QUÍMICA Análisis de principios y aplicaciones Tomo I - Lumbreras

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Es importante tener en cuenta, que la química, como toda ciencia experimental, se presenta bajo el doble 
aspecto de hechos y de teorías. Si los hechos observados no se sistematizan e interpretan a base de teorías, o 
si éstas no se confrontan con los hechos, esto es, si los hechos y teorías no se complementan, los hechos llegan 
a formar tan sólo artes y oficios empíricos, y las teorías constituyen elucubraciones cerebrales con muy poca 
realidad y sentido. El complemento perfecto de hechos y teorías sólo se logra con el método científico.
La historia de la química, es en reaüdad la historia del lento desarrollo del pensamiento científico y de los 
rápidos resultados conseguidos después de la aplicación del método científico al estudio de la materia. Está 
relacionado íntimamente con la bella historia de la humanidad, comienza probablemente con el descubrimiento 
del fuego por parte del hombre primitivo.
Si la química es tan antigua, ¿por qué no tuvo un desarrollo paralelo a las demás ciencias como la física, 
astronomía o la matemática por ejemplo?
Podemos atribuir básicamente a tres causas: (1) concepciones dogmáticas y erróneas respecto a la 
naturaleza, especialmente en cuanto a la estructura interna de la materia sostenida por Aristóteles y sus 
seguidores (durante mas de veinte siglos), (2) los intereses mezquinos de la mayoría de los alquimistas, y (3) la 
teoría del flogisto. Desde luego trataremos cada una de ellas.
¿Para qué estudiar la historia de la química?
Su estudio es muy importante, puesto que nos familiariza con las reflexiones especulativas y hechos de los 
grandes químicos del pasado, y nos permite valorar en su verdadera magnitud el progreso actual de esta bella 
ciencia, y además para emular las acciones positivas de estos personajes mediante la práctica constante, para 
contribuir a su desarrollo.
En el largo y constante esfuerzo humano para interpretar, y en cierto modo, dirigir los fenómenos 
naturales, las ideas han sido y seguirán siendo siempre más poderosas que la simple habilidad técnica.
No está eri la naturaleza de las cgsás 'que el hombre realice tai descubrirniento súbito e inesperado; la ciencia avanza paso 
a paso y cada hombre depende del trabajo de sus predecesores. ‘ ' . . . .
: ‘ , Sir Emest'ftoaherford (1 *871 - 1 937}
Trataremos a continuación un resumen breve de la historia de la química.
1. ÉPOCA PRIMITIVA
Muy probablemente, la química se inicia con el descubrimiento del fuego por el hombre, se fue 
perfeccionando con la práctica constante de artes y oficios prácticos del hombre primitivo. A esta 
conclusión se llega por los materiales usados por él y encontrados en los restos de las civilizaciones antiguas 
desaparecidas. En las excavaciones hechas en tumbas y zonas arqueológicas han puesto al descubierto 
trabajos en oro, plata, cobre, hierro y bronce, alfarería o trabajo de arcilla, vidrio y hermosos tintes y 
pinturas.
Así por ejemplo los antiguos egipcios (aproximadamente 5 000 años a.n.e.) preparaban tintes a base 
de pigmentos naturales, conocieron los esmaltes, los cosméticos y el arte de embalsamar cadáveres. Usando 
ceniza y grasas animales fabricaban jabón. Realizaron excelentes trabajos en oro, plata, cobre y bronce. 
Utilizaron ampüamente el cuero, lana, algodón y lino, que sabían blanquear y teñir.
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En la antigua china se conoció la técnica de la fabricación en porcelana, descubrieron el salitre e 
inventaron la pólvora.
En el Perú preincaico se conocía la cerámica decorada, teñido de fibras textiles, embalsamar cadáveres, 
.metalurgia del oro y plata, etc.
Pero todas estas prácticas eran fundamentalmente empíricas y no constituían una ciencia ni siquiera 
en forma rudimentaria.
Para las civilizaciones antiguas, la metalurgia fue más que una técnica un arte sagrado encomendado 
a los sacerdotes. Los metales obtenidos del interior de la tierra, concebida como un Dios, fueron 
relacionados con el Sol y los planetas: el oro al Sol, la plata a la Luna, el cobre a Venus, el hierro a Marte, 
el estaño aljúpiter, el plomo a Saturno y el mercurio a Mercurio. Los antiguos veían en el número siete una 
manifestación de carácter universal, y así conocían siete planetas, siete metales, las siete bocas del Nilo, las 
siete estrellas del carro de David, los siete días de la semana, etc.
Esta extraña y singular clasificación de los metales se mantuvo durante siglos, y aunque nuevos 
metales fueron conocidos se consideraban necesariamente como uno de ellos. Incluso en el siglo XVI se 
aceptaba que habia muchas clases daoro, como las había de peras o manzanas. Los siete metales indicados, 
el carbón y el azufre, eran los únicos elementos conocidos hasta el principio de nuestra era.
2. CONCEPCIONES FILOSÓFICAS ANTIGUAS
Aproximadamente, en el siglo VI a.n.e surgió en Grecia un 
movimiento intelectual encabezado por grandes filósofos de la 
Grecia antigua, quienes especularon sobre el mundo y sobre la 
naturaleza de la materia, y plantearon soluciones sobre grandes 
cuestiones de la ciencia, como por ejemplo 
¿De qué está constituida la materia?
La respuesta fue en base a un principio de origen 
permanente llamado elemento: para Tales de Mileto 
(aproximadamente 624 - 565 a.n.e) era el agua, para 
Anaximenes (aproximadamente 585-524 a.n.e era el aire y 
Heráclito afirmaba el fuego. Posteriormente, Empédodes 
(alrededor de 500 - 430 a.n.e) aceptó los elementos de sus 
antecesores, a los que agregó uno más, la tierra. Por lo tanto 
el mundo material estaría formado por cuatro elementos: 
tierra, aire, fuego y agua, que explicaba a las cuatro cualidades 
(calor, frío, humedad y sequedad), el aire era caliente y húmedo, al fuego era caliente y seco, el agua fría y 
húmeda, la tierra fría y seca. Además, Empédodes agregó dos fuerzas cósmicas, el amor y el odio, que son 
las raíces de todas las cosas. Esta teoría fue aceptada por Aristóteles (384 - 322 a.n.e), el más grande 
pensador griego y un infatigable escritor cuyo poder y autoridad hizo que perdurase esta teoría durante 
unos dos mil años o veinte siglos.
Casi en la misma época, los filósofos griegos, Leucipo y su discípulo Demócrito (460 - 370 a.n.e) 
sostenían la materia formada por pequeñas partículas (invisibles, indivisibles, eternas e indestructibles) 
Uamadcs átomos, el ser, y de vado, el no ser, resultante de los intersticios entre aquéllos, y permitiendo 
su movimiento. Los átomos son de la misma naturaleza pero difieren en forma, por el orden en que están 
colocados en el cuerpo, por su posidón y por su magnitud.
FUEGO
Representación griega del mundo material 
mediante cuatro elementos: tierra, aire, Juego 
y agua. Según Aristóteles, estos elementos es 
el resultado de las combinaciones de pares de 
propiedades o cualidades de la materia.
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Breve histeria de ia Químiea
Esta concepción guarda una estrecha relación con las teorías científicas actuales, pero 
lamentablemente su seguidores encontraron una tenaz resistencia por parte de la teoría Aristotélica, por 
la que no se desarrolló estas brillantes ideas respecto a la composición de la materia. El atomismo de 
Demócrito, expuesto en forma brillante en el inmortal poema Dererum Natura del romano Lucrecio, está 
construido por conceptos filosóficos, y recién en 1 677 en que Robert Boyle lo establece y John Dalton en 
1803 lo desarrolla para explicar ciertas leyes de las combinaciones químicas, que son el resultado de las 
observaciones científicas.
*Hemosconvemdo en que existe lo dulce y lo,dmárgo, e icabry el frió, el amory elodio, y según esta convención existe 
el ortfenv.Ehlrealidad existéri lasitiafnosy e T .v ó c 6 t ó " '\ ̂ >. . .
v ~ r A » Dem ócrito (460 - 370 a. n,e)
A partir del año 300 a.n.e la ciencia griega se desplaza a Alejandría, cuna de grandes matemáticos y 
astrónomos.
Aproximadamente en el siglo II a.n.e, las ideas científicas llegaron a Roma. Los romanos no 
desarrollaron estas ideas porque dieron mayor importanciaa asuntos militares, políticos y económicos.
3. LA ALQUIMIA
El término alquimia procede del árabe “alkimiya” , derivado a su vez del griego Khemeia (que significa 
el jugo de una planta). Se llamaron alquimistas a los antiguos personajes, precursores de los químicos 
modernos. La alquimia tuvo mayor auge durante la Edad Media. Los conocimientos químicos aprendidos 
de los egipcios y las ideas filosóficas heredadas de los antiguos a través de la Escuela Alejandrina dieron a 
la alquimia en manos de los árabes y después en toda Europa, una significación especial.
A los alquimistas árabes del siglo VIH y IX, Jabiribn Hayyan y Rhazes se debe la teoría de que los 
metales están formados pordos cualidades - principios comunes: elmercurio, que representaba el carácter 
metálico y la volatibilidad, y el azufre que poseía la propiedad de combustibilidad. Luego se sumó un tercer 
elemento, la sal, que tenía la propiedad de la solidez y la solubilidad. En base a estos tres elementos 
llamados “tría prima” era posible todo tipo de transformaciones de una sustancia a otra (lo que hoy se llama 
reacción química). La obsesión de los alquimistas en un primer momento fue la búsqueda de la “piedra 
filosofal", material que permitiría convertir cualquier metal, como por ejemplo el plomo o el hierro en oro. 
Ya en el siglo XIII se extendió el objetivo de la alquimia que fue la búsqueda del “elixir filosofal o de larga 
vida”, el cual debía eliminar la enfermedad, devolver la juventud, prolongar la vida e incluso asegurar la 
inmortalidad.
La práctica de la alquimia fue secreta debido a los hombres que la relacionaban con la magia y la causa 
de Dios, pues los alquimistas se creían los elegidos para ser depositarios de la verdad y por ello no debían 
divulgar sus conocimientos. Sus apuntes lo realizaban en un lenguaje hermético, describiendo mas bien 
operaciones que hechos y haciendo uso de signos y símbolos. Así por ejemplo, un dragón que se muerde 
la cola es la imagen de la unidad de la materia, un pájaro que levanta el vuelo es la sublimación, un pájaro 
que desciende a tierra es la precipitación, una ballena simboliza el agua, un águila el aire, un dragón el 
fuego, un toro a la tierra, etc.
