Química teoría y practica

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QUÍMICA
Teoría y práctica
Walter Cartolín Rodríguez
Q u Im ic a : T e o r Ia y p r á c tic a 
C o le c c ió n U n ic ie n c ia S apie n s 
W a lter C ar to lín R o d r íg u e z
© W alter C artolín Rodríguez, 2007
© Editorial San M arcos E. I. R. L,, ed itor 
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Responsable de edición: A lex Cubas
Prim era edición: 2007 
Segunda edición: 2014 
Tercera edición: d ic iem bre 2015 
Tiraje: 2000 e jem plares
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ISBN: 978-612-315-280-2
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M arzo 2016
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ÍNDICE
Presentación.......................................................................................................................................................................... 11
CAPÍTULO 01: MATERIA Y ENERGÍA
Biografía: Albert E inste in.................................................................................................................................................... 13
Definición................................................................................................................................................................................ 14
Fenóm eno.............................................................................................................................................................................. 14
Propiedades físicas y quím icas........................................................................................................................................ 14
Materia..................................................................................................................................................................................... 15
Materia y energía.................................................................................................................................................................. 16
Relatividad de la m asa ........................................................................................................................................................ 16
Clases de materia................................................................................................................................................................. 17
Sistema disperso.................................................................................................................................................................. 18
Energía.................................................................................................................................................................................... 19
Definiciones im portantes.................................................................................................................................................... 19
Problemas resueltos...................................................................................................... 20
Problemas de examen de admisión UN I........................................................................................................................ 28
Problemas propuestos......................................................................................................................................................... 30
CAPÍTULO 02: TEORÍA ATÓMICA - MODELOS ATÓMICOS - ESTRUCTURA ATÓMICA MODERNA
Biografía: John D alton......................................................................................................................................................... 39
Teorías sobre la constitución de la m ateria ................................................................................................................... 40
Series espectrales del átomo hidrógeno........................................................................................................................ 52
Estructura atómica moderna ............................................................................................................................................ 55
Peso atómico promedio (PA) o masa atómica promedio (A r) ................................................................................... 57
Problemas resueltos............................................................................................................................................................ 59
Problemas de examen de admisión U N I........................................................................................................................ 67
Problemas propuestos......................................................................................................................................................... 69
CAPÍTULO 03: NÚMEROS CUÁNTICOS - CONFIGURACIÓN ELECTRÓNICA
Biografía: Erwin Schródinger............................................................................................................................................. 77
Números cuánticos............................................................................................................................................................... 78
Configuración e lectrónica................................................................................................................................................... 80
Problemas resueltos............................................................................................................................................................ 87
Problemas de examen de admisión U N I........................................................................................................................ 94
Problemas propuestos......................................................................................................................................................... 96
CAPÍTULO 04: TABLA PERIÓDICA
Biografía: Dmitri M endeléyev................................................................................................................................................ 101
Clasificación de los elementos quím icos............................................................................................................................ 102
Tabla periódica actual................................................................................................................................................. 103
Estabilidad qu ím ica .................................................................................................................................................................. 111
Notación de Lew is ................................................................................................................................................................ 112
Problemas resueltos............................................................................................................................................................ 112
Problemas de examen de admisión U N I........................................................................................................................ 120
Problemas propuestos.............................................................................................................................................................122
CAPÍTULO 05: ENLACE QUÍMICO
Biografía: Gilbert Lew is ...................................................................................................................................................... 131
Definición................................................................................................................................................................................ 132
Tipos de en lace .................................................................................................................................................................... 132
Resonancia.,.......................................................................................................................................................................... 134
Geometría m olecular........................................................................................................................................................... 135
Momento dipolar (g ) ............................................................................................................................................................ 136
Polaridad de las moléculas................................................................................................................................................. 136
Enlace m etá lico.................................................................................................................................................................... 137
Fuerzas interm oleculares................................................................................................................................................... 137
Problemas resueltos............................................................................................................................................................ 139
Problemas de examen de admisión U N I........................................................................................................................ 151
Problemas propuestos....................................... 153
CAPÍTULO 06: NOMECLATURA INORGÁNICA
Biografía: Edward Frankland............................................................................................................................................. 161
Definición................................................................................................................................................................................ 162
Función quím ica................................................................................................................................................................... 162
Valencia.................................................................................................................................................................................. 162
Estado de oxidación (EO)................................................................................................................................................... 162
Funciones inorgánicas......................................................................................................................................................... 163
Ácidos especiales.................... .■........................................................................................................................................... 169
R ad ica les ............................................................................................................................................................................... 169
Función s a l............................................................................................................................................................................ 170
A leaciones.............................................................................................................................................................................. 173
Amalgamas............................................................................................................................................................................ 173
Nombres comunes de com puestos................................................................................................................................ 176
Problemas resueltos............................................................................................................................................................ 177
Problemas de examen de admisión U N I........................................................................................................................ 187
Problemas propuestos......................................................................................................................................................... 189
CAPÍTULO 07: CONCEPTOS FÍSICOS
Biografía: Daniel Fahrenheit.............................................................................................................................................. 195
Densidad................................................................................................................................................................................ 196
Densidad de una m ezcla .................................................................................................................................................... 196
Densidad relativa (Dr).......................................................................................................................................................... 197
Peso específico (PE) o (y ) .................................................................................................................................................. 197
Gravedad específico (G E).................................................................................................................................................. 198
Presión .................................................................................................................................................................................... 200
Tem peratura.......................................................................................................................................................................... 209
Problemas resueltos............................................................................................................................................................ 213
