (en moles) de un gas ideal es:
PV = nRT
Donde:
P = Presión. Se mide en atmósferas (a atmósdera 0 760 mm Hg
V= Volumen. Se mide en litros
n = Moles de gas. 1 mol= gramos/peso atómico o molecular
R= Constante universal de los gases ideales R= 0,0082 at.l / mol.
°K = Temperatura absoluta. Se mide en grados Kelvin °K = °C * 273
LEY DE DALTON. En 1801 John Dalton postulo “ los componentes de una mezcla gaseosa parecieran ejercer presión sobre las paredes del recipiente en el cual estaban confinados de manera independiente unos de otros”. La ley de las presiones parciales de alton establece que:
"la presión total que un gas ejerce una mezcla de gases es igual a la suma de las presiones parciales de los gases individuales".
La ley de las presiones parciales de Dalton se cumple en la mayoría de las mezclas gaseosas siempre y cuando los gases no reaccionen:
PT = P1 + P3 + P3 + ……… + P n
LEY DE LOS VOLUMENES COMBINANTES DE GAY LUSSAC A principios del siglo XIX, Gay-Lussac, experimentando en el laboratorio con reacciones químicas en las que intervienen gases se dio cuenta que: En una reacción química, los volumenes de las sustancias gaseosas que intervienen guardan entre sí una proporción de números enteros y sencillos, si se miden en las mismas condiciones de presión y temperatura. Esa proporción coincide con la proporción en el número de moléculas de las sustancias gaseosas que reaccionan y que se forman durante el proceso.
Por ejemplo en la reacción: O2 + 2 H2 → 2 H2O
La relación de moles es: 1 molécula 2 moléculas 2 moléculas
La relación de volúmenes es 1 Litro 2 Litros 2 Litros
LEY DE DIFUSIÓN DE GRAHAM. La difusión es una consecuencia del movimiento continuo y elástico de las moléculas gaseosas. Gases diferentes tienen distintas velocidades de difusión. Sabemos que objetos más pesados se mueven de forma más lenta, lo mismo ocurre con los gases, gases con un peso molecular más alto se moverán de más lentamente que uno de peso molecular más liviano. Este enunciado se ve reflejado en la siguiente ecuación propuesta por Graham:
v1/v2 = d2/d1
Que expresa:
"La velocidad de difusión de un gas es inversamente proporcional a la raíz cuadrada de su densidad."
Donde v= velocidad de difución del gas y d= densidad del gas
INSTITUTO TÉCNICO CALIMA QUÍMICA GRADO10°
PROFESOR: WILLIAM ALBERTO JARAMILLO A
Nombre:
CUESTIONARIO
De acuerdo a la lectura responder a continuación de cada pregunta:
1. ¿Qué significa la expresión gases ideales?
2. ¿Qué propiedades caracterizan a los gases?
3. ¿Qué relación hay entre la teoría cinética de los gases y su comportamiento?
4. Enuncie cada una de las leyes de los Gases.
5. Indique las expresiones y ecuaciones matemáticas que se derivan de cada ley de los gases
6. ¿De qué depende el volumen de un gas?
7. Consulta las definiciones de los siguientes conceptos respecto a los gases:
Cohesión
Difusión
Moles
1 atmósfera
Condiciones normales
Densidad
Temperatura absoluta
Grados Kelvin
Milimetros de mercurio
8. De acuerdo a las leyes de los gases determinar:
A. ¿Cuál será el volumen final de un gas, con respecto al inicial , si duplicamos la presión?
B. ¿Cuál será el volumen final de un gas, con respecto al inicial , si reducimos la presión a la mitad?
C. ¿Cuál será el volumen final de un gas, con respecto al inicial , si duplicamos la temperatura absoluta? D. ¿Cuál será el volumen final de un gas, con respecto al inicial , si reducimos la temperatura absoluta?
E. ¿Cuál será la presión final de un gas, con respecto a la inicial , si se duplica el volumen?
F. ¿Cuál será la presión final de un gas, con respecto a la inicial , si se reduce el volumen a la mitad?
G. ¿Cuál será la temperatura final de un gas, con respecto a la inicial , si se ha duplicado el volumen?
H. ¿Cuál será la temperatura final de un gas, con respecto a la inicial , si se ha reducido el Volumen a la mitad?
I . ¿Cuál será la temperatura final de un gas, con respecto a la inicial , si se ha duplicado el la presión?
J. ¿Cuál será la temperatura final de un gas, con respecto a la inicial , si se ha reducido la Presión a la mitad?
K. ¿Cuál será el volumen final de un gas, con respecto al inicial , si duplicamos la presión y duplicamos la temperatura?
L. ¿Cuál será el volumen final de un gas, con respecto al inicial , si duplicamos la Temperatura y reducimos la presión a la mitad?
M.¿Cuál será el volumen final de un gas, con respecto al inicial , si duplicamos las moles?
LA INAGOTABLE MATERIA .
Se conoce como materia a todo lo que conforma el universo físico, ocupando un lugar en el espacio, tiene masa, peso y es susceptible de poseer distintas formas, siendo percibida por los sentidos. Todos los cuerpos están integrados por materia, difiriendo en ellos, su tamaño, su forma y su peso.