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Símbolos alquimistas contenidos en manuscritos antiguos griegos (1 al 14); en manuscritos 
medievales y en libros de principios del siglo XVII (15 a 27); en un manuscrito de la Alemania Baja, de 
principios del siglo XVIII (28 a 32). Símbolos alquimistas utilizados por Lavoisier (33 y 34) y por Dalton 
(35 a 38): 1. agua; 2 'vapor de agua; 3, sal; 4, yeso; 5, rocas; 6 , azufre; 7, arsénico; 8 , hierro; 9, plomo; 10, 
cobre; 11 estañó y también mercurio; 12, plata; 13, oro; 14, cobre calcinado; 15, dos símbolos del agua;
16. antimonio; 17, arsénico; 18, espíritu de vino; 19, vinagre; 20, jabón; 21, salitre; 22, álcali; 23, sal 
amoniaco; 24, vitriolo; 25, mercurio ; 26, sublimado corrosivo; 27, fuego; 28, azufre; 29, mercurio; 30, sal 
común; 31. sal amoníaco; 32, salitre; 33 y 34, agua; 35, vapor de agua; 36, nitrógeno; 37, oxígeno; 38 
dióxido de carbono.
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Breve historia de La Químiea
Los alquimistas aportaron el término elemento a la química. El desarrollo de la noción de elemento 
en el sentido químico fue uno.de los puntos claves en el nacimiento de ésta como ciencia, sustituyendo a 
la antigua alquimia. También produjeron indudables progresos a la química del laboratorio, puesto que 
prepararon un gran número de nuevas sustancias, perfeccionaron muchos aparatos útiles y desarrollaron 
técnicas que constituyen la base de la subsiguiente investigación.
Entre los alquimistas árabes de gran renombre figuran Geber 
(Abou Moussah Dlafar al Sofi Geber), escribió numerosas obras y entre 
ellas la Summa perfectionis, el tratado de química mas antiguo que se 
conoce. Rhazes o Razes (siglo X), Avicena (siglo XI), muy famoso como 
alquimista, filósofo, astrónomo, matemático y médico, y Aven-oes 
(siglo XII) que influyó en el pensamiento medieval. Se atribuye a los 
alquimistas árabes el descubrimiento de sal amoniacal, el aceite de 
vitriolo (HjSOJ. el agua fuerte (HNO,), el agua regía (mezcla de HC1 y 
HN03), muchos compuestos de mercurio y arsénico, y la preparación del 
espíritu de vino (etanol).
Entre los alquimistas de occidente de gran importancia por sus 
descubrimientos y teorías, tenemos a San Alberto Magno (1 206 - 
1 280) llamado Doctor Universal, considerado el Aristóteles de la Edad 
Media, preparó la potasa cáustica (KOH), establece la composición del 
cinabrio (SnS), señala el efecto del calor sobre el azufre utilizando por 
primera vez el termino afinidad en el sentido químico que se conoce. Explica la preparación del minio 
(PbjOJ, acetato de cobre y plomo. En su tratado de.De Alchimia deslinda y ataca frontalmente la ciencia 
secreta practicada por algunos alquimistas, especialmente a los charlatanes fraudulentos que falseaban el 
oro y la plata en beneficio propio, y expone las condiciones que debe reunir un alquimista, y que en gran 
parte corresponde a los químicos modernos. Roger Bacon (1214- 1 294), en su obra Speculum Alchimiae 
sostiene que hay un aire que es el alimento del fuego y otro que lo apaga. Difunde el empleo de la pólvora, 
además practicaba la experimentación y combatió con tesón a Aristóteles. También realizó trabajos 
notables en el campo de la óptica. Santo Tomás de Aquino (1 225 - 1 274) llamado comúnmente Doctor 
Angélico, escribió un tratado sobre la esencia de los minerales y otro sobre la piedra filosofal. Raimundo 
Luiio (1 235 - 1 315), llamado Doctor iluminado, escribió muchas obras y prestó mucha atención sobre los 
productos volátiles de la descomposición de los cuerpos.
QUÍMICA MEDICINAL 0 IATROQUÍMICA
Ante el fracaso de lograr ¡a piedra filosofal y el elixir de larga vida, y 
ante el surgimiento de mucha charlatanería y engaño, la práctica de la 
alquimia llegó en cierto momento a ser prohibido por reyes y papas. 
Entonces los esfuerzos se enfocaron hacia la preparación de medicinas para 
curar las enfermedades corporales de la humanidad.
La iatroquímica, tuvo su paladín más destacado en Paracelso (Felipo 
Aureolo Teofrasto Bombast de Hohenheim), médico suizo, alquimista y 
profesor, que atacó las creencias y prácticas médicas de su época con 
lenguaje sarcástico e hiriente pluma; efectuó experimentos para encontrar 
remedios químicos especificos contra enfermedades específicas y tuvo 
mucho éxito. Paracelso (I 493 - 1 541) 
alquimista y médico suizo.
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Un médiío alemán dei siglo XVI consultando a un 
iattoquímico acerca de una pócima curativa que se está 
destilando. Tal fue el comienzo de la actual relación 
entre farmacéutico y médico.
Paracelso fue el primero que utilizó el opio por sus propiedades medicinales, y los compuestos de hierro, 
mercurio y arsénico que administró, todavía figuran en las farmacopeas actuales. Se reconoce a Paracelso 
como el primer profesional verdadero de la medicina química. Desde entonces la química ha sido siempre 
un aspecto importante de la educación y práctica médica.
Georg Agrícola (1 496 - 1 555), médico sajón, en su obra 
De Re Metallica expone en forma clara, todos los 
conocimientos metalúrgicos de su época, y en la que se 
manifiestan preocupaciones de químico y de ingeniero.
La metalurgia había adquirido en esta época, un gran 
desarrollo, lo que condujo a una fabricación industrial de 
ácidos y a practicar el ensayo de minerales, se inició así el 
análisis quimico.
Entre los seguidores de Paracelso, citaremos a 
Libavius (1540 - 1616), médico alemán que preparó 
cloruro estannico (SnCl4), estudió los fundentes utilizados 
en metalurgia y obtuvo muchos medicamentos. Van 
Helmont (1 577 - 1 644), médico belga, estudió con 
mucho cuidado y entusiasmo el crecimiento de una planta 
y rechaza categóricamente a los elementos Aristotélicos, 
inventó el termino gas y estudió el gas silvestre (gas 
carbónico, COJ. Lemery (1 645 - 1 715)que en su 
voluminosa obra Cours de Chymie describe las distintas 
operaciones de la química.
ADELANTOS TECNICOS DE LA ALQUIMIA
Según el químico J.B Dumas (siglo XIX): “La ciencia de la 
química nació en el torno del alfarero, en el taller del vidriero, 
en la forja del herrero, y en el salón del perfumista". Sin 
embargo, cada una de estas técnicas ingeniosas no habrían 
existido, si es que, los alquimistas no lo hubiesen 
perfeccionado con el tiempo. Aquí, valga la famosa afirmación 
de E. Rutherford: “No está en la naturaleza de las cosas que el 
hombre realice un descubrimiento súbito e inesperado; la 
ciencia avanza paso a paso y cada hombre depende del trabajo 
de sus predecesores”.
Los alquimistas, con la finalidad de obtener sus metas 
máximas (piedra filosofal y el elixir de la eterna vida), durante 
muchos siglos, trataron toda clase de materiales (metales, 
minerales, vegetales, carne, pelo, plumas, huesos, esencias y 
excremento), con toda clase de procedimientos técnicos 
(calcinación, sublimación, fermentación, almagamación, 
reverberación, rectificación, filtración, etc.). Para ello usaron 
una amplia variedad de equipos rudimentarios que fueron 
ideando a medida de sus necesidades.
A la práctica de la alquimia se dedicaron casi 
toda una familia, padres, hijos y parientes. 
Mezclaron todo tipo de materias en busca de sus 
metas máximas (piedra filosofal y el elixir de la 
eterna vida).
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Muchos de sus rústicos aparatos se han ido perfeccionando 
hasta convertirse en aparatos o piezas que son hoy día parte de 
los elaborados instrumentos de laboratorio y de complejos 
aparatos industriales. La destilación era uno de los 
procedimientos mas utilizados por las alquimistas y el apartado 
básico fue el alambique. Aun hoy, la destilación es la operación 
unitaria de mayor importancia en la industria química y la más 
importante técnica de separación en el laboratorio de 
investigación.
Entre los instrumentos de laboratorio mas utilizados fueron 
la balanza, el mortero, el horno, el embudo, tenazas, el crisol y 
los matraces.
Así pues, la alquimia, al margen de sus relaciones con 
imágenes de magia y fraude, de místicos encantos y misteriosos 
simbolismos, aportó enormemente en el desarrollo de las técnicas 
y dispositivos químicos para el estudio de la naturaleza de la 
materia.
6. RENACIMIENTO CIENTÍFICO
El Renacimiento, primero en el campo de la literatura y después en el de las artes, pasó pronto al 
pensamiento científico, y al unirse observación y teoría se inicia la ciencia experimental que sustituye a las 
especulaciones filosóficas de la Edad Media. Leonard de V ind (1 452 - 1 519) es el encargado de introducir, 
los principios de Renacimiento en los dominios científicos. Le sigue Francisco Bacon (1 561 -1 628), el 
teórico del método experimental, en su obra Novum Organum, introduce la observación en sistema 
filosófico, además sostenía de que la ciencia debe cumplir el doble objetivo de iluminar nuestra mente y de 
mejorar las condiciones de vida del hombre. A Galileo (1 564 - 1 642) famoso astrónomo y físico italiano, 
se debe el cambio total de algunas doctrinas científicas de su tiempo. Descartes (1 596 - 1 650), filósofo 
francés, en su obra Discurso del Método establece claramente las bases del método científico.
Las nuevas ideas lograron grandes avances en Matemáticas, en Fisica y en Filosofía, y al pasar después 
a la Química, cambia radicalmente la mentalidad de sus cultivadores: En muchos países se comenzaron a 
crear Academias científicas, el primero fue en Nápoles (1 560), luego en Londres, París, Madrid, Barcelona, 
etc.
Sólo se precisaba disponer de una técnica de medición para que la química pueda desarrollar su 
carácter de verdadera ciencia.
Robert Boyle (1 627 - 1 691), químico irlandés, fue el primero en romper abiertamente con la tradición 
alquimista. En su obra The Sceptical Chymist (“El químico escéptico"), establece el concepto moderno de 
elemento y compuesto o “mixto” , una diferenciación entre mezcla y combinación química. Estudió la 
compresibilidad de los gases. Descubrió el sulfhidrato amónico (licor de Boyle) que es de gran importancia 
en química analítica, jarabe de violeta (que se utilizó como indicador ácido -base), etc. Boyle es el primer 
hombre de ciencia que adopta la teoría atómica para explicar las transformaciones químicas, y sus 
investigaciones en el campo de la física^ de la química hace que se le considere como el precursor de la 
química moderna al hacer de ella el estudio de la naturaleza y composición de la materia en vez de ser un 
simple medio para obtener oro o de preparar medicamentos, como lo era hasta ese entonces.
______________________________________________________________ . Breve historia de la Química
Algunos instrumentos y materiales que 
usaron los alquimistas del siglo XVI. Se 
observa la balanza, los hornos y el fuelle, el 
mortero y el pistilo, las tenazas, los 
embudos, el mazo y la lanza, las retortas, el 
crisol y los matraces. Ya perfeccionados, 
continúan siendo artículos importantes de la 
moderna tecnología e investigación química.
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7. LA TEORÍA DEL FLOGISTO: una exp licación de l a com bustión
A principios del siglo XVIII. G.EmstStahl(l 660 - 1734), químico y médico alemán, propuso la teoría 
del flogisto para explicar el fenómeno de la combustión. Se basa en las ideas del alquimista alemán J. 
Johann Becher (1 635 - 1 682). Supone que cuando un cuerpo combustible ardia se desprende el flogisto 
con acompañamiento de luz y calor, y queda la “ceniza". Por lo tanto la "ceniza” o residuo que queda era 
el cuerpo material inicial menos su flogisto (o cuerpo material desflogisticado).
De acuerdo con esto, las sustancias que arden rápidamente o cuanto mas inflamable sean, contienen 
una gran cantidad de flogisto y viceversa. Esta fue la primera teoría importante de la química. En forma 
simplificada, para un metal combustible tenemos:
(Metal (en la combustión) ceniza + flogisto]
El principal interés de la teoría está en que explica el fenómeno inverso de la combustión (reducción 
del óxido metálico), pues si se calienta la ceniza metálica con una sustancia rica en flogisto, tal como el 
carbón, ésta cede su flogisto a la ceniza y el metal se restituye. Así por ejemplo, cuando se calienta un poco 
de plomo pulverizado, se funde, quema y forma su "ceniza” (óxido de plomo de color amarillo llamado 
"litargirio”). Si se calienta el litargirio con carbón (considerado flogisto casi puro) recupera la cantidad 
precisada de flogisto y se convierte de nuevo en plomo metálico, que en forma simplificada sería:
Litargirio ,+ flogisto -* plomo
(óxido de Pb)
Í é é^' J /
Según la teoría del flogisto, el plomo al combustionarse libera flogisto y deja una ceniza amarilla, ésta 
al recibir el flogisto (del carbón) se convierte nuevamente en plomo.
No obstante, de que la teoría del flogisto fue considerado correcta por mas de un siglo, por eminentes 
precursores de la química moderna, se presentaron varias dificultades. Se sabia que al calcinar un metal 
y formarse su "ceniza” (óxido) aumentaba el peso, esto es, la pérdida del flogisto era acompañada por un 
aumento de peso, y también que el aire era necesario para la combustión. El primer hecho pudo explicarse 
mediante la hipótesis fantástica adicional de que el flogisto tenía un peso negativo, y el segundo, al 
superponer que un medio material era necesario para absorver el flogisto. Otro aspecto era de que el aire 
residual que quedaba luego de la combustión ocupaba un volumen menor que el aire inicial (antes de la 
combustión).
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Breve historia de la Química
La teoría del flogisto sirvió de guía a los grandes investigadores del siglo XVIII, quienes frente a las 
respuestas incoherentes de esta teoría buscaron respuestas coherentes en base a otros experimentos e 
hipótesis, dando mició así una labor experimental, que constituye la base de la química como ciencia. Entre 
iosmás importantes tenemos:
René Antoine Réaumur (1 683-1 757),naturalistas, químico y físico francés, cuyas investigaciones 
sobre la fundición de hierro permiten considerarlo como el fundador de la siderurgia científica y uno de los 
instauradores de la industria moderna.
Andreas Sigismud MarggrafF (1 709 - 1 782), químico alemán, descubrió un nuevo procedimiento 
para obtener el fósforo y el ácido fosfórico, obtuvo el zinc a partir de sus minerales y distinguió sales de 
sodio de las del potasio por el color de la llama que emitían. Sus estudios acerca de la extracción del azúcar 
a partir de la remolacha hicieron posible su fabricación industrial desde 1 796.
M.W. Lomonosov (1 711 - 1 765), químico ruso, hizo experimentos con la calcinación de los metales 
en vasos cerrados, con empleo sistemático de la balanza. Además establece la constancia de la materia en 
los procesos naturales o ley de conservación de la masa, sostiene que la combustión es una combinación 
del cuerpo combustible con el aire y logró explicar las propiedades de los cuerpos a partir de la existencia 
de átomos y moléculas (en 1 743) es decir mucho más antes que John Dalton. Pero lamentablemente para 
su época, sus ideas fueron muy avanzadas, razón por la cual fueron ridiculizadas y olvidadas, hasta su 
descubrimiento y publicación por su compatriota Menschutkin en 1 904.
Joseph Black (1 728 - 1 799), químico inglés, demostró que el “gas fijo” (gas carbónico) es fijado por 
la cal (CaO). Sus estudios cuantitativos acerca de los carbonatos son modelos de lógica y unidad, que 
sirvieron para dar al mundo científico una idea clara sobre la naturaleza de la combinación química.
Karl WfihelmScheele (1 742 - 1 786), químico sueco, uno de los más extraordinarios investigadores 
de todos los tiempos. Descubrió el oxígeno (algo antes que Priestley, pero lo publicó posteriormente) y el 
cloro (“espíritu de sal desflogisticada"), como producto de sus experimentos con el dióxido de manganeso 
(MnOJ. Estudió diversos ácido inorgánicos y orgánicos como el fluorhídrico, cianhídrico, molíbdico, 
tartárico y oxálico, aisló el gas sulfhídrico (H¡S) y la arsenamina (AsH,). Su nombre ha quedado unido al 
arsenito de cobre que se conoce como “verde de Scheele” , y en el mineral scheelita (Wolframato de calcio). 
En su obra Tratado elemental del aire y del fuego, indica que el aire es una mezcla de dos gases distintos, 
el “aire ígneo” y el “aire viciado”.
Joseph Priestley (1 733- 1 804): El primer paso hacia una nueva teoría de la combustión, teólogo 
inglés, no fue químico de profesión, pero hábil experimentador y firme creyente de la teoría del flogisto, 
pero en 1 774 sin darse cuenta abrió el camino para su caída final. Priestley estaba experimentado con un 
polvo rojo (HgO) que originalmente se había formado al calentar al mercurio en un crisol abierto, como era 
muy curioso, decidió calentar el polvo rojo y recoger cualquier gas que se desprendiera. Dos 
desconcertantes hechos surgieron con el extraño gas (oxigeno) formado:
1. Cuando se colocaba un ratón dentro de una campana de vidrio que contenía el nuevo gas, vivía tres 
veces más que un ratón colocado dentro de una campana que contenía aire.
2. Una vela ardia por más tiempo y con más brillo cuando se colocaba dentro de una campana que 
contenia este gas extraño.
Priestley llamó al gas descubierto "aire desflogisticado". Surgieron muchas dudas, ¿por qué la vela 
ardía por más tiempo y con más brillo? Su tenaz adhesión a la teoría del flogisto le impidió progresar en 
la interpretación de sus valiosas observaciones.
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Priestley, en 1 774, visitó a Lavoisier en París, a quien le comunicó de sus observaciones. Éste acepto 
los hechos, pero no la teoría. ¿Podría ser, meditaba Lavoisier, que cuando las sustancias arden se une con 
algo del aire, en lugar de desprender algo?. Rápidamente Lavoisier sometió su hipótesis, a una prueba. Se 
acercaba el nacimiento de la química moderna.
Además de descubrir el oxígeno, Priestley desarrolló y perfeccionó la técnica de preparación, recogida 
y manipulación de los gases. Preparó y estudió numerosos gases (HC1, NH3, SO,, N,0, NO, N02, PH3, C2H2, 
etc.).
Henry Cavendish (1 731 - 1 810), químico inglés, dueño de una gran fortuna, dedicó toda su vida a 
la química. Se dice de él “que fue el más rico de todos los sabios y el más sabio de los ricos”. Fue el primero 
que utilizó la cuba de mercurio y al hacer actuar el H,SO, y HC1 acuosos sobre los metales (Fe, Zn y Sn) 
descubrió en 1 766 el hidrógeno, al que llamó "aire inflamable”. Encontró con sorpresa que el hidrógeno 
al combustionar con el aire y con el oxígeno se formaba agua y que las proporciones en que dichos gases 
se combinaban eran de dos volúmenes de “aire inflamable” por un volumen de “aire desflogisticado” (0 2). 
La síntesis del agua realizada en 1 781 constituye una fecha muy marcada en la historia de la química.
En un análisis que realizó al aire encontró que el oxígeno representaba un 20,8 % en volumen. 
Cavendish, químico flogista, no supo comprender la importancia de sus investigaciones acerca de la síntesis 
del agua.
8. ANTOINE LAURENTE LAVOISIER: LAS BASES DEL MÉTODO CIENTÍFICO
A. L. Lavoisier (1 743 - 1 794), el más brillante químico 
francés, logró explicar la naturaleza verdadera de la 
combustión y destruye por completo la teoría del flogisto. En 
su obra Tratado Elemental de Química publicada en 1 789, crea 
las bases de la química moderna y por ende del método 
científico para las investigaciones en la ciencia.
Logró explicar la combustión con su famoso experimento 
de doce dias que describimos a continuación: introdujo cuatro 
onzas de mercurio puro en un recipiente de vidrio, sellado, 
escribió “luego encendí el homo y lo mantuve así durante doce 
días” . Al segundo día, habían empezado a aparecer diminutas 
partículas de color rojo sobre la superficie del mercurio.
Cuando la mayor parte del mercurio se hubo convertido en un 
polvo, Lavoisier, quitó el recipiente de vidrio, que había pesado 
antes del experimento, y su contenido lo pesó nuevamente y 
observó que no hubo aumento de peso. Como el recipiente 
estaba sellado, nada pudo entrar o escapar durante el 
calentamiento. Sin embargo cuando rompió el sello, notó que 
el aire entraba violentamente al recipiente, que según él. 
indicaba que parte del aire del recipiente se había consumido 
durante el calentamiento, y había dejado espacio para que 
penetrará más arre.
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Breve historia de la Química
Después de que entró el aire al recipiente, lo peso una vez más y comprobó el aumento en peso. 
Dedujo entonces que este aumento igualaba el peso de algo que estaba en el aire contenido en el recipiente 
y que se había combinado con el mercurio, formando el polvo rojo (HgO). Invirtió el experimento original, 
pesó un poco de polvo rojo y lo calentó, observando que si convertía en mercurio y un gas idéntico al “aire 
desflogisticado" de Priestley (02).
