Tus Clases de Química

COMPOSICIÓN CENTESIMAL



Cuando estudiamos un sistema material es necesario conocer cuáles son los componentes de dicho sistema y en muchas ocasiones, también, determinar las proporciones de cada uno de esos componentes.



Uno de los recursos mas frecuentes es expresar los gramos de cada uno de los componentes presentes en 100g de sistema total, es decir determinar el porcentaje de cada uno de ellos.



Analicemos a manera de ejemplo la composición centesimal de un sistema heterogéneo constituido por 20g de arena, 10g de aceite y 40g de agua. Para realizar este análisis cuantitativo es necesario aplicar los siguientes pasos:

1) Determinar la masa total del sistema: 20g + 10g + 40g = 70g

2) Calcular el porcentaje de cada uno de los componentes del sistema

70g sist. material ---- 20g arena
100g sist. material --- x = 28.57g arena = 28.57%

70g sist. material ---- 10g aceite
100g sist. material --- x = 14.29g aceite = 14.29%

70g sist. material ---- 40g agua
100g sist. material --- x =47.14g agua = 47.14%

COMPUESTOS QUIMICOS



Son sustancias puras formadas por las combinación de atomos de elementos diferentes.



Los compuestos se caracterizan por poseer propiedades disímiles a las de sus elementos constituyentes y por tener una composición porcentual definida de los mismos. Por ejemplo, las propiedades del agua difieren de las del hidrogeno y oxigeno, y su composición es siempre la misma (11.11% de hidrógeno y 88.89% de oxígeno).



Un compuesto mantiene su identidad durante las transformaciones físicas pero puede descomponerse en sus elementos constituyentes por medio de transformaciones químicas. Continuando con el ejemplo anterior, el agua puede descomponerse en hidrógeno y oxígeno utilizando corriente eléctrica.

ELEMENTOS



Un elemento es una sustancia pura constituida solo por un tipo de átomos. Los elementos son sustancias que no pueden descomponerse en otras mas simples mediante cambios químicos.



En la actualidad se conocen 118 elementos de los cuales aproximadamente 90 se encuentran en la naturaleza y el resto han sido obtenidos artificialmente.



Los símbolos de los primeros 109 elementos se componen de una letra mayúscula, por ejemplo: carbono (C), oxigeno (O), hidrógeno (H), o de una letra mayúscula y una letra minúscula, por ejemplo calcio (Ca), cobalto (Co), magnesio (Mg).



El nombre, el símbolo e información de los elementos existentes puede encontrarse en la tabla periódica.

SUSTANCIAS PURAS



Una sustancia pura, o simplemente sustancia, es una forma de materia que tiene composición definida (constante) y propiedades distintivas.



Son ejemplos: agua, amoniaco, sacarosa (azúcar de mesa), oro, oxigeno, etc.



Las sustancias difieren entre sí por su aspecto y se pueden identificar según su aspecto, color, sabor y propiedades.

SEPARACIÓN DE MEZCLAS



Tanto las mezclas homogéneas como las heterogéneas, pueden separarse en sus componentes constituyentes, por medio de métodos físicos. Dado que los componentes de las mezclas no sufren cambios químicos y mantienen sus propiedades, es posible aplicar este tipo de métodos para separarlas.
Teniendo en cuenta el estado físico de los componentes de una mezcla y considerando si la misma es homogénea o heterogénea, los métodos físicos que se pueden utilizar para separar los componentes de las mezclas heterogéneas son:

- FILTRACIÓN
- DECANTACIÓN
- TAMIZACIÓN
- IMANTACIÓN
- LEVIGACIÓN
- TRÍA
- DISOLUCIÓN

Para la separación de los componentes de las mezclas homogeneas se utiliza:

- DESTILACIÓN
- CROMATOGRAFÍA

TIPOS DE MEZCLAS



MEZCLAS HOMOGÉNEAS
Una mezcla homogénea se caracteriza por ser uniforme a simple vista y poseer las mismas propiedades en todos sus puntos. La composición de este tipo de mezcla es la misma en toda la muestra y se denominan también soluciones.
Ejemplo, una solución de sal de mesa disuelta en agua.
El aire es una mezcla homogénea de las sustancias gaseosas nitrógeno, oxigeno y cantidades mas pequeñas de otras sustancias.
También son ejemplos de este tipo de mezclas las aleaciones que son mezclas homogéneas de sustancias solidas.
Ejemplo: bronce es una mezcla de cobre y estaño en diferentes proporciones.



MEZCLAS HETEROGÉNEAS
Existen mezclas que no presentan el mismo aspecto ni las mismas propiedades en todos sus puntos. Estas mezclas que no son totalmente uniformes a simple vista se denominan mezclas heterogéneas. Una mezcla formada por arena y agua es un ejemplo de este tipo de mezclas. Algunas mezclas como la sangre y la leche pueden tener una apariencia uniforme a simple vista pero al ser observadas con otro sistema de observación como el microscopio óptico ya no lo tienen. En las sangre se observan glóbulos rojos, glóbulos blancos y plaquetas diferenciados del suero; y en la leche gotitas de grasa dispersas en un medio acuoso.

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MEZCLAS



Las mezclas son combinaciones de dos o mas sustancias en las que cada una conserva su identidad química y por lo tanto sus propiedades.