PROPIEDADES DE LA MATERIA Lo que permite diferenciar unos materiales de otros son sus propiedades. Las sustancias en el mundo , tal y como lo conocemos, se caracterizan por sus propiedades físicas o químicas, es decir, como reaccionan a los cambios sobre ellas:
Las propiedades físicas son aquellas que se pueden medir, sin que se afecte la composición o identidad de la sustancia. Los cambios son reversibles, o sea que no afecta a la naturaleza de la materia, puedes volverlo a su anterior estado. Son ejemplo de propiedades físicas la masa, el peso, el volumen, la densidad los puntos de fusión y ebullición, etc.
Las propiedades químicas se observan cuando una sustancia sufre un cambio químico. Los cambios son irreversibles, pasan por un proceso de cambios fuertes que afectan a su naturaleza o composición ya es imposible volver a su antiguo estado. En su estructura interna, se presentan transformaciones de unas sustancia en otras. Son ejemplos de propiedades químicas la oxidación, la combustión, la combinación, la digestión, la descomposición, etc.
Otro grupo de propiedades que caracterizan la materia son las Extensivas e Intensivas:
Las propiedades Extensivas se caracterizan porque dependen de la cantidad de materia presente. La masa es una propiedad Extensiva, mas materia significa más masa, además, las propiedades Extensivas se pueden sumar (son aditivas), el Volumen también lo es.
Las propiedades Intensivas, no dependen de la cantidad de masa, además, no son aditivas, tenemos un ejemplo, la densidad, esta no cambia con la cantidad de materia, la temperatura también es una propiedad intensiva.
Las propiedades físicas pueden ser específicas, que sirven para diferenciar una sustancia de otra, por ejemplo, su dureza o su densidad; o generales que sirven para fijar su cantidad, como la dimensión, el peso o el volumen.
Masa. Cantidad de materia que posee un cuerpo. Por ejemplo la cantidad de arroz que necesitamos cocinar Peso. Medida de la fuerza con que la tierra atrae los cuerpos. Por ejemplo una libra de sal.
Volumen. Espacio ocupado por un cuerpo. Por ejemplo un galón de gasolina.
Inercia. Tendencia de un Cuerpo de conservar su estado de reposo o de movimiento. Por ejemplo Cuando corremos conservamos un impulso
Impenetrabilidad- Dos cuerpos no pueden ocupar simultáneamente el mismo espacio. Por ejemplo en un recipiente repleto de comida no le cabe más comida..
La densidad es la relación (cociente) que existe entre la masa y el volumen de un cuerpo. Por ejemplo el
agua es más densa que la gasolina.
Punto de fusión. Es la temperatura en la cual un sólido se vuelve líquido. Por ejemplo el hierro se funde
a 2760 °C
Punto de ebullición. Es la temperatura en la cuál un líquido se evapora.Por ejemplo el alcohol se evapora a
a los 78°C
Dureza. Es la oposición que presentan los materiales a ser rayados. por ejemplo el vidrio tiene poca
dureza porque se raya fácilmente.
Conductividad. Capacidad de un material de conducir energía. Puede ser eléctrica o térmica. por ejemplo los metales son buenos conductores de electricidad y de calor.
Solubilidad. Capacidad de una sustancia de disolverse en otra. Por ejemplo la sal se disuelve en el agua Maleabilidad. Capacidad de un material de moldearse fácilmente en láminas. Por ejemplo Las láminas
metálicas.
Ductilidad. Capacidad de un material de reducirse fácilmente en hilos o fibras. Por ejemplo fibras
metálicas.
Oxidación. Combinación de un elemento con el oxígeno. Por ejemplo la corrosión de una puntilla.
Combustión. Cuando una sustancia arde en presencia de oxígeno, produciendo luz y calor. Por ejemplo
al quemar carbón.
Propiedades organolépticas. Son aquellas que pueden ser percibidas por los órganos de los sentidos como el color, olor, sabor y textura
ESTADOS DE LA MATERIA La materia se puede presentar en tres estados fundamentales: Sólido, líquido y gaseoso
ESTADO SÓLIDO. A bajas temperaturas, los materiales se presentan como cuerpos de forma compacta y precisa; debido a las altas fuerza de atracción (cohesión) existente entre sus partículas, sus partículas se encuentran muy juntas, por eso a conservan su forma y volumen. No se difunden, es decir no fluyen en el medio. Sus átomos a menudo se entrelazan formando estructuras cristalinas definidas, lo que les confiere la capacidad de soportar fuerzas sin deformación aparente. No se dejan comprimir, es decir son incompresibles
ESTADO LÍQUIDO. Tiene la capacidad de fluir y adaptarse a la forma del recipiente que lo contiene, es decir su forma es variable, peso su volumen es constante. Las fuerzas de cohesión entre sus partículas son débiles. Sus moléculas se encuentran un poco separas, se difunden lentamente y son incompresibles.