Problemas propuestos......................................................................................................................................................... 217
CAPÍTULO 08: UNIDADES QUÍMICAS DE MASA
Biografía: Amedeo Avogadro............................................................................................................................................. 219
Masa atómica (A r) ................................................................................................................................................................ 220
Masa molecular (M ) ............................................................................................................................................................ 220
Atom icidad.............................................................................................................................................................................. 221
Volumen molar ( V J .............................................................................................................................................................. 222
Problemas resueltos............................................................................................................................................................ 225
Problemas propuestos......................................................................................................................................................... 239
CAPÍTULO 09:COMPOSICIÓN ESTEQUIOMÉTRICA
Biografía: Louis P roust......................................................................................................................................... 241
Fórmula empírica (FE)......................................................................................................................................................... 242
6 ■ C o l e c c i ó n U n i c i e n c ia S a p i e n s ____________________________________________________________________
Q u ím ic a ■ 7
Fórmula molecular (F M )..................................................................................................................................................... 242
Problemas resueltos............................................................................................................................................................ 245
Problemas de examen de admisión U N I...................................................................................................................... 251
Problemas propuestos......................................................................................................................................................... 252
CAPÍTULO 10: ESTADO GASEOSO
Biografía: Louis G ay-Lussac............................................................................................................................................. 259
Definición................................................................................................................................................................................ 260
Modelo de un gas Id e a l....................................................................................................................................................... 260
Propiedad macroscópica................................................................................................................................................... 260
Propiedad m icroscópica..................................................................................................................................................... 260
Velocidad prom edio.............................................................................................................................................................. 260
Ecuación general de los gases Ideales (C lausius)....................................................................................................... 261
Procesos gaseosos restring idos...................................................................................................................................... 261
Ecuación universal de los gases ideales........................................................................................................................ 266
Hipótesis de Avogadro y A m pere ..................................................................................................................................... 266
Ley de Avogadro................................................................................................................................................................... 267
Mezcla de gases................................................................................................................................................................... 270
Leyes de la mezcla de gases............................................................................................................................................ 270
Gases húmedos .................................................................................................................................................................. 275
Presión de vapor (P ) .......................................................................................................................................................... 275
Humedad relativa (HR)........................................................................................................................................................ 276
Punto de roc ío ....................................................................................................................................................................... 276
Ley de difusión gaseosa o ley de Thomas Graham ................................................................................................... 279
Problemas resueltos............................................................................................................................................................ 281
Problemas de examen de admisión U N I...................................................................................................................... 288
Problemas propuestos......................................................................................................................................................... 290
CAPÍTULO 11: LÍQUIDOS Y SÓLIDOS
Biografía: Robert B oy le ....................................................................................................................................................... 297
Estado líquido............................................................................................................................... '........................................ 298
Propiedades in tensivas....................................................................................................................................................... 298
Curvas de calentamiento y enfriam iento........................................................................................................................ 299
Diagrama de fa se s ............................................................................................................................................................... 299
Temperatura y presión c ríticas.......................................................................................................................................... 300
Estado só lido ......................................................................................................................................................................... 300
Punto de fusión...................................................................................................................................................................... 302
Sublim ación............................................................................................................................................................................ 302
Problemas resueltos............................................................................................................................................................. 305
Problemas propuestos......................................................................................................................................................... 311
CAPÍTULO 12: REACCIONES QUÍMICAS
Biografía: Antoine Lavoisier................................................................................................................................................ 321
Ecuaciones químicas........................................................................................................................................................... 322
Reacción quím ica.................................................... 322
Balance de reacciones........................................................................................................................................................ 324
Problemas resueltos............................................................................................................................................................ 331
Problemas de examen de admisión U N I....................................................................................................................... 341
Problemas propuestos.........................................................................................................................................................343
CAPÍTULO 13: ESTEQUIOMETRÍA
Biografía: Jacob Berzellus.................................................................................................................................................. 349
Definición................................................................................................................................................................................ 350
Leyes ponderales (relación m asa-m asa)....................................................................................................................... 350
8 ■ C o l e c c i ó n U n i c i e n c ia S a p ie n s
Leyes volumétricas............................................................................................................................................................... 351
Eficiencia o rendimiento de una reacción....................................................................................................................... 352
Pureza o riqueza de una sustancia química.................................................................................................................. 352
Masa equivalente (meq)........................................................................................................................................................ 355
Equivalente gramo (1 Eq)................................................................................................................................................... 356
Problemas resueltos............................................................................................................................................................ 357
Problemas de examen de admisión U N I........................................................................................................................ 369
Problemas propuestos......................................................................................................................................................... 371
CAPÍTULO 14: SOLUCIONES
Biografía: John Tyndall........................................................................................................................................................ 377
Sistema d isperso.................................................................................................................................................................. 378
Clasificación de las dispersiones...................................................................................................................................... 378
Características del agua..................................................................................................................................................... 378
Propiedades del agua.......................................................................................................................................................... 379
Soluciones (d iso luciones).................................................................................................................................................. 379
Unidades de concentración................................................................................................................................................ 381
Neutralización ácido-base.................................................................................................................................................. 382
Dilución.................................................................................................................................................................................... 383
Coloides................................................................................................................................................................................... 383
Problemas resueltos............................................................................................................................................................ 387
Problemas de examen de admisión U N I........................................................................................................................ 399
Problemas propuestos......................................................................................................................................................... 402
CAPÍTULO 15: CINÉTICA QUