Examen Química Cap#1: Conceptos básicos de la química

¿Qué es la química?

El estudio de la composición, estructura y propiedades de la materia

¿Qué es la materia?

Todo aquello que tiene masa y ocupa un lugar en el espacio

¿En qué se divide la materia?

Mezcla o sustancia pura

Mezcla

Consiste en dos o más sustancias puras que pueden separarse por medios físicos.

¿Qué es una hipótesis?

Una explicación tentativa o predicción de observaciones experimentales

Investigación cuantitativa

Se refiere a la información que es data numérica, como la masa de una sustancia o la temperatura en la cual se derrite

Investigación cualitativa

Se refiere a la información que es observaciones no numéricas, como el color de una sustancia.

¿Qué es una ley?

Una concisa declaración verbal o matemática sobre una relación que está siempre bajo la misma condición

¿Qué dice la ley de conservación de materia?

Dice que la masa siempre es conservada en reacciones químicas

¿Qué es lo único que hace la materia?

La materia solo se transforma, no se crea ni se destruye

¿Cuál es una excepción de la ley de conservación de materia?

Se cumple excepto en una explosión nuclear

¿Qué es un estado?

La propiedad de la materia, si una sustancia es sólida, líquida o gas

¿Qué es la teoría cinético-molecular?

Teoría que ayuda a interpretar las propiedades de sólidos, líquidos y gases

¿Qué es la energía kinética?

La energía de movimiento de las particulas que actúa para superar las fuerzas de atracción entre particulas

Macroscópico

Se refiere al mundo de los experimentos y las observaciones

Submicroscópico

Este nivel, también conocido como particulado, se refiere a los átomos y las moleculas

Sustancia pura

Tiene un conjunto de propiedades únicas por las que puede ser reconocido. Una sustancia pura tiene un símbolo o fórmula química

¿En qué se divide una sustancia pura?

Compuesto y elemento

Compuesto

Tiene dos o más tipos de átomos como H2O, CO2, CH12O6 (glucosa), NH3 (amoniaco). Se separa por un medio químico

Elemento

Tienen un solo tipo de átomo como H2, N2, O2, F2, C2, Br2, I2, Na, K, Ca, Au, S8

Mezcla heterogénea

Se refiere a la mezcla en donde su composición no es uniforme. Se trata de dos o más partes

Ejemplos de mezclas heterogéneas

Leche pura, jugo de limón sin colar, sangre, pizza, un burrito, un sundae (sólido-líquido) (líquido-líquido)

¿Por qué la sangre no es uniforme?

No lo es ya que tiene varias fases

Mezcla homogénea

Se refiere a una mezcla que consiste de dos o más sustancias que son distribuidas uniformalmente abajo al nivel molecular

Ejemplos de mezclas homogéneas

Kool aid, agua, leche con quik, café con leche, aire, coca-cola, bronce, gasolina

¿Cuántos productos químicos tiene la gasolina?

Más de 150 productos químicos

¿Qué son soluciones (disoluciones)?

Mezclas homogéneas, unión de un soluto y un solvente

Soluto

La sustancia que se va a disolver en una solución. Esta es la que está en menor cantidad en la solución

Solvente (disolvente)

Medio en el que se disuelve una sustancia en una solución. Es la sustancia en mayor cantidad en la solución

¿Cuál es el solvente universal?

El agua

¿Qué es una aleación?

El proceso en el que hay una mezcla sólida homogénea de uno o más metales con algún elemento no metálico. Es muy difícil encontrarlas de forma natural, más bien se consiguen mediante fusión

¿Se pueden separar las sustancias puras?

Los elementos no pueden separarse por medios químicos o físicos porque ya están en su forma más simple. Los compuestos sí pueden separarse por medios químicos

¿Pueden separarse las mezclas?

Sí, pueden separarse por medios físicos

Ejemplos de métodos de separación física

Filtración, centrifugación, evaporación, destilación, cromatografía y decantación

Filtración

Método físico de separación que retiene particulas sólidas suspendidas en un fluido (líquido o gas) mediante un material poroso llamado filtro tamiz. Sirve para separar mezclas heterogéneas. Usado para remover un sólido no disuelto de una solución

Centrifugación

Método físico de separación que utiliza una fuerza rotativa generada por una máquina llamada centrífuga para acelerar la sedimentación de los componentes de mayor densidad. Sirve para mezclar y separar mezclas heterogéneas

Evaporación

Lo que permite separar un sólido disuelto que queda en el recipiente. Sirve para separar mezclas homogéneas (sólido soluble)