ESTADO GASEOSO. Sus moléculas se encuentran muy separadas, prácticamente se encuentran libres. No existen fuerza de cohesión, de modo que son capaces de distribuirse por todo el espacio en el cual son contenidos, por lo cual fluyen y se difunden con facilidad. No conservan su forma ni volumen, son compresibles al ejercer sobre ellos presión y se expanden con el calor. Otros estados que puede presentar la materia es el estado de plasma y el estado coloidal.
Otros estados de la materia son:
EL ESTADO DE PLASMA. Es un gas ionizado, es decir que los átomos que lo componen se han separado de algunos de sus electrones. De esta forma el plasma es un estado parecido al gas pero compuesto por aniones y cationes (iones con carga positiva), separados entre sí y libres, por eso es un excelente conductor. Un ejemplo muy claro es el Sol.
EL ESTADO COLOIDAL. No es más que la suma de 2 estados en uno, donde uno es el medio dispersante (una especie de solvente) y otro es la fase dispersa (una especie de soluto) por ejemplo la neblina o niebla donde el medio dispersor es el gas (aire) y la fase dispersante es agua (liq.). la gran caracteristica de los colides es que estan entre el limite de soluciones verdaderas y suspensiones.
CAMBIOS DE ESTADOS. El estado de una sustancia depende de su punto de fusión y ebullición. Un material puede cambiar de estado al aumentar o disminuir su temperatura. Los gases también con variaciones en su presión, como lo indica el siguiente esquema:
SUBLIMACIÓN
SÓLIDO LÍQUIDO GASEOSO
CLASES DE MATERIA.
Todas las cosas que nos rodean están constituidas de materia; para nuestro estudio químico las clasificamos en dos grandes grupos: sustancias puras y mezclas.
SUSTANCIA PURA.Es la materia homogénea de composición química definida e invariable que está constituida por una sola clase de moléculas o por átomos de igual número atómico. A su vez, la sustancia se divide en elementos y compuestos. Elemento. Es la sustancia simple que no se puede descomponer. Está formada por átomos de igual número atómico. Los elementos se clasifican en: Metales, No Metales y Gases nobles. Así tenemos: plata, oro,hierro, azufre, hidrógeno, nitrógeno, neón y argón, respectivamente. Compuesto.Es la sustancia que está constituida de moléculas que tienen en en suestructura átomos de diferentes elementos originados por la combinación de éstos y se puede descomponer. Por ejemplo el agua, el dióxido de carbono, la sal, el azúcar, el amoníaco, etc.
MEZCLA.Es la reunión de 2 ó más sustancias, sin que ninguna de ellas pierda sus propiedades, por lo que se pueden separar por medios físicos, como filtración, centrifugación, decantación, destilación, sedimentación, evaporación, cristalización, etc. las sustancias o componentes de la mezcla entran en cualquier proporción y no reaccionan químicamente, por lo que no existen cambios energéticos. Ejemplo: el granito, porque está constituido por cuarzo, mica, feldespato, etc. La salmuera es una mezcla de agua con sal. Las mezclas pueden ser homogéneas y heterogéneas. Mezclas homogéneas. Cuando no podemos distinguir sus componentes, Estos encuentran uniformemente mezclados formando una sola fase. En cualquier punto de la mezcla presenta las mismas propiedades. Ejemplo el aire, el agua sal, el agua azucarada, el alcohol antiséptico, etc. Heterogéneas: cuando podemos distinguir sus componentes. Sus componentes se encuentran separados formado 2 o más fases (granito, arena y piedras) Técnica de separación Separar las mezclas no es tan sencillo como mezclar; hay varias técnicas para separar los componentes de una mezcla:
MÉTODOS DE SEPARACIÓN DE MEZCLAS.
FILTRACIÓN. Usamos esta técnica para separar sólidos insolubles en medio líquido y que presentan partículas de diferente tamaño, . Pasando la mezcla a través de un filtro, las sustancias de mayor tamaño quedan en él, mientras que las de menos tamaño pasan por el filtro. Ejemplo separar la arena del agua, el carbón del agua.
DESTILACIÓN. Técnica que se utilizada para purificar un líquido Los líquidos de una solución. Comprende dos etapas: transformación del líquido en vapor y condensación del vapor. esta separación de mezcla se aplica para separar una mezcla de mas de dos o mas líquidos miscibles, los líquidos como condición deben de tener por lo menos 5º de diferencia del punto de ebullición. De esta forma se ira calentando hasta llegar al punto de ebullición del primer liquido, se mantendrá esta temperatura colocando o sacando el mechero para mantener la temperatura de ebullición, a modo de calor regulado de vaporización, cuando ya no se observa vapores se aumenta la temperatura al punto de ebullición del segundo liquido, podría ser repetitiva la operación según el número de líquidos que contenga la mezcla. Los vapores que se producen pasan por un condensador o refrigerante de tal manera que se condensa el vapor para recuperar los componentes en estado líquido. Ejemplo el alcohol se destila para separarlo del agua.
DECANTACIÓN. La usamos cuando las partículas sólidas o líquidas son insolubles y tienen diferente densidad formando 2 fases. Dejamos la mezcla en reposo y veremos como las partículas sólidas se depositan en el fondo o el líquido insoluble y menos denso flota, pudiendo retirar el líquido de diferente densidad. Ejemplo para separar la grava del agua o el agua del aceite. Para líquidos se utiliza un embudo de decantación.