Además comprobó que la masa total (mercurio + gas) era idéntico a la masa de polvo rojo. ¡Se había 
demostrado experimentalmente la ley de conservación de masa! Concluyó que el gas que había en el aire 
era el responsable de la combustión. Le dio el nombre oxigeno (que significa engendrador de ácidos) a este 
gas.
El experimento de Lavoisier podemos resumir con las siguientes ecuaciones químicas modernas:
Lavoisier establece la noción precisa de sustancia pura y adopta el concepto de elemento de R. Boyle, 
halla la composición del aire por síntesis y por análisis, le da el nombre de hidrógeno (engendrador de agua) 
al “aire inflamable” de Cavendish y que para toda combustión era imprescindible el oxígeno. En todas sus 
investigaciones utiliza la balanza para comprobar sistemáticamente la ley de conservación de masa, "nada 
se pierde, nada se crea” .
La revolución química producida por las ideas de Lavoisier condujo a una nueva nomenclatura, quehoy nos parece tan natural, en la que los nombre de los cuerpos dan idea de sus constitución.
Esta tarea fue debida a cuatro eminentes químicos, Lavoisier. Guyton de Morvean, Berthollet y 
Foureroy, quienes publicaron en 1787 una obra titulada Método de Nomenclatura Química, en la que se 
introducen nombres que aún se utilizan.
La obra de Lavoisier, extensísima en el campo químico, invadió otras ciencias, fue el fundador de la 
fisiología debido a sus estadios sobre la respiración, donde el oxigeno juega un papel importantísimo. Fue 
el primer científico que realizó sus investigaciones con verdadero método científico.
Bajo iluminación de las nuevas ideas de Lavoisier, los químicos las aplican a sus investigaciones con 
mucho éxito.
Se descubren las leyes ponderales de las combinaciones químicas: ley de conservación de masa 
(Lavoisier), ley de proporción constante y definido (Proust, 1 799), ley de proporciones recíprocas (Richter 
y Wenzel, 1 792) y ley de proporciones múltiples (Dalton, 1 804).
La teoría atómica-molecular de Dalton (1 803) explica las leyes de la combinación química en base 
a la hipótesis de que la materia está constituida por átomos que poseen un peso característico y 
permanecen indivisible en toda reacción química.
9. LA QUIMICA COMO CIENCIA
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J. Berzelius (1 835), acepta la teoría atómica y plantea una 
simbología para elementos y compuestos, tan útil y fecunda en el 
progreso subsiguiente, que se usa hasta hoy en día.
El Principio de Avogadro (1811) permite establecer y 
diferenciar los conceptos de átomo y de molécula y crea las bases 
para la determinación de pesos atómicos y moleculares (1 858).
El descubrimiento de la pila eléctrica de Volta (1 800) da 
origen a la electroquímica, con los descubrimientos de nuevos 
elementos (cloro, sodio y potasio) a cargo de Davy, y de las leyes de 
la electrólisis por parte de M. Faraday (1 834).
La Química Orgánica se desarrolla más tarde con los trabajos 
de Liebig sobre el análisis elemental orgánico iniciado por 
Lavoisier, los conceptos de isomería y de radical introducidos por 
Liebig y Berzelius (1 834), la síntesis en laboratorio de un 
compuesto orgánico, la úrea, por parte de F. Wóhler (1 828), la representación de edificios moleculares por 
Kekule (1 858) y con la destrucción de la doctrina de la “fuerza vital" realizada por Berthelot (1 853) al 
obtener por síntesis numerosos compuestos orgánicos (alcohol metílico, acetileno, benceno, naftaleno. 
antraceno, etc).
La Tennoquímica, con la medida déla energía calorífico que se manifiesta en las reacciones químicas, 
iniciada por Lavoisier y Laplace, adquiere un significado especial a partir de los estudios de Hess, Thomson 
y Berthelot (1 840) al querer medir los químicos las afinidades entre los cuerpos reaccionantes.
Para explicar las leyes experimentales que rigen a los gases, surge la teoría cinética de los gases y 
del calor, desarrollado principalmente por Maxwell y Boltzmann, la cual afianza la creencia de la naturaleza 
atomística de la materia y extiende su utilidad al proporcionar una imagen íntima del mecanismo de los 
procesos químicos.
El carácter incompleto de muchas reacciones químicas, observado por Berthollet, condujo al concepto 
de equilibrio químico, el cual, estudiado experimentalmente por Sainte Claire Deville (1 857), encuentra 
su interpretación teórica en los estudios de Gibbs (1 876), de Van't Hoffy de Le Chatelier (1 880).
La cinética química o el estudio de la velocidad de las reacciones químicas tiene su base teórica en 
la Ley de acción de masas propuesto por los químicos noruegos Guldberg y Waage (1 867) y una 
significación industrial importantísima en el descubrimiento de los catalizadores, sustancias que, 
permaneciendo inalteradas, aceleran por su sola presencia la velocidad de las reacciones químicas.
En el campo de las soluciones o disoluciones, fue de gran importancia en el avance progresivo de la 
química la Teoría de las disoluciones, obra maestra del químico holandés Van't Hoff (1 8 8 6 ) y la teoría de 
la disociación electrolítica propuesto por el químico sueco Svante Arrhenius (1 887).
La clasificación periódica de los elementos, establecido por el químico Dimitri Mendeleev y por el 
alemán Lothar Meyer (1 869) llevó a pensar que los átomos debían ser complejos, modificando 
profundamente las ideas que se tenían acerca de los cuerpos simples, lo cual comprobado posteriormente 
en los estudios acerca de la conductividad eléctrica de los gases (con lo cual se descubrió el electrón) y en 
los fenómenos de radiactividad (con su interpretación y desarrollo se descubrieron las partículas nucleares 
del átomo).
En el campo de ácidos y bases, las teorías que dieron gran impulso y desarrollo fue la propuesta por
S. Arrhenius (1 884), Brónsted - Lowry (1 923) y de Lewis (1 923).
Un científico moderno realiza cuidadosas 
observaciones, parle impórtame del 
método científico.
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Breve historia de la Química
En el campo de enlace químico, un tema transcendental en la ciencia química, es importante resaltar 
el aporte de Linus Pauling (1 901 - 1 994) del concepto de electronegatividad y el concepto de hibridación; 
Gielbert N. Lewis (1 875 - 1 946) creador de la teoría Enlace por pares de electrones; R.J. Gillespie, quien 
propuso la teoría de las repulsiones entre los pares de electrones de la capa de valencia (i 957) que dio 
un gran impulso a la descripción de la geometría molecular, que a su vez es importante para explicar las 
interacciones moleculares en estado líquido y sólido.
En el campo de Química Nuclear, el hombre ingresa a la Era Nuclear a partir de 1 942, fecha en la que 
se logra la primera reacción nuclear en cadena, por parte de Enrico Fermi. Lamentablemente, el primer uso 
de la energia descomunal que se libera en estas reacciones fue con fines destructivos, con la fabricación de 
armas nucleares mortíferas como las bombas atómicas que destruyó por completo dos pueblos japoneses 
durante la segunda guerra mundial (1 945).
Actualmente, la energía nuclear también se usa con fines pacíficos: para generar electricidad de gran 
potencia, fabricar motores atómicos de gran potencia, baterías atómicas de larga duración que es 
importante en las investigaciones espaciales, etc. Además en las plantas nucleares, mediante reacciones 
nucleares controladas, se han sintetizado elementos artificiales y radioisótopos que tienen gran aplicación 
actualmente.
Alquimistas italianos realizando la 
destilación, para ello utilizaron el 
alambique. Asi obtenían el "agua celestial" 
o ‘la quinta esencia del agua de la vida". 
La destilación era una de las operaciones 
mas importantes para los alquimistas, como 
lo es actualmente para el químico moderno.
El aparato de destilación que está utilizando 
el químico moderno tiene su contrapartida 
industrial en el inmensa unidad que se ve al 
fondo, llamado torre de destilación o 
fraccionamiento. La destilación fraccionada 
es un proceso físico mediante el se separan 
los componentes de una mezcla líquida 
homogénea, en virtud a la diferencia en sus 
puntos de ebullición.
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ENERGÍA QUÍMICA EN MARCAPASOS CARDÍACO
El marcapasos cardíaco es un aporte moderno de la ciencia que muchos de nosotros no tómanos en cuenta, 
excepto las personas que lo utilizan. Estos marcapasos operan gracias a la energía de una batería, y la demanda 
alentó el desarrollo de unas minúsculas baterías que generan esa energía, pero que infunden temor. Todas las 
mañanas, deben poner en marcha la máquina humana, sin fallar, y todos los aparatos humanos permanecen 
“encendidos" todo el tiempo. Aún más, mucha gente agrega varios años saludables a su vida, poniendo su fe 
en las reacciones químicas que ocurren en estas baterías para generar, día tras día, la corriente eléctrica que 
activa sus marcapasos.
Estas baterías tienen características especiales debido a que se implantan en el cuerpo humano. Deben ser 
resistentes y herméticas,tener una larga vida y un peso mínimo y, por su puesto, deben ser no tóxicas.
Los químicos comenzaron a abordar este problema, y sus esfuerzos de investigación en electroquímica 
desembocaron en el litio, un ingrediente metálico con el potencial de dar larga vida a las baterías. 
Desgraciadamente, el litio es altamente reactivo, se quema en el aire y reacciona con el agua para producir H2 
inflamable. Si el litio debía ser usado, era necesario descubrir sistemas electrolíticos nuevos y no acuosos.
Las intensas investigaciones en relación con nuevos solventes y nuevos materiales para usarse en baterías 
de alta energía y de larga duración condujeron al descubrimiento de un electrolito sólido para ser usado con 
el litio metálico. Este electrolito sólido es el yodo, y la batería de litio-yodo se empleó en aplicaciones 
biomédicas. Estas baterías revolucionarias tienen una duración de diez años, y su uso está muy difundido 
actualmente. Los beneficios para aquellos que dependen de los marcapasos son incalculables.
La batería de litio-yodo no es el final de la historia, puesto que tiene un poder menor que el óptimo 
requerido para ser usadas en otros órganos trasplantabas. La nueva investigación electroquímica nos dará la 
respuesta. Lo hizo en el pasado y lo hará de nuevo en el futuro.
SANGRE ARTIFICIAL
La síntesis de sangre artificial es una de las grandes proesas logradas por los químicos. Se trata de una 
mezcla homogénea o solución, en la que el disolvente es el agua y los solutos son perfluorodecalina (14 % en 
volumen) y perfluorotripropilamina (6 % en volumen). Se comercializa con el nombre de flu oso l - d a desde 
varios años.
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Ferfluorotriprópflamfet.