Destilación

Método físico de separación que consiste en calentar una mezcla líquida hasta de sus componentes más volatiles se evaporan, y luego enfriar esos vapores para condensarlos y recuperarlos en estado líquido sirve para separar mezclas homogéneas, líquidos miscibles y sólidos disueltos en líquidos

Cromatografía

Método físico de separación de sustancias que sirve para aislar, identificar y cuantificar los componentes individuales de una mezcla. Sirve para separar mezclas homogéneas (líquido o gaseoso)

Decantación

Procedimiento físico de separación de fases que se basa en la diferencia de densidades de los componentes de una mezcla

Métodos de separación química de un compuesto

Calentamiento intenso y electrólisis (el paso de corriente para descomponer un compuesto)

Ejemplo de separación física en mezclas

Destilación (buena para separar las impurezas en el alcohol y el agua)

¿De qué siempre se trata la química?

La química siempre es acerca del cambio

¿Qué método utiliza la química ahora?

El método científico, del cual hay variantes que ayudan a comprender como las reacciones ocurren

¿Cuál es el principio de la ciencia relacionado a los resultados experimentales?

Los resultados experimentales deben ser reproducibles. Estos resultados deben reportarse en la literatura con suficiente detalle para que otros puedan utilizarlos o reproducirlos

¿Cuál es el principio de la ciencia relacionado a los reportes de investigación?

Los reportes de investigación deben ser revisados antes de la publicación por expertos en el campo de estudio para asegurar que los experimentos se condujeron adecuadamente y que las conclusiones son lógicas

¿Cuál es el principio de la ciencia relacionado a las conclusiones?

Las conclusiones deben ser razonables e imparciales

¿Cuál es el principio de la ciencia relacionado al crédito?

Debe darse crédito a las personas involucradas

¿Cuáles son las ramas de la química?

Química orgánica, química inorgánica, química analítica, bioquímica y química física

¿Qué es la química orgánica?

El estudio del carbono y sus compuestos

¿De qué se ocupa principalmente la química orgánica?

Observar la estructura y el comportamiento de las moléculas compuestas por: carbono principalmente, hidrógeno, oxígeno y nitrógeno

¿Qué cosa pasa a través de la química orgánica?

Se sintetizan nuevas moléculas a través de reacciones eficientes para crear productos como: medicamentos, saborizantes, conservantes, polímera (plástico), fertilizantes y pesticidas

Química inorgánica

Se ocupa de las propiedades inorgánicas que no contienen carbono y que incluyen metales y minerales

¿Cómo se utilizan los compuestos inorgánicos?

Se utilizan como: catalizadores, pigmentos, recubrimientos y combustibles

¿Qué es la química analítica?

El estudio de la composición de la materia y la identificación de sus componentes

¿Qué aplicaciones tiene la química analítica?

Garantizar la seguridad y la calidad de los alimentos, los productos farmacéuticos y el agua; garantizar el cumplimiento de las normas ambientales y de otro tipo; apoyar procesos legales con datos cuantitativos; ayudar a los médicos a diagnosticar enfermedades

¿Qué es la bioquímica?

La química de la vida, la rama de la ciencia que estudia la composición de los seres vivientes y los compuestos elementales que comforman y permiten que los seres vivos se mantengan con vida: proteínas, carbohidratos, lípidos y ácidos nucleicos

¿Cuáles son las aplicaciones de la bioquímica?

En medicina, odontología y medicina veterinaria, ciencia de los alimentos y agricultura, entre otros

¿Qué es la química física?

Un área de la química que combina conceptos de la física para entender como ocurren las transformaciones químicas

¿En qué se centra la química física?

Se centra en el análisis de las propiedades de la materia y los cambios que experimenta

¿Cuáles son las aplicaciones de la físico-química?

Se utiliza en la fabricación de baterías más eficaces, en donde se requiere comprender la cinetica de reacciones electroquímicas. También es vital en la producción de materiales sinéticos, donde sus propiedades físicas afectan la calidad y durabilidad del material final

Sólido

Tiene forma definida y volumen fijo que cambia muy poco ante cambios de P (presión) y T (temperatura). Las moleculas vibran

Líquido

Tiene volumen fijo y toma la forma del envase en el que se encuentre. Son fluidos. Las moleculas se mueven con libertad, menos que un gas

Gas

No tiene ni forma ni volumen definido, su volumen es determinado por el envase en donde se contenga. El V (volumen) de un gas cambia con la T y la P. Las moleculas se mueven bien rápido y son libres

Plasma

Un estado fluido similar al estado gaseoso, pero en el que determinada proporción de sus particulas están determinadas por estar eléctricamente cargadas (ionizadas) y no poseen equilibrio electromagnético, por eso son buenos conductores eléctricos

¿Cuáles son los tipos de plasma?