EVAPORACIÓN. Se utiliza para separar solidos solubles en medio líquido. Por ejemplo para separar la sal del agua. Se evapora el agua por medio del calor y la sal queda en el fondo del recipiente.
CRISTALIZACIÓN.es un proceso por el cual a partir de un gas, un líquido o una disolución los iones, átomos o moléculas establecen enlaces hasta formar una red cristalina, la unidad básica de un cristal. La cristalización se emplea con bastante frecuencia en Química para purificar sólidos con diferentes puntos de fusión por enfriamiento de la mezcla.
SEPARACIÓN MAGNÉTICA. Es un proceso que sirve para separar dos sólidos (en la que uno de los cuales debe ser ferroso o tener propiedades magnéticas). El método consiste en acercar un imán a la mezcla a fin de generar un campo magnético, que atraiga la sustancia magnética dejando solamente al material no ferroso en el contenedor. Un ejemplo es el azufre mezclado con hierro; al acercar un imán a la mezcla, el hierro se adhiere al imán porque es ferroso y el azufre se queda en el contenedor por no serlo. Y así sucederá con todo tipo de mezcla del mismo tipo.
TAMIZADO. Es un método físico para separar mezclas en el cual se separan dos sólidos formados por partículas de tamaño diferente. Consiste en hacer pasar una mezcla de partículas de diferentes tamaños por un tamiz, cedazo o cualquier cosa con la que se pueda colar. Las partículas de menor tamaño pasan por los poros del tamiz o colador atravesándolo y las grandes quedan atrapadas por el mismo. Un ejemplo podría ser: si se saca tierra del suelo y se espolvorea sobre el tamiz, las partículas finas de tierra caerán y las piedras y partículas grandes de tierra quedarán retenidas en el tamiz.
CROMATOGRAFÍA. Es uno de los principales métodos para la separación de especies químicas estrechamente relacionadas en mezclas complejas. La cromatografía es un método físico de separación basado en la distribución de los componentes de una mezcla entre dos fases inmiscibles, una fija o estacionaria y otra móvil, aprovechando la capacidad de absorción de ciertos materiales. Por ejemplo para separar los componentes de la tinta.
LEY DE CONSERVACIÓN DE LA MATERIA.En 1785 Antoine Lavoisier enunció la ley de conservación de la materia:
“La materia no se crea ni se destruye, simplemente se transforma, permaneciendo constante”.
Se puede explicar como «En una reacción química ordinaria la masa permanece constante, es decir, la masa consumida de los reactivos es igual a la masa obtenida de los productos». Una salvedad que hay que tener en cuenta es la existencia de las reacciones nucleares, en las que la masa sí se modifica de forma sutil, en estos casos en la suma de masas hay que tener en cuenta la equivalencia entre masa y energía.
Esta ley es fundamental para una adecuada comprensión de la química. Los ensayos preliminares hechos por Robert Boyle en 1673 parecían indicar lo contrario: pesada meticulosa de varios metales antes y después de su oxidación mostraba un notable aumento de peso. Estos experimentos, por supuesto, se llevaban a cabo en recipientes abiertos.2 La combustión, uno de los grandes problemas que tuvo la química del siglo XVIII, despertó el interés de Antoine Lavoisier porque éste trabajaba en un ensayo sobre la mejora de las técnicas del alumbrado público de París. Comprobó que al calentar metales como el estaño y el plomo en recipientes cerrados con una cantidad limitada de aire, estos se recubrían con una capa de calcinado hasta un momento determinado del calentamiento, el resultado era igual a la masa antes de comenzar el proceso. Si el metal había ganado masa al calcinarse, era evidente que algo del recipiente debía haber perdido la misma cantidad de masa. Ese algo era el aire. Por tanto, Lavoisier demostró que la calcinación de un metal no era el resultado de la pérdida del misterioso flogisto, sino la ganancia de algún material: una parte de aire. La experiencia anterior y otras más realizadas por Lavoisier pusieron de manifiesto que si tenemos en cuenta todas las sustancias que forman parte en una reacción química y todos los productos formados, nunca varía la masa. Esta es la ley de la conservación de la masa, que podemos enunciarla, pues, de la siguiente manera:
"En toda reacción química la masa se conserva, esto es, la masa total de los reactivos es igual a la masa total de los productos" Cuando se enunció la ley de la conservación de la materia no se conocía el átomo, pero con los conocimientos actuales es obvio: puesto que en la reacción química no aparecen ni destruyen átomos, sino que sólo se forman o rompen enlaces (hay un reordenamiento de átomos), la masa no puede variar.
INSTITUTO TÉCNICO CALIMA CIENCIAS NATURALES
NOMBRE: PROFESOR: WILLIAM ALBERTO JARAMILLO A
Nombre: Grado:
CUESTIONARIO
Responder de acuerdo a la lectura a continuación de cada pregunta:
1. ¿Por qué el aire es materia y la luz no lo es?