El 0 0 , y el oxigeno (OJ son extraordinariamente solubles en esta disolución. El fluosol- d a no lleva antígenos 
(anticuerpos que hacen que una persona con sangre tipo A no pueda recibir sangre de un individuo tipo B), es 
decir, es una sangre universal, se puede hacer transfusión de sangre a cualquier individuo. Además, puede 
conservarse 50 veces más tiempo que la sangre normal, y hasta ahora no se le conocen efectos secundarios. Por 
primera vez se usó en el Japón, actualmente se usa en muchos países y permite salvar muchas vidas.
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I
C A P Í T U L O
5 s i í b i í c s j p C í e m e l a
y S ÍS t e m a de
Unidades
Muestra a un químico que realiza observaciones minuciosas y análisis cuidadosos para determinar la 
composición y propiedades de las sustancias químicas. Los pasos más importantes del método 
científico son: la observación, toma de apuntes, la experimentación y el planteamiento de hipótesis.
Muestra un conjunto de fármacos que han sido sintetizados en base a la ciencia química. La industria de 
medicamentos ha sido la más beneficiada con los avances de la ciencia química y la tecnología.
Muestra modelos de metro y kilogramo patrón que se guardan en la Oficina Internacional de Pesas y 
Medidas de Sévres (Francia). Dentro de las ciencias naturales la medición de magnitudes es 
fundamental, para ello se emplean diferentes unidades de medida, que es necesario agruparlos en 
Sistema de Unidades.
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Q uím ica , C iencia y - 
i s iSTEMA d e u n id ad es
’ 3-;; •" \
* *'£ómpráfíáer la implqrtocia(,de láquírrüc&cqmó uña ciencia central que sirve de base a otras 
cienciasy qqiéíienf^ humáhás.. :
*; * Cqmpréhder cómo se UéVa á'Óatío la investigación científica ápücándó'ei método científico.
la necesidad de realizar mediciones paira eiiáriUficar fenómenos físicos y químicos 
, utüizando sistepnás de unidadesl especiálmeñte élSistéma intemac«jrialJ(S;í},
« : Ser capaz dé conyertir cpplq^er uñ i^d d f .nnediílíi de un sisféma a o.tro mediante el méfodo de 
-■-’iiactór^eéonversión; y '' ' V .. V'-Íí-; ' *' ‘ '
INTRODUCCIÓN
Todos los cuerpos materiales tangibles o 
intangibles que nos rodean: aire, agua, vestimenta, 
los alimentos, las pinturas, el papel, los plásticos, los 
medicamentos, las bebidas gasificadas, la 
generación de energía (eléctrica, luminosa, 
calorífica, etc.), están relacionados directamente 
con la ciencia química. Es más, si queremos 
ahondar en los misterios de la tierra y del aire, que 
son esenciales para la vida, debemos recurrir al 
estudio de la química, ya que ésta sirve de base o 
fundamento a las ciencias de la vida: la biología y la 
Ssica.
La química interviene casi en todos los aspectos 
de nuestra vida: cultura y entorno (social y 
ambiental), por lo tanto, es enóneo pensar que la 
química es meramente teórica, y sólo tiene que ver 
con fórmulas y nombres complicados de 
compuestos; cuándo respiramos, digerimos los 
aísnentos, nos lavamos con jabón, nos limpiamos 
« s dientes con cierta pasta dental, cocemos los 
a&nentos, etc., estamos practicando química.
La conposición de los alimentos es pane del estudio de la 
química ’
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Q ü ím isa
CONCEPTO DE QUÍMICA ___________________________________________
Es una ciencia natural basada en la observación y experimentación relacionado con los fenómenos 
que sufre la materia, de tal modo que de ella se estudie su composición, constitución, propiedades 
físicas y químicas, transformaciones y leyes que gobiernan dichos cambios en su estructura interna, así 
com o la energía involucrada en el proceso.
IMPORTANCIA PEIA QUÍMICA l ' j ■ __________ .
La química es una ciencia central, porque sirve de apoyo a otras ciencias como la física, la biología, 
la geología, etc. Además, permite satisfacer las necesidades humanas en diferentes áreas o campos de 
la actividad humana. Veamos:
En medicina. En esta área, la química aporta con la síntesis de los diferentes fármacos (antibióticos, 
analgésicos, antidepresivos, vacunas, vitaminas, hormonas, radioisótopos, etc.), para el tratamiento de 
muchas enfermedades y para el mejoramiento de la salud en general.
En nutrición. La química permite sintetizar sustancias llamadas saborizantes y colorantes para mejorar 
ciertas propiedades de los alimentos, yque de ese modo, pueden ingerirse fácilmente; los preservantes, 
para que los alimentos no se deterioren en corto tiempo; también la química determina ias sustancias 
vitales que requiere el organismo (minerales, vitaminas, proteínas, etc.).
En agricultura. Gracias a los productos químicos com o abonos y fertilizantes, se aumenta la 
productividad del suelo y se logra satisfacer las necesidades de alimentación; cada vez más crecientes; 
además, con el uso de insecticidas, fungicidas y pesticidas, se controla muchas enfermedades y plagas 
que afectan a las plantas.
En textiiería y cuidado de la ropa. La química ayuda potencialmente a satisfacer esta necesidad, 
sintetizando muchas fibras textiles (rayón, orlón, dracón, nylon, etc), colorantes parael teñido, sustanciéis 
para el lavado (jabones, detergentes, etc.), preservantes de fibras naturales y Sintéticas, etc.
Medio ambiente. Ayuda en el tratamiento y control de las sustancias contaminantes que afectan 
severamente a nuestro ecosistema natural (agua, suelo y aire), y en la asistencia en los desastres 
ecológicos tales como derrames de petróleo, caída de lluvia ácida, incendios forestales y domésticos, 
etc.
Otras industrias. En la obtención de papel, cartón, resinas, ácidos (HCI, H2SO.,, HN03, etc.), fabricación 
de aleaciones y materiales resistentes o ligeros para construir naves espaciales, buques, vehículos 
terrestres, etc.
Además, la química sirve de ayuda a la Arqueología (para determinar la antigüedad de restos fósiles y 
de ese modo fechar los restos hallados), Mineralogía (en técnicas de extracción, y purificación de 
metales), Astronomía (combustibles químicos para los cohetes, ropa y alimentos concentrados para 
astronautas), etc.
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DIVISIÓN DE IA QUÍMICA
C ap ítu lo I Química.Ciencia y Sistemas de Unidades
Por su gran amplitud y desarrollo, la química se divide en:
1. Química general
Estudia los fundamentos o principios básicos comunes a todas las ramas de la ciencia química.
2. Química descriptiva
Estudia las propiedades y la obtención de cada sustancia químicamente pura en forma 
particular. Podemos subdividirla en:
2.1. Química inorgánica. Estudia todas las sustancias inanimadas o del reino mineral.
2.2. Química orgánica. Estudia todas las sustancias que contienen carbono (con excepción de CO, 
C 02, carbonates, etc.) ya sean éstos naturales (provenientes del reino animal y vegetal) o 
artificiales (plásticos, fibras textiles, etc.).
3. Química analítica
Estudia las técnicas para identificar, separar y cuan tificar las sustancias orgánicas e inorgánicas 
presentes en una muestra material, o los elementos presentes en un compuesto químico.
Se subdivide en:
3.1. Cualitativa. Estudia las técnicas para identificar las sustancias químicas (simples y 
compuestas) en una muestra material o los elementos químicos presentes en un compuesto. 
Así por ejemplo, se ha determinado que en el agua pura sólo hay dos elementos: hidrógeno y 
oxígeno; en la sal común, cloro y sodio; en el azúcar de mesa, carbono, hidrógeno y oxígeno.
3.2. Cuantitativa. Estudia las técnicas para cuantificar las sustancias químicas puras en una 
muestra material o el porcentaje en peso que representa cada elemento en un compuesto, para 
luego establecer su fórmula química. Así por ejemplo, tenemos que en el agua hay 88,89 % en 
peso de oxígeno y 11,11 % de hidrógeno, luego, la fórmula del agua será H20.
Química aplicada
Por su relación con otras ciencias y su aplicación práctica, podemos subdividirla en:
4.1. Bioquímica. Estudia la composición, estructura y funciones de las moléculas complejas que 
forman sistemas biológicos, e intervienen en procesos químicos vitales, com o la fotosíntesis, 
digestión, respiración, reproducción, circulación, etc.
4.2. Fisicoquímica. Estudia todos los procesos en los que se relacionan los principios y leyes físicas 
y químicas, com o por ejemplo en la estructura atómica y molecular; termodinámica, 
propiedades de los gases, líquidos y sólidos, etc.
4.3. Química industrial. Estudia la aplicación de procesos químicos y los insumos para la 
obtención de productos químicos sintéticos a gran escala, com o por ejemplo los plásticos, 
caucho sintético, combustibles, fibras textiles, fertilizantes, insecticidas, jabones, detergentes, 
ácido sulfúrico, soda caústica, cloro, sodio, ácido sulfúrico, etc.
4.4. Petroquímica. Estudia la aplicación de procesos y principios químicos para obtener los 
productos industriales a partir de los derivados del petróleo, carbón y gas natural.
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C ap ítu lo 1 Química. Ciencia y Sistemas de Unidades
Si los gobiernos no actúan con sensatez y sabiduría, con politicéis pacifistas y con control del medio 
ambiente, la tecnología puede aceirrear el exterminio de la raza humana en corto tiempo.
La humanidad necesita alimentación, provisión de agua, educación, medicinas, viviendas, etc., y la 
tecnología ofrece poderosos medios para satisfacer esos requerimientos. El dinero que gasta el mundo 
en armamentos en sólo dos semanas, sería suficiente invertir anualmente para lograr satisfacer todas 
las necesidades humanas primarias que se mencionó anteriormente (cálculo estimado por la 
Organización de las Naciones Unidas)
MÉTODO CIENTIFICO : . . _________ * _________________________________
Para adquirir los conocimientos científicos, el hombre de ciencia no actúa al azar o a ciegas; debe 
proceder siguiendo un camino que implica un conjunto de pasos ordenados, los cuales se convierten 
en una norma para realizar su trabajo y dar respuestas a las preguntéis que se formule respecto al tema 
o problema particular que tiene entre manos el conjunto de dichas norma se llama método científico. 
Pasos generales del método científico
1. Observación del fenómeno. El científico suele comenzar por la cuidadosa observación de los 
hechos o fenómenos en estudio, las condiciones a las que se producen y sus características 
particulcires. Por ejemplo, cuando se observa el fenómeno de oxidación de un metal al someterlo 
a una llama proveniente de un mechero: se observcirá detenidamente qué péirte de la llama (azul, roja 
o amarilla) está en contacto con el metal y los cambios de color en su superficie metálica.
2. Registro de datos. Es de importancia fundamental que anote y registre exactamente lo que observa 
durante el experimento. Para el ejemplo anterior, se anotará la parte de la llama que está en contacto 
con el metal para estañar la temperatura, el cambio de color del metal con el tiempo, el aumento de 
peso que experimenta, etc.