La composición de las mezclas cualquiera sea su estado físico, puede variar. Por ejemplo, una taza de agua con azúcar puede tener poca o mucha azúcar de manera que se pueden preparar numerosas mezclas de ambas sustancias con el solo hecho de modificar las cantidades de agua y azúcar.

De las misma manera, si mezclamos arena y limaduras de hierro, variando las proporciones de cada uno de estos componentes podemos obtener diferentes mezclas cuyas propiedades generales dependerán de las cantidades de arena y limaduras de hierro.

CLASIFICACIÓN DE LOS SISTEMAS MATERIALES



De manera general se puede clasificar a los sistemas materiales de acuerdo a dos criterios:

- Según la relación con el medio que lo rodea, es decir si existe un intercambio de materia y energía:

Sistema material abierto: Es un sistema en el que existe un intercambio de materia y energía entre el sistema y el medio. Si calentamos agua en un recipiente estamos aportando energía al sistema en forma de calor y cuando el agua alcance el punto de ebullición parte de la masa de agua pasará al medio en forma de v***r.

Sistema material cerrado: Es un sistema en el que solamente hay transferencia de energía entre el sistema y el medio. Si en este caso calentamos agua en un recipiente totalmente cerrado sólo es posible transferir energía al sistemas ya que no habrá pasaje de v***r al medio.

Sistema material aislado: Es un sistemas en el que no hay intercambio de materia ni de energía entre el sistema y el medio. El termo es un ejemplo de este sistema ya que posee una pared doble de vidrio que no permite la transferencia de calor (energía) ni de v***r de agua (materia) al medio.

- Según su composición:

Sistema material homogéneo: presentan las mismas propiedades intensivas en cada uno de sus puntos y están formados por una sola fase. Ejemplo: alcohol, aceite, sal disuelta en agua.

Sistema material heterogéneo: están constituidos por dos o mas fases (entendiéndose por fase cada uno de los sistemas homogéneos que constituyen un sistema heterogéneo) y presentan propiedades intensivas diferentes en todas sus partes. Ejemplo: agua y aceite; hielo y agua.

SISTEMAS MATERIALES



Cuando se estudia la materia es conveniente usar una porción o muestra de la misma. Por este motivo se recurre a la utilización de sistemas materiales, es decir una porción limitada de la realidad circundante (universo) que se separa real o imaginariamente para su estudio.

FENÓMENOS



La materia es capaz de experimentar cambios o transformaciones que se denominan fenómenos. La solidificación del agua, la ev***ración del alcohol, la pulverización de una aspirina, la oxidación de un clavo hierro, la combustión de algunos gases son ejemplos de estas transformaciones.
Las transformaciones o fenómenos que experimentan las sustancias, al igual que las propiedades de la materia, se pueden clasificar en físicos y químicos.



FENÓMENOS FÍSICOS
Son aquellos cambios que se producen sin que existan cambios en la composición de la materia. Si pulverizamos un alambre de cobre, se está produciendo un cambio, pero cada una de las partículas obtenidas presenta la misma composición de la muestra original.
Si un trozo de hierro se somete a la acción del calor se funde pero dicha transformación no origina un cambio en su composición.
La ev***ración del agua también es un fenómeno físico, ya que cuando el agua se ev***ra pasa del estado líquido al gaseoso, pero su composición no se modifica; sigue siendo agua. Todos los cambios de estado son ejemplos de fenómenos físicos.



FENÓMENOS QUÍMICOS
Los cambios químicos (llamados también reacciones químicas) son aquellos que tienen lugar cuando una sustancia se transforma en otra sustancia químicamente distinta.
Por ejemplo, cuando el hidrógeno se hace reaccionar con el oxigeno se produce una transformación química que conduce a la formación de agua.
El zinc reacciona con el ácido clorhídrico produciéndose gas hidrógeno y una solución de cloruro de zinc.
El papel es un material formado fundamentalmente por carbono, hidrógeno y oxígeno. Cuando éste se quema los productos principales que se forman son dióxido de carbono y v***r de agua. La capacidad de arder del papel también es un ejemplo de fenómeno químicos.

LA ENERGÍA

El término energía se ve aplicado a diversas situaciones que se presentan en nuestra vida diaria, y está asociado de manera estrecha al concepto de materia como parte también del estudio de la química.



Podemos definir ENERGÍA como la capacidad de un cuerpo de producir transformaciones en sí mismo o en otros cuerpos. Un fósforo que se quema, la nafta de un automóvil, los músculos del brazo son capaces de producir un trabajo, por lo tanto decimos que poseen energía.



La energía se presenta bajo numerosas formas como los son el calor, la luz, la electricidad, el sonido. Pero en general diferenciamos a la energía en dos tipos:

- ENERGÍA CINÉTICA: Es la energía que posee un cuerpo en virtud de su movimiento. Los átomos, moléculas o iones en movimiento poseen energía cinética.

- ENERGÍA POTENCIAL: Es la energía que poseen los cuerpos o sistemas de cuerpos según su posición relativa, configuración o composición. Por ejemplo, un ladrillo colocado en lo alto de una pared posee un energía potencial acumulada debido a su posición en relación al suelo.