2. Establezca las diferencias que hay y de ejemplos de:
A. . Propiedades físicas y químicas
B. .Propíedades intensivas y extensivas.
C. Propiedades generales y específicas.
D. Cambios físicos y químicos.
E. Sustancia pura y mezcla.
F. Elemento y compuesto.
G. Mezcla homogénea y heterogénea.
3. Indique a que propiedad de la materia se refiere las siguientes descripciones argumentando el por qué:
A. El envase contiene 350 mililitros de gaseosa.
B. La bolsa contiene 1 libra de azúcar.
C. Con harina de trigo se hace el pan. T.
D. Para el agua es 1 g/ml.
E. El agua se congela a los 0 °C.
F. El agua hierve a los 100°C.
G. Cuando el bus frena bruscante nos vamos hacia adelante y cuando arranca hacia atrás.
H. El diamante es el material más duro que existe en la naturaleza.
I. Las ollas son de aluminio para facilitar la cocción de los alimentos.
J. los cables eléctruicon son de cobre
K. Las puertas metálicas son de hierro.
K. Al observar un vaso con agua y otro de leche los distingo a simple vista
L. Un ciego puede diferenciar un cuerpo liso de otro de superficie rugosa.
M. Para hacer anillos y aretes se utilizan pequeños filamentos de oro, plata o cobre
N. En un vaso boca abajo, colocado sobre un recipiente con agua, no entra agua al vaso
O. El azúcar se disuelve en el agua.
4. Nombre el cambio de estado que corresponda según el esquema de los cambios de estado:
A. El agua hierve
B. El agua se congela
C. La paleta se derrite
D. Las nubes se condensan
E. El hielo seco se vuelve gas
F. El gas carbónico se vuelve hielo seco
5. Determine que método es el apropiado para separar los componentes de las siguientes Mezclas
y argumente por qué
A. Arena y grava
B. Agua y aceite
C. Agua y alcohol
D. Agua y arena
E. Cloruro de sodio y cloruro de magnesio
F. Arena y grava
G. Azufre y limaduras de hierro
H. Los componentes de una tinta
I. Sal y agua
6. Teniendo en cuenta la ley de conservación de la materia que dice: La materia no se crea ni se destruye,
simplemente se transforma permaneciendo constante. Analice las siguientes preguntas:
A. ¿Por qué al oxidarse un metal pesa más después de oxidado que antes del proceso?
B. ¿Por qué al quemarse papel, las cenizas pesan menos que el papel entero?
Se conoce como materia a todo lo que conforma el universo físico, ocupando un lugar en el espacio, tiene masa, peso y es susceptible de poseer distintas formas, siendo percibida por los sentidos. Todos los cuerpos están integrados por materia, difiriendo en ellos, su tamaño, su forma y su peso.
PROPIEDADES DE LA MATERIA Lo que permite diferenciar unos materiales de otros son sus propiedades. Las sustancias en el mundo , tal y como lo conocemos, se caracterizan por sus propiedades físicas o químicas, es decir, como reaccionan a los cambios sobre ellas:
Las propiedades físicas son aquellas que se pueden medir, sin que se afecte la composición o identidad de la sustancia. Los cambios son reversibles, o sea que no afecta a la naturaleza de la materia, puedes volverlo a su anterior estado. Son ejemplo de propiedades físicas la masa, el peso, el volumen, la densidad los puntos de fusión y ebullición, etc.
Las propiedades químicas se observan cuando una sustancia sufre un cambio químico. Los cambios son irreversibles, pasan por un proceso de cambios fuertes que afectan a su naturaleza o composición ya es imposible volver a su antiguo estado. En su estructura interna, se presentan transformaciones de unas sustancia en otras. Son ejemplos de propiedades químicas la oxidación, la combustión, la combinación, la digestión, la descomposición, etc.
Otro grupo de propiedades que caracterizan la materia son las Extensivas e Intensivas:
Las propiedades Extensivas se caracterizan porque dependen de la cantidad de materia presente. La masa es una propiedad Extensiva, mas materia significa más masa, además, las propiedades Extensivas se pueden sumar (son aditivas), el Volumen también lo es.
Las propiedades Intensivas, no dependen de la cantidad de masa, además, no son aditivas, tenemos un ejemplo, la densidad, esta no cambia con la cantidad de materia, la temperatura también es una propiedad intensiva.
Las propiedades físicas pueden ser específicas, que sirven para diferenciar una sustancia de otra, por ejemplo, su dureza o su densidad; o generales que sirven para fijar su cantidad, como la dimensión, el peso o el volumen.
Masa. Cantidad de materia que posee un cuerpo. Por ejemplo la cantidad de arroz que necesitamos cocinar Peso. Medida de la fuerza con que la tierra atrae los cuerpos. Por ejemplo una libra de sal.
Volumen. Espacio ocupado por un cuerpo. Por ejemplo un galón de gasolina.
Inercia. Tendencia de un Cuerpo de conservar su estado de reposo o de movimiento. Por ejemplo Cuando corremos conservamos un impulso
Impenetrabilidad- Dos cuerpos no pueden ocupar simultáneamente el mismo espacio. Por ejemplo en un recipiente repleto de comida no le cabe más comida..