3. Organización de las observaciones. Muchos experimentos fracéisan porque los datos y los hechos, 
por mucho cuidado que se tenga al observarlos y registrarlos con exactitud, no están orgéinizados de 
modo que revelen uña tendencia o patrón, es decir, una regularidad; ésto se ve con mayor facilidad 
si los datos se disponen en una tabla preparada con cuidado, graficando los resultados, usando 
símbolos, etc.
4. Formulación de hipótesis. Una vez observada la regularidad, el científico busca explicar el 
fenómeno detalladeimente y en forma completa; para ello, plantea una suposición, que es lo que se 
llama hipótesis científica.
5. Comprobación experimental. Una vez planteada la hipótesis, ésta debe explicar otros fenómenos 
similares, para ello es necesario reeilizar nuevos experimentos en idénticas condiciones.
6. Conclusiones lógicas. Luego de la comprobación experiméntal, el científico busca una conclusión 
lógica y formal para el fenómeno observado.
7. Comunicación de los resultados. Las conclusiones deben ser comunicadas por escrito a otros 
científicos que trabajen en el mismo campo, para que ellos también tengcin la oportunidad de objetar 
o corroborar las conclusiones, en cuéilquier lugar donde ellos trabajan.
Si la hipótesis científica llega a comprobarse en cualquier lugar del mundo, se convierte en una Ley 
Científica.
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Sluímwa.
4.5. Geoquímica. Estudia la composición química de la tierra. Los objetivos principales de la 
geoquímica son: (1) la determinación de la abundancia absoluta y relativa de los elementos 
químicos en la tierra, (2) estudio de la distribución y migración de dichos elementos en las 
diversas partes de la tierra (atmósfera, hidrosfera y litosfera) y en sus minerales y rocas, 
intentando determinar las leyes o principios que rigen tal distribución y migración.
4.6. Astroquímica. Estudia la composición química de los astros. Así por ejemplo se ha 
determinado que la atmósfera del planeta Marte contiene nitrógeno (N2), anhídrido carbónico 
(C 02), helio (He) e hidrógeno (H2).
4.7. Farmoquímica. Estudia las propiedades de las sustancias químicas y su acción nociva o 
benéfica sobre los seres vivos. Por ejemplo, la acción de la penicilina, las drogas y antibióticos 
en seres humanos.
qENQA Y TECNOLOGÍA____________________- '__________ ' ' ■ ' " ' :
¿Qué es la denda?
En ios libros de ciencia, encontramos conocimiento científico, pero es un error creer que la ciencia 
es solamente lo que dicen tales libros o lo que nos enseñan los expositores (profesores y científicos) en 
clases y conferencias. Porque la ciencia es principalmente una actividad, un “hacer cosas”. Todo 
conocimiento científico adquirido genera nuevas preguntas, nuevos problemas y nuevos retos. Ese 
renovado e incesante actuar de los científicos en la búsqueda de nuevas ideas y nuevas respuestas es 
otro aspecto de la ciencia: la investigación científica.
En resumen, la ciencia es un conjunto de conocimientos sistematizados acerca del mundo en que 
vivimos y, al mismo tiempo, es la actividad que realizan los científicos en procura de nuevos 
conocimientos. La ciencia intenta comprender los cambios o fenómenos que ocurren en la naturalezay en la sociedad, para lo cual formula principios y leyes acerca de los hechos y puede así proponer 
procedimientos para transformar el medio natural y social.
¿Qué es la tecnología?
Es la aplicación de los conocimientos 
científicos en forma práctica sobre la 
naturaleza, transformándola y sirviendo a 
la satisfacción de las necesidades 
humanas, por m ed io de ciertos 
procedimientos específicos: las técnicas.
Las técnicas actuales se basan en 
conocimientos científicos muy avanzados 
y complejos, constituyendo poderosos 
recursos para dominar el medio en que 
vive el hombre. Vivimos un elevado 
desarrollo tecnológico, que incluso es 
capaz de producir la destrucción de la 
especie humana, a través de arméis 
t nucleares, armas químicas, contami- tecnología moderna utiliza la energía nuclear para buques y submarinos 
nación ambiental etc, al ser empleados muy veloces y de alto tonelaje. 
con fines privados.
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Qiiim isa
NOTACIÓN CIENTÍFICA -V”
En la ciencia química y física, es muy común tratar con números pequeños y graneles como resultado 
de alguna medición de una determinada magnitud. Podemos representar estos números de manera 
sencilla y cómoda utilizando criterios de redondeo de números y múltiplos de diez, lo que se ¡lama 
simplemente notación científica.
Antes de tratar la notación científica, recordemos cóm o representar los múltiplos y submúltiplos de 
diez.
Los múltiplos de diez pueden representarse expresando diez elevado a una potencia (exponente) 
positiva.
Ejemplo:
100 = 1 0 x 1 0 = 102 
1 000 = 10 X 10 X 10 = 103
1 000 000 = 10 X 10 X 10 X 10 X 10 X 10 = 106
Las fracciones de diez (o submúltiplos) se representan en forma semejante con la única diferencia 
que en este caso se utiliza exponente negativo. Por ejemplo:
— = 0 ,1 = 1 0 ' ; — = 0,01 = 10'2 ; — -— = 0,0001 = 10 4
10 100 10 000
Como se observa en los ejemplos, el exponente positivo nos indica el número de posiciones de la 
com a decimal que se debe correr hacia la derecha a partir del uno (1) y completando con ceros, así:
103 = 1 0 0 ^ . (la coma decimal corrió 3 lugares hacia la derecha)
105 = 1 0a coma decimal corrió 5 lugares hacia la derecha)
El exponente negativo nos indica el número de posiciones de la com a decimal que se debe correr hacia 
la izquierda, a partir del uno (1 ) y completado con ceros, así:
102 = (la coma decimal corrió 2 lugares hacia la izquierda)
10 "* = (la com a decimal corrió 4 lugares hacia la izquierda)
La notación científica tiene las siguientes formas:
a, b x 10"" o con dos dígitos significativos 
a, be x 10"" <h con tres dígitos significativos 
a, bed x 10±n o con cuatro dígitos significativos
Donde:
a * 0 ; b, c, 0 = 0 6 * 0
n = exponente de diez, indica el número de lugares o posiciones que debe correr la coma decimal.
Ejemplo 1 Como la coma decimal se corrió tres lugares
Escribir el número 4 766 en notación científica. hacia la izquierda, la potencia de 10 será 3 (para 
Resolución: que la coma decimal regrese a su posición
Se debe colocar la coma decimal entre el 4 y el 7. original), así:
4.7 6 6. 4,766 x 103
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C ap ítu lo I
Ejemplo 2
Escribir 0,000123 en notación científica. 
Resolución:
Se debe colocar la com a decimal entre el 1 y el 2.
0 ,_0 0 0 j,2 3 
Com o la com a decimal se movió cuatro lugares 
hacia la derecha, el exponente de 10 será -4 
(para que la coma decimal corra hacia la 
izquierda y de ese modo regrese a su posición
original), así: 1,23 x 10'
4,5 x 10 9 años
2,656 x 10'23g
.Q uím ica, Ciencia y Sistemas de Unidades _ _ _ 
Ejemplo 5
Simplificar la siguiente expresión: 
g _ 0,6 x 4,02 x 0,05
40,2 x 0,2
Resolución:
Expresando las cantidades decimales en potencia 
de 10, tenemos:
- 2 / - 2
Ejemplo 3
La edad de la tierra es aproximadamente 
4 500 000 000 años. Expresar este número en 
notación científica.
Resolución:
Se coloca la com a decimal entre el 4 y el 5. 
4 5 0 0 0 0 0 0 0 0
Como la com a decimal se movió 9 lugares hacia 
la izquierda, el exponente de 10 será 9, así:
Ejemplo 4
Un átomo de oxígeno pesa aproximadamente 
0, 000 000 000 000 000 000 000 02656 gramos. 
Expresar este peso en notación científica. 
Resolución:
Se coloca la com a decimal entre el 2 y el 6.
O Q 0 0 0 O 0 0 9 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2 .6 5 6 g
y com o la com a decimal se corrió 23 lugares 
hacia la derecha, el exponente será -23, así:
E =
6 x 10'1 x AfÚx l/ " x 5 * l / ’
402* l / ' ' x 2 x 
= 15x10 3 = l,5x lOxlO '3
E = 1,5 x 10'
E jemplo 6
La luz monocromática de color amarillo presenta 
la longitud de una onda completa igual a 
4 350x10 * cm. ¿Qué longitud en centímetros le 
corresponde a 2 x l0 10 ondas?
Resolución:
Una onda
La longitud total de 2x 10’° ondas será: 
L = 2x10'° x 4 350 x 10 8cm 
= 8 700 x 102 cm 
= 8,7 x 103 x 102 cm
L = 8,7 x 105cm
En conclusión, si la com a decimal corre hacia la: 
derecha ( - ) =* el exponente será negativo 
izquierda ( - ) -* el exponente será positivo 
Otros ejemplos:
I. 14 000 < > 1,4 x 104 (con 2 dígitos)
< > 1,40 x 104 (con 3 dígitos)
II. 5 580 < > 5,580 x 103 < > 5,58 x 103
III. 0,00864 < > 8,64 x 10 3
Ejemplo 7
Una persona pesa 83 kg. Expresar el peso de la 
persona en gramos usando notación científica. 
Dato: 1 kg = 1 000 g 
Resolución:
W = 83 kg = 83 x 103 g 
W = 8,3 x 10 x 103g
W = 8,3 x 104g
3b
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MEDICIÓN Y SISTEMA PE UNIDADES
Cuando se quiere cuantificar ciertas 
magnitudes corno la masa, volumen, 
tiempo, densidad, velocidad de un móvil, 
temperatura, presión, etc., se emplean 
instrumentos de medida y unidades 
apropiadas. Por ejemplo, la tnasa de cierto 
cuerpo se mide en la balanza, que registra, 
digamos, 20 gramos (20 g); e! peso de un 
cuerpo se mide con el dinamómetro que 
registra digamos 50 Newton (50 N); la 
temperatura de una muestra de agua se 
mide con un termómetro, que registra, por 
decir, 15,5°C; la densidad del alcohol etílico se mide con el densímetro y nos registra 0,789 g/mL (a 
20°C); el volumen de una muestra de ácido sulfúrico se mide con una probeta y nos indica digamos 
84,4 mL.
Como se puede apreciar en estos sencillos ejemplos, utilizamos diversas unidades de medida y su 
representación simbólica. Por lo tanto, todo estudiante de ciencias debe conocer las diversas unidades 
y sus respectivas equivalencias.
Diferentes tipos de termómetros que se fundamentan en la dilatación del 
mercurio, utilizados en laboratorios clínicos y químicos.