Artificiales, terrestres y espaciales

Plasmas artificiales

Televisores o monitores con pantalla de plasma; en el interior de los tubos fluorescentes (bombillas); las bolas de plasma

Plasmas terrestres

Los rayos durante una tormenta; la ionosfera; las auroras poleares (borreales, australes); fuego

Plasmas espaciales

El Sol y otras estrellas; los vientos solares; el medio interplanetario (la materia entre los plasmas y el sistema solar), el medio interestelar (la materia entre las estrellas) y el medio intergaláctico (la materia entre las galaxias)

Propiedades físicas

Características de la materia que se pueden observar o medir sin cambiar la composición química de la sustancia

Ejemplos de propiedades físicas

Punto de ebullición, punto de fusión, solubilidad, densidad, dureza, elasticidad, ductilidad, maleabilidad, temacidad y fragilidad

Dureza

Resistencia a ser rayado

Elasticidad

Deformarse y reformarse

Temacidad

Resistencia a golpes

Fragilidad

Romperse con golpes

¿Qué es la densidad?

Propiedad física que mida la cantidad de masa contenida en un volumen determinado de una sustancia

¿Qué son las propiedades extensivas?

Características de la materia que dependen en la cantidad de materia

Ejemplos de propiedades extensivas

Longitud, masa, volumen, ancho

Propiedades intensivas

Características de la materia que no dependen de la cantidad de materia

Ejemplos de propiedades intensivas

Presión, sabor, olor, color

Cambios físicos

Transformación de la materia que solo cambia la forma, el tamaño o el estado, pero su composición química sigue siendo exactamente la misma

Cambios químicos

Transformación en la materia donde una o varias sustancias iniciales se convierten en sustancias totalmente nuevas y diferentes debido a que cambia su composición química

Ejemplos de cambios químicos

Combustión, oxidación, fermentación y digestión

Combustión

Cuando un material, como el papel o la madera, se quema en presencia de oxígeno, se produce un cambio químico en el que los compuestos se descomponen y se liberan gases y energía en forma de calor y luz

Oxidación

Cuando el hierro se expone al oxígeno y la humedad del aire, se produce una reacción química en la que el hierro se oxida, formando óxido de hierro, más conocido como óxido o herrumbre

Fermentación

En este proceso, microorganismos como las levaduras descomponen los azúcares en alimentos, como el pan o la cerveza, en productos químicos diferentes, como dióxido de carbono y alcohol, generando cambios de sabor y textura

Digestión

En el sistema digestivo humano, los alimentos se descomponen químicamente a través de procesos como la hidrólisis, donde las enzimas descomponen los nutrientes en moléculas más simples que el cuerpo puede absorber y utilizar

Claves de que un cambio químico está ocurriendo

Aparece un nuevo color, se libera calor o luz, producción de burbujas de gas, un material sólido (llamado precipitado) se forma en un líquido. La mayoría de los cambios químicos no se pueden revertir

Reactivos

Las sustancias que inician la reacción

Productos

Las sustancias que se producen en una reacción

Ecuaciones químicas

Representación escrita y simbólica de una reacción química que muestra las sustancias iniciales y las que se obtienen

¿Qué son las propiedades químicas?

Características de la materia que se observan únicamente cuando una sustancia cambia su estructura interna y se transforma en otra diferente al reaccionar con otros elementos

Ejemplos de propiedades químicas

pH (acidez), combustión, entalpía de formación, energía de ionización, reactividad

¿Qué es la conductividad?

La propiedad física que tiene una sustancia o cuerpo para transmitir la electricidad o el calor

¿Qué es la maleabilidad?

La propiedad física de la materia que permite a un material sólido deformarse en láminas delgadas mediante compresión o martillado sin romperse, convertirse en mallas

¿Qué es la ductilidad?

Capacidad que tiene un material para deformarse de forma permanente y plástica sin romperse cuando se somete a una fuerza de tensión y estiramiento, convertirse en hilos

¿Qué es la solubilidad?

Capacidad máxima de una sustancia (llamada soluto) para disolverse en otra (llamada solvente o disolvente) bajo condiciones específicas de temperatura y presión

¿Qué es la viscosidad?

Resistencia interna que opone un fluido a fluir o a deformarse cuando se le aplica una fuerza

Punto de fusión

Temperatura exacta a la cual una sustancia cambia de estado sólido a estado líquido. Temperatura sólido/líquido

Punto de ebullición

Temperatura exacta a la cual una sustancia pasa del estado líquido al estado gaseoso