La densidad es la relación (cociente) que existe entre la masa y el volumen de un cuerpo. Por ejemplo el
agua es más densa que la gasolina.
Punto de fusión. Es la temperatura en la cual un sólido se vuelve líquido. Por ejemplo el hierro se funde
a 2760 °C
Punto de ebullición. Es la temperatura en la cuál un líquido se evapora.Por ejemplo el alcohol se evapora a
a los 78°C
Dureza. Es la oposición que presentan los materiales a ser rayados. por ejemplo el vidrio tiene poca
dureza porque se raya fácilmente.
Conductividad. Capacidad de un material de conducir energía. Puede ser eléctrica o térmica. por ejemplo los metales son buenos conductores de electricidad y de calor.
Solubilidad. Capacidad de una sustancia de disolverse en otra. Por ejemplo la sal se disuelve en el agua Maleabilidad. Capacidad de un material de moldearse fácilmente en láminas. Por ejemplo Las láminas
metálicas.
Ductilidad. Capacidad de un material de reducirse fácilmente en hilos o fibras. Por ejemplo fibras
metálicas.
Oxidación. Combinación de un elemento con el oxígeno. Por ejemplo la corrosión de una puntilla.
Combustión. Cuando una sustancia arde en presencia de oxígeno, produciendo luz y calor. Por ejemplo
al quemar carbón.
Propiedades organolépticas. Son aquellas que pueden ser percibidas por los órganos de los sentidos como el color, olor, sabor y textura
ESTADOS DE LA MATERIA La materia se puede presentar en tres estados fundamentales: Sólido, líquido y gaseoso
ESTADO SÓLIDO. A bajas temperaturas, los materiales se presentan como cuerpos de forma compacta y precisa; debido a las altas fuerza de atracción (cohesión) existente entre sus partículas, sus partículas se encuentran muy juntas, por eso a conservan su forma y volumen. No se difunden, es decir no fluyen en el medio. Sus átomos a menudo se entrelazan formando estructuras cristalinas definidas, lo que les confiere la capacidad de soportar fuerzas sin deformación aparente. No se dejan comprimir, es decir son incompresibles
ESTADO LÍQUIDO. Tiene la capacidad de fluir y adaptarse a la forma del recipiente que lo contiene, es decir su forma es variable, peso su volumen es constante. Las fuerzas de cohesión entre sus partículas son débiles. Sus moléculas se encuentran un poco separas, se difunden lentamente y son incompresibles.
ESTADO GASEOSO. Sus moléculas se encuentran muy separadas, prácticamente se encuentran libres. No existen fuerza de cohesión, de modo que son capaces de distribuirse por todo el espacio en el cual son contenidos, por lo cual fluyen y se difunden con facilidad. No conservan su forma ni volumen, son compresibles al ejercer sobre ellos presión y se expanden con el calor. Otros estados que puede presentar la materia es el estado de plasma y el estado coloidal.
Otros estados de la materia son:
EL ESTADO DE PLASMA. Es un gas ionizado, es decir que los átomos que lo componen se han separado de algunos de sus electrones. De esta forma el plasma es un estado parecido al gas pero compuesto por aniones y cationes (iones con carga positiva), separados entre sí y libres, por eso es un excelente conductor. Un ejemplo muy claro es el Sol.
EL ESTADO COLOIDAL. No es más que la suma de 2 estados en uno, donde uno es el medio dispersante (una especie de solvente) y otro es la fase dispersa (una especie de soluto) por ejemplo la neblina o niebla donde el medio dispersor es el gas (aire) y la fase dispersante es agua (liq.). la gran caracteristica de los colides es que estan entre el limite de soluciones verdaderas y suspensiones.
CAMBIOS DE ESTADOS. El estado de una sustancia depende de su punto de fusión y ebullición. Un material puede cambiar de estado al aumentar o disminuir su temperatura. Los gases también con variaciones en su presión, como lo indica el siguiente esquema:
Aumento de temperatura
Disminución de presión
SUBLIMACIÓN
FUSIÓN EVAPORACIÓN
SÓLIDO LÍQUIDO GASEOSO |
 |
CONGELACIÓN CONDENSACIÓN
SUBLIMACIÓN REVERSIBLE
Disminución de temperatura
Aumento de presión
CLASES DE MATERIA.
Todas las cosas que nos rodean están constituidas de materia; para nuestro estudio químico las clasificamos en dos grandes grupos: sustancias puras y mezclas.
SUSTANCIA PURA.Es la materia homogénea de composición química definida e invariable que está constituida por una sola clase de moléculas o por átomos de igual número atómico. A su vez, la sustancia se divide en elementos y compuestos. Elemento. Es la sustancia simple que no se puede descomponer. Está formada por átomos de igual número atómico. Los elementos se clasifican en: Metales, No Metales y Gases nobles. Así tenemos: plata, oro,hierro, azufre, hidrógeno, nitrógeno, neón y argón, respectivamente. Compuesto.Es la sustancia que está constituida de moléculas que tienen en en suestructura átomos de diferentes elementos originados por la combinación de éstos y se puede descomponer. Por ejemplo el agua, el dióxido de carbono, la sal, el azúcar, el amoníaco, etc.