En el laboratorio encontramos diferentes tamaños de probetas y Balanza gramera, permite medir la masa de las sustancias
matraces para medir el volumen de un liquido, tal como se muestra con una precisión de hasta un décimo de gramo (0,1 g).
en la figura.
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Q n ím im Ciencia y Sistemas de Unidades 
S IS TE l^ ClAsiCO PE - i '
. i Sistémá p e r ic o ■ -- Sistéthá inglés
Magnitud ;%^Si»Íéimá absoluto^’ífe Sistema Sistema Sistema
-'-v : /■ ' ' ■ . CGS , , MKS
técnico absoluto técnico
Longitud
centímetro
(cm )
metro
(m )
metro
(m )
pie
(ft)
pie
(ft)
Masa gramo
(g )
kilogramo
(kg)
UTM libra
(Ib)
slug
Tiempo
segundo
(s)
segundo
(s)
segundo
(s )
segundo
(s)
segundo
(s)
Fuerza dina(din)
Newton
(N )
kgf Poundal lbf
Energía
Ergio
(erg)
Joule
(J)
kgf.m Poundal.ft Ibf.ft
Donde:
UTM = Unidad técnica de masa 
kg f ó kg = kilogramo fuerza 
Las magnitudes fundamentales son la longitud (L ), masa (M ) y tiempo (T ), considerándose, las 
demás, magnitudes derivadas.
y
PRfNaPAlES EPUlVALENClAS DE UNIDADES > ^ ^
Longitud " ■; Masa(M) ' ;
1 m = 10 dm = 100 cm = 103 mm 
1 km = 1000 m = 105 cm 
1 milla marítima (náutica) = 1852 m 
1 milla terrestre = 1609 m 
1 angstróm (Á ) = 10 8 cm = 10~lom 
1 yarda (yd) = 3 pie = 36 pulg 
1 pie (ft) = 12 pulg = 30,48 cm 
1 pulgada (pulg) = 2,54 cm 
1 miera (/i) = 10"8 cm = 10 6 m
1 kg = 1000 g = 2,2 Ib 
1 Ib = 16 onzas = 453,6'g 
1 onza = 28,35 g 
1UTM = 9,807 kg 
1 slug = 1,488 UTM 
1 tonelada (tn) = 1000kg
‘ '^ T ie m p o lr ) '
1 semana = 7 días 
I día = 24 horas 
1 h = 60 min = 3600 s 
1 min = 60 s
1 dina (din) = S 'cm 
s 2
1 Newton (N ) = kg.m = io5din 
s 2
1 poundal = 0,138 N 
1 kgf = 103 gf = 9,8 N 
1 lbf = 0,448 N
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Q u i m b a
1 joule = 107 ergios
1 caloría (ca l) = 4,184 J
1 kcal = 1000 calorías
1 electronvoltio (eV ) = 1,6x10 "12ergios
1BTU = 252 cal
BTU = British Termal Unit
1 litro x atm = 101,3 J
1 mililitro (m L ) = lcm 3 (cc )
1 litro (L ) = 1 dm3 = 103 mí 
1 barril = 42 L 
1 botella = 956 cc (m L)
1 galón inglés = 4,545 L 
1 galón americano = 3,785 L 
1 pie3 = 28,32 L
/, . ' ' - Á r e i S ® : j ; - /
1 m2 = 104 cm 2 = 10,76 pie2 
1 área = 100 m2
1 hectárea = 100 áreas = 104 m2 
1 acre = 40,5 áreas = 43,560 pie2 
lm 2 = 100 dm2
1 atm = 76 cmHg=760 mmHg
= 1033 g^/cm2
= 14,7Íb’ /pulg2 ( p s i )
= 1,013 x 105 Pa 
lbar = 106 dina/cm2
SISTEMA INTERNACIONAL DE UNIDADES (S.l.)' - J ;
Ante la diversidad de sistemas de unidades y las diversas equivalencias, que hace tediosas las 
operaciones, para homogenizar unidades, nació oficialmente en 1 960 el S.l. que utiliza muy pocas 
unidades y es una ampliación de la forma MKS del Sistema Métrico Decimal. En la decimocuarta 
Conferencia General de 1 971, el Comité Internacional de Pesas y Medidas fija 7 unidades de base, 2 
suplementarias y unidades derivadas, con sus símbolos correspondientes aceptados por todos los países 
del mundo.
En nuestro país a partir de 1 985 es obligatorio su uso, com o Sistema Legal de Unidades de Medida 
del Perú (SLUMP).
Unidades en el sistema internacional
". - 1i ■---- -i;.., ""i" ..JTi..
M agnijtad¿‘:;3 f ‘ ftw4 g ; í ^ n W tó d ^ íjÍ ^Símbolo
Longitud metro m
Unidades base o
FUNDAMENTALES
Masa kilogramo kg
Tiempo segundo s
Intensidad de corriente 
eléctrica Ampere A
Temperatura Kelvin K
Intensidad luminosa candela cd
Cantidad de sustancia mol mol
Ángulo plano radián rad Unidades
SUPLEMENTARIAS
Ángulo sólido estereorradián sr
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— _______________________________________________________________________ Q uím ica, Ciencia y.Sistemas de Unidades
Unidades derivadas
Se caracterizan porque están expresadas en función de las unidades fundamentales, así:
• ‘ ;• \ Magnitud física y/ Unidad /-C. ; Símbolo
Área metro cuadrado m2
Volumen metro cúbico m3
Densidad kilogramo por metro • cúbico kg/m3
Fuerza newtdn N
Presión pascal Pa
Trabajo, Energía joule J
Tensión o fuerza electromotriz 
(FEM) volt V
Cantidad de carga eléctrica coulomb c
Frecuencia hertz Hz
Potencia, flujo calorífico watt W
El nombre de las unidades se escriben con letras minúsculas, salvo en caso de comenzar la frase o 
luego de un punto. El símbolo de las unidades también se representa con letra minúscula, excepto si 
proviene de nombres propios de científicos.
Los símbolos no se pluralizan y no lleva punto.
Ejemplo:
Incorrecto ** ¡.i?* í}; .,.,S e le e "v ;; ; •
4,8 ms 4,8 m 4,8 metros
22,4 Lts 22,4 L 22,4 litros
7 gs 7 8 7 gramos
Los nombres que provienen de científicos deben mantener su forma original. 
Ejemplo: _ ____________ _____________________
„ Incorrecto , Correcto y , ¡^ Se lee
4 voltios 4 volt 4 voltio
6 amperios 6 ampere 6 ampere
Los nombres se escriben en singular cuando la cantidad indicada se encuentra en el intervalo cerrado 
[1; -1 ). Se*escriben en plural cuando la cantidad indicada es mayor que 1 y menor que -1; con 
excepción de las unidades hertz, Siemens y lux.
Ejemplo:
. -* • Plural
1 metro 8 metros
0,5 mol 1,5 moles
0,8 radián 20 radianes
0,5 metro 1,8 metros
1 hertz 20 hertz
0,6 lux 7 lux
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Capítulo I Química. Ciencia y Sistemas de Unidades
Ejemplo: Para un millón de kilogramos.
Resolución:
Como un millón equivale a 106 (prefijo m ega) y un kilo es 103, entonces se puede escribir así:
106x l0 3g = 109g = 1 Gg
Incorrecto Correctp‘Á*5<_-
1 Mkg 1 Gg
Un megakilogramo Un gigagramo
La importancia del dominio de este tema es de realizar las respectivas conversiones entre unidades, ya 
que, para poder realizar operaciones entre magnitudes, se debe homogenizar unidades.
MÉTODO PÍE,CONVERSIÓN PE ONIPADI^:?
Se basa en la equivalencia de una unidad de medida con otra; para ello, se usa el método del factor 
unitario.
Factor unitario
Es un procedimiento para convertir una unidad a otra por medio de factores de conversión. El factor 
de conversión es una relación de igualdad o equivalencia entre 2 unidades o cantidades expresadas en 
forma fraccionaria, cuyo valor es la unidad.
Así:
La relación en el sistema métrico
lm = 10 cm
Esto se puede expresar com o factor unitario:
. 1 m . . 102cm
1 = o 1 = ■
Resolución:
• Equivalencias:
1 km = 103 m 
1 h = 3600 s 
■ Sea la velocidad “v”
X
10 cm lm
v = 721™ X1 J = 72 teft v/lojnW j { ) 
h V * VSüT/ \3600sV
Igualdad de cantidad en el sistema métrico e 
inglés.
1 kg = 2,2 Ib
v = 20 —
Expresando com o factor unitario se tiene:
. 1 kg , . 2,21b1 = -----2 ̂ o 1 = —-----
2,2 Ib 1 kg
Ejemplo 1
Un vehículo se desplaza a la velocidad de
72 ¿Cuál es la velocidad en — ? 
h s
Ejemplo 2
Convertir 11 Ib a gramos 
Resolución:
Sea la masa “m ”:
m = l l ) b x i Í x i ^
2 ,2 \¡é
m = 5000 g
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Químisa
PREFUOS DEL SISTEMA INTERNACIONAL
Son usados para formar ¡os nombres y símbolos de los múltiplos y submúltiplos decimales del 
Sistema Internacional. _____ ___ _______________________
Prefijo , Símbolo Factor
exa E 1018
peta P 10'5
tera T 1012
Para giga G 109
m últiplos m ega M 106
kilo k 103
hecto h 102
deca da 10
deci d 10 1
centi c 10 2
mili m 10 3
Para m icro 10 6
SUBMULTIPLOS nano n 10 9
pico P 10 12
fem to f 10 15
atto a 10 18
Los prefijos tienen por finalidad expresaren números más sencillos magnitudes muy grandes o muy 
pequeñas, así:
10 000 L equivale lOxlO3 L = 10 kL,
3600 000 m equivale a 3,6 x 106 m = 3,6 Mm 
0,0000000032 m equivale a 3,2x10 9 m = 3,2 nm 
0,000000000025 s equivale a 25x 10~12 s = 25 ps
Se observa que para expresar una determinada magnitud, se realiza de la siguiente manera:
; Cantidad ;
j Numérica [PREFIJO] [UNIDAD] i
Asi, se tiene:
24000 m < > 24x 103 m = 24 km
Debemos recordar que cuando se expresa un número utilizando la notación científica, por 
convención la potencia de 10, se escoge de modo que se halle un solo dígito a la izquierda de la coma 
decimal en el número ordinario.
Ejemplo:
8464 J o 8,464 x 103 J = 8,464 kJ 
0,0000572 W < > 5,72 x 10 5 W 
En el sistema internacional de unidades, no se utilizan prefijos compuestos.
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P roblemas R esueltos
PreMemai
La química es una ciencia experimental que no 
estudia la materia, en cuanto se refiere a:
A ) Su composición
B) Sus propiedades físicas y químicas
C) Las leyes que gobiernan sus transformaciones
D) Los cambios de energía asociados a la 
materia
E) Las leyes del movimiento que los gobierna 
Resolución:
Las leyes dei movimiento que gobiernan a los 
cuerpos materiales son estudiadas por la ciencia 
física y no la química.
Rpto: B
Prablema 2
Señale la disciplina que 
conocimientos químicos
A ) Física
C) Medicina
D) Lengua y Literatura 
Resolución:
El estudio de Lengua y Literatura no requiere el 
apoyo de la ciencia química.
R pta :t>
Prablema 3
Estudia los fundamentos o principios básicos 
comunes a todas ias ramas de la ciencia química:
A ) Química descriptiva
B) Química inorgánica'
C ) Química general
D) Química analítica
E) Química aplicada 
Resolución:
Los principios básicos comunes a todo el campo 
de la ciencia química es estudiado por la química 
general.
Problema 4
Para determinar la constitución y fórmula de un 
compuesto químico en forma experimental, se 
requiere conocimientos de:
A ) Química general
B) Fisicoquímica
C) Geoquímica
D) Química descriptiva
E) Química analítica 
Resolución:
La química analítica permite identificar el tipo de 
elemento y la cantidad en que interviene en la 
estructura interna de un compuesto, para luegoestablecer su fórmula. _______
í Rpta: E
Problemas
Señale la disciplina que no pertenece a la química 
aplicada
A ) Geoquímica B) Astroquímica
C) Química industrial
D) Química orgánica E) Petroquímica 
Resolución:
La química orgánica es parte de la química 
descriptiva que estudia los compuestos del 
carbono, no pertenece a la química aplicada.
[Rpta:D
Problemas
La notación científica de los números 0,00405 y 
24 808 son respectivamente:
A ) 4,5x10 5 y 2,48xl04
B) 4,05x10 5 y 2,4808x 104
C) 0,405x 10’2 y 2,48x 105
D) 4,05x10 3 y 2,4808x10"
E) 4,05x10 4 y 2,4808xl05 
Resolución:
0,00405 = 4,05 x 10~3
VAJ j
24808 = 2,4808x104
R p t¿ ;C
no se apoya de los 
B) Arqueología 
E) Mineralogía
Rpta: D
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C ap ítu lo I Q uím ica, Ciencia y Sistemas de Unidades
Problema?
Señalar la proposición incorrecta:
A ) La ciencia es sólo un conjunto de 
conocimientos sistematizados acerca del 
mundo en que vivimos.
B) La tecnología es la aplicación práctica de los 
conocimientos científicos para actuar sobre la 
naturaleza, transformarla y satisfacer las 
necesidades humanas.
C) La tecnología actual se basa en 
conocimientos científicos muy avanzados y 
complejos
D) Los con oc im ien tos c ien tíficos son 
susceptibles de comprobación experimental
E) La ciencia y tecnología no se aplican con 
neutralidad.
Resolución:
La ciencia no sólo es un conjunto de 
conocimientos sistematizados acerca de la 
naturaleza, sino también la investigación científica 
en procura de nuevos conocimientos.
Rpia:Á
Problema!
¿Cuál de los siguientes pasos no corresponden al 
m étodo científico?
A ) Registro de datos
B) Comprobación experimental
C) Deducción de las fórmulas
D) Formulación de hipótesis
E) Observación del fenómeno 
Resolución:
La deducción de fórmulas no constituye uno de 
los pasos del método científico.
fy fá i'C s
Problema 9
Respecto a t e unidades, según el Sistema 
Internacional (S.I.), indicar lo correcto
A ) 0,5 moles B) 20 radián C ) 30 volt
D) 200 kgs E) 50 m.
Resolución:
Analicemos cada alternativa:
A ) Es incorrecto, en t e cantidades fraccionarias 
comprendidas entre 1 y -1, la unidad no se 
pluraliza. Debe ser 0,5 mol
B) Es incorrecto, en cantidades mayores a la 
unidad, la unidad se expresa en plural. Debe 
ser 20 radianes.
C ) Es correcto, la unidad que proviene de 
nombre de un científico lleva el nombre 
original
D) Es incorrecto, la unidad no se pluraliza. Debe 
ser 200 kg
E) Es incorrecto, luego de! símbolo de una 
unidad no se coloca el punto decimal, en caso 
de que se utilice el punto por cuestiones 
gramaticales se debe dejar un espacio en 
blanco.
^Rpta: cj
Problema 10
Se adquiere 4 galones (USA) de aceite lubricante. 
Si la densidad del aceite es de 0,8 kg/L, y cada 
kilogramo de aceite cuesta 2,25 soles, ¿cuál es el 
costo total?
Dato:
1 galón USA = 3,785 L 
Resolución:
Por el método de factor de conversión se tiene:
. . . . . . 3,785 L 0,8 kg S/.2.254 galones USA x — :-----------x —— 2 x —— '■—
galón USA 1L kg
— Costo = S/.27,2 
Problema 11
El diámetro de cierto átomo es 2,54 A. ¿Cuál es la 
medida del diámetro en pulgadas?
Resolución:
Sea “D”= diámetro del átomo 
Mediante factores de conversión:
D = 2,54X x ^ * - l P ulg - D = 10’8pulg 
1X 2,5401/
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Problema 12
La presión que ejerce el aire atmosférico a nivel 
del mar es 1,033 kgf/cm2. ¿Cuál es el valor de esta 
presión en lbf/'pulg2?
Resolución:
Sea “P” = presión atmosférica 
Equivalencias a utilizar 
1 kgf = 2,2 lbf ; 1 pulg2 = 6,45 cm 2
Mediante factores de conversión, tenemos:
W 2,2 lbf 6,45 c/n
P = 1,033-
:F¿ 2 1 'Pu 'S 2
P = 14,7-
lbf
pulg2
Problema 13
Una barra uniforme de acero tiene una longitud 
de 10 pulgadas y su masa es de 6 libras. ¿Cuál es 
la masa de la barra en gramos por cada 
centímetro?
Datos: 1 pulg = 2,54 cm ; 1 lb= 454 g 
Resolución:
Evaluemos la masa de la barra en Ib /pulg
E . - l f i - . 0,6- J i ­
lo pulg pulg
Ahora transformemos a gramos por cm. 
v 454g ip y ig
E = 0,6
pylg l/á 2,54 cm
E = 107,24
cm
Problema 14
Se necesita fundir 20 toneladas de cobre. Por 
cada kilogramo de cobre fundido se gasta 0,5 
toneladas de carbón y se desprende 1 000 calorías 
porcada kilogramo de carbón utilizado. ¿Cuántas 
kilocalorías se desprendieron en total? 
Resolución:
Con datos del problema, plantearnos las 
siguientes equivalencias.
1 kg (Cu) < > 0,5tn(C) = 0,5 x 103 kg (C ) 
lk g (C ) < > 10’ cal = 1 kcal
Luego, por factor unitario hallamos el calor 
necesario para fundir 20 tn(Cu)
20 tn(Cu) = 20x103 kg (Cu) = 2 x l04 kg(Cu)
0,5 x 103Jíg(C)
Q = 2 x lo V s (C u )
■Q = 107 kcal
¡K 8 (Cu)
1 kcal
Problema 15
La densidad del gas hidrógeno H2 a cierta 
condición de presión y temperatura es 
2x10 3g/cm3.
¿Cuántos kilogramos pesan 5 m3 de gas H2? 
Resolución:
Tener en cuenta las equivalencias:
1 m = 102 cm =» 1 m3 = 106 cm 3 
Como: volumen = 5 m 3 
= »Volumen = 5x 106 cm 3
Se sabe: Densidad =
masa
volumen
De donde:
masa = (densidad) x (volumen)
2 x 10
masa = 10 kg
a /
(5x 106cprí3) lkg
i o y j
Problema 16
En una reacción de fisión nuclear, cierta masa 
radioactiva se transforma en energía equivalente 
a 20,9xl0'7 ergios. ¿Cuál es la energía producida 
en kcal?
Resolución:
Equivalencias:
1 J = 107ergios ; 1 kcal = 4 186 J
Sea “E” la energía
E = 2,09 x 10l7^Tg x l k c a l
107 qig 4186/
- E = 4,9 x 106 kcal
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* W "* ’
II
C A P Í T U L O
iw':.. ■
' ^ - .^í y ^
9/ Í26 t t f f l i j lF B a i c i i t t
A. Muestra el sol, que es la principal fuente de energía, ésta luego se transforma en otros tipos de energía 
como calor, biológica, eléctrica, etc. La energía solar cumple función vital en plantas y animales.
B. Muestra el sistema Solar formado por planetas y satélites, dichos cuerpos estelares son cuerpos 
materiales gigantes constituidos por los mismos elementos químicos que hay en la tierra.
C. Tenemos el agua en sus tres estados de agregación molecular: sólido, líquido y gaseoso. El estado 
plasmático es sólo para sustancias simples o elementos, donde ésta se encuentra totalmente ionizado 
(x++e~)
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j M ateria
OBJETIVOS !
• Ser capaz de diferenciar un cuerpo material o físico y ia energía, y cóm o se relacionan ambos, f
• Comprender que, para reconocer los diferentes tipos de cuerpo materia!, se debe conocer sus 1 
propiedades físicas y químicas, según el estado en que se presenta. .
• Aprender a separar los elementos de una mezcla según el tipo de sus componentes utilizando 
técnicas adecuadas y comprender que estas operaciones son tareas cotidianas en el laboratorio 
y ia industria.
• Entender ia importancia de un sistema quu¡¡
INTRODUCCIÓN
Materia, es todo aquello que está a nuestro 
alrededor. Todo lo que form a 'el universo es 
materia, ¡a cual se manifiesta com o cuerpo físico 
o sustancia material y energía. La materia es 
muy compleja en su composición y propiedades; 
en busca de una explicación coherente y lógica 
de su composición y propiedades, es necesario 
clasificar los diferentes tipos de materia.
Así surge la definición de sustancia química 
pura (sim ple y com puesta) y m ezcla 
(hom ogénea y heterogénea ), fenóm eno 
alotrópico, etc. Es necesario también definir el 
sistema químico y estudiar las técnicas de 
separación de mezclas, tan importantes en los 
procesos de separación y purificación de 
sustancias químicas puras. La materia ¿es sólo, 
aquello que posee masa y volum en'' 
Definitivamente no. La energía también es una 
forma de materia, es materia dispersada, com o 
lo sostenía Albert Einstein.
En esta figura, se nene diversos ejemplos de minería, incluyendo la
luz.
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Química
CONCEPTO DE MATERIA _____________________________________
Citemos algunos ejemplos de materia:
A. Cuerpos gigantes del espacio sideral (Tierra, Luna, Marte, las estrellas, etc).
b. Agua, sal de mesa, azúcar, alcohol, etc.
c. Tiza, aire, cuaderno, lapicero, borrador, etc.
d . Luz, ondas de