MEZCLA.Es la reunión de 2 ó más sustancias, sin que ninguna de ellas pierda sus propiedades, por lo que se pueden separar por medios físicos, como filtración, centrifugación, decantación, destilación, sedimentación, evaporación, cristalización, etc. las sustancias o componentes de la mezcla entran en cualquier proporción y no reaccionan químicamente, por lo que no existen cambios energéticos. Ejemplo: el granito, porque está constituido por cuarzo, mica, feldespato, etc. La salmuera es una mezcla de agua con sal. Las mezclas pueden ser homogéneas y heterogéneas. Mezclas homogéneas. Cuando no podemos distinguir sus componentes, Estos encuentran uniformemente mezclados formando una sola fase. En cualquier punto de la mezcla presenta las mismas propiedades. Ejemplo el aire, el agua sal, el agua azucarada, el alcohol antiséptico, etc. Heterogéneas: cuando podemos distinguir sus componentes. Sus componentes se encuentran separados formado 2 o más fases (granito, arena y piedras) Técnica de separación Separar las mezclas no es tan sencillo como mezclar; hay varias técnicas para separar los componentes de una mezcla:
MÉTODOS DE SEPARACIÓN DE MEZCLAS.
FILTRACIÓN. Usamos esta técnica para separar sólidos insolubles en medio líquido y que presentan partículas de diferente tamaño, . Pasando la mezcla a través de un filtro, las sustancias de mayor tamaño quedan en él, mientras que las de menos tamaño pasan por el filtro. Ejemplo separar la arena del agua, el carbón del agua.
DESTILACIÓN. Técnica que se utilizada para purificar un líquido Los líquidos de una solución. Comprende dos etapas: transformación del líquido en vapor y condensación del vapor. esta separación de mezcla se aplica para separar una mezcla de mas de dos o mas líquidos miscibles, los líquidos como condición deben de tener por lo menos 5º de diferencia del punto de ebullición. De esta forma se ira calentando hasta llegar al punto de ebullición del primer liquido, se mantendrá esta temperatura colocando o sacando el mechero para mantener la temperatura de ebullición, a modo de calor regulado de vaporización, cuando ya no se observa vapores se aumenta la temperatura al punto de ebullición del segundo liquido, podría ser repetitiva la operación según el número de líquidos que contenga la mezcla. Los vapores que se producen pasan por un condensador o refrigerante de tal manera que se condensa el vapor para recuperar los componentes en estado líquido. Ejemplo el alcohol se destila para separarlo del agua.
DECANTACIÓN. La usamos cuando las partículas sólidas o líquidas son insolubles y tienen diferente densidad formando 2 fases. Dejamos la mezcla en reposo y veremos como las partículas sólidas se depositan en el fondo o el líquido insoluble y menos denso flota, pudiendo retirar el líquido de diferente densidad. Ejemplo para separar la grava del agua o el agua del aceite. Para líquidos se utiliza un embudo de decantación.
EVAPORACIÓN. Se utiliza para separar solidos solubles en medio líquido. Por ejemplo para separar la sal del agua. Se evapora el agua por medio del calor y la sal queda en el fondo del recipiente.
CRISTALIZACIÓN.es un proceso por el cual a partir de un gas, un líquido o una disolución los iones, átomos o moléculas establecen enlaces hasta formar una red cristalina, la unidad básica de un cristal. La cristalización se emplea con bastante frecuencia en Química para purificar sólidos con diferentes puntos de fusión por enfriamiento de la mezcla.
SEPARACIÓN MAGNÉTICA. Es un proceso que sirve para separar dos sólidos (en la que uno de los cuales debe ser ferroso o tener propiedades magnéticas). El método consiste en acercar un imán a la mezcla a fin de generar un campo magnético, que atraiga la sustancia magnética dejando solamente al material no ferroso en el contenedor. Un ejemplo es el azufre mezclado con hierro; al acercar un imán a la mezcla, el hierro se adhiere al imán porque es ferroso y el azufre se queda en el contenedor por no serlo. Y así sucederá con todo tipo de mezcla del mismo tipo.
TAMIZADO. Es un método físico para separar mezclas en el cual se separan dos sólidos formados por partículas de tamaño diferente. Consiste en hacer pasar una mezcla de partículas de diferentes tamaños por un tamiz, cedazo o cualquier cosa con la que se pueda colar. Las partículas de menor tamaño pasan por los poros del tamiz o colador atravesándolo y las grandes quedan atrapadas por el mismo. Un ejemplo podría ser: si se saca tierra del suelo y se espolvorea sobre el tamiz, las partículas finas de tierra caerán y las piedras y partículas grandes de tierra quedarán retenidas en el tamiz.
CROMATOGRAFÍA. Es uno de los principales métodos para la separación de especies químicas estrechamente relacionadas en mezclas complejas. La cromatografía es un método físico de separación basado en la distribución de los componentes de una mezcla entre dos fases inmiscibles, una fija o estacionaria y otra móvil, aprovechando la capacidad de absorción de ciertos materiales. Por ejemplo para separar los componentes de la tinta.
LEY DE CONSERVACIÓN DE LA MATERIA.En 1785 Antoine Lavoisier enunció la ley de conservación de la materia:
“La materia no se crea ni se destruye, simplemente se transforma, permaneciendo constante”.
Se puede explicar como «En una reacción química ordinaria la masa permanece constante, es decir, la masa consumida de los reactivos es igual a la masa obtenida de los productos». Una salvedad que hay que tener en cuenta es la existencia de las reacciones nucleares, en las que la masa sí se modifica de forma sutil, en estos casos en la suma de masas hay que tener en cuenta la equivalencia entre masa y energía.
Esta ley es fundamental para una adecuada comprensión de la química. Los ensayos preliminares hechos por Robert Boyle en 1673 parecían indicar lo contrario: pesada meticulosa de varios metales antes y después de su oxidación mostraba un notable aumento de peso. Estos experimentos, por supuesto, se llevaban a cabo en recipientes abiertos.2 La combustión, uno de los grandes problemas que tuvo la química del siglo XVIII, despertó el interés de Antoine Lavoisier porque éste trabajaba en un ensayo sobre la mejora de las técnicas del alumbrado público de París. Comprobó que al calentar metales como el estaño y el plomo en recipientes cerrados con una cantidad limitada de aire, estos se recubrían con una capa de calcinado hasta un momento determinado del calentamiento, el resultado era igual a la masa antes de comenzar el proceso. Si el metal había ganado masa al calcinarse, era evidente que algo del recipiente debía haber perdido la misma cantidad de masa. Ese algo era el aire. Por tanto, Lavoisier demostró que la calcinación de un metal no era el resultado de la pérdida del misterioso flogisto, sino la ganancia de algún material: una parte de aire. La experiencia anterior y otras más realizadas por Lavoisier pusieron de manifiesto que si tenemos en cuenta todas las sustancias que forman parte en una reacción química y todos los productos formados, nunca varía la masa. Esta es la ley de la conservación de la masa, que podemos enunciarla, pues, de la siguiente manera:
"En toda reacción química la masa se conserva, esto es, la masa total de los reactivos es igual a la masa total de los productos" Cuando se enunció la ley de la conservación de la materia no se conocía el átomo, pero con los conocimientos actuales es obvio: puesto que en la reacción química no aparecen ni destruyen átomos, sino que sólo se forman o rompen enlaces (hay un reordenamiento de átomos), la masa no puede variar.
INSTITUTO TÉCNICO CALIMA CIENCIAS NATURALES
NOMBRE: PROFESOR: WILLIAM ALBERTO JARAMILLO A
Nombre: Grado:
CUESTIONARIO
Responder de acuerdo a la lectura a continuación de cada pregunta:
1. ¿Por qué el aire es materia y la luz no lo es?
2. Establezca las diferencias que hay y de ejemplos de:
A. . Propiedades físicas y químicas
B. .Propíedades intensivas y extensivas.
C. Propiedades generales y específicas.
D. Cambios físicos y químicos.
E. Sustancia pura y mezcla.
F. Elemento y compuesto.
G. Mezcla homogénea y heterogénea.
3. Indique a que propiedad de la materia se refiere las siguientes descripciones argumentando el por qué:
A. El envase contiene 350 mililitros de gaseosa.
B. La bolsa contiene 1 libra de azúcar.
C. Con harina de trigo se hace el pan. T.
D. Para el agua es 1 g/ml.
E. El agua se congela a los 0 °C.
F. El agua hierve a los 100°C.
G. Cuando el bus frena bruscante nos vamos hacia adelante y cuando arranca hacia atrás.
H. El diamante es el material más duro que existe en la naturaleza.
I. Las ollas son de aluminio para facilitar la cocción de los alimentos.
J. los cables eléctruicon son de cobre
K. Las puertas metálicas son de hierro.
K. Al observar un vaso con agua y otro de leche los distingo a simple vista
L. Un ciego puede diferenciar un cuerpo liso de otro de superficie rugosa.
M. Para hacer anillos y aretes se utilizan pequeños filamentos de oro, plata o cobre
N. En un vaso boca abajo, colocado sobre un recipiente con agua, no entra agua al vaso
O. El azúcar se disuelve en el agua.
4. Nombre el cambio de estado que corresponda según el esquema de los cambios de estado:
A. El agua hierve
B. El agua se congela
C. La paleta se derrite
D. Las nubes se condensan
E. El hielo seco se vuelve gas
F. El gas carbónico se vuelve hielo seco
5. Determine que método es el apropiado para separar los componentes de las siguientes Mezclas
y argumente por qué
A. Arena y grava
B. Agua y aceite
C. Agua y alcohol
D. Agua y arena
E. Cloruro de sodio y cloruro de magnesio
F. Arena y grava
G. Azufre y limaduras de hierro
H. Los componentes de una tinta
I. Sal y agua
6. Teniendo en cuenta la ley de conservación de la materia que dice: La materia no se crea ni se destruye,
simplemente se transforma permaneciendo constante. Analice las siguientes preguntas:
A. ¿Por qué al oxidarse un metal pesa más después de oxidado que antes del proceso?
B. ¿Por qué al quemarse papel, las cenizas pesan menos que el papel entero?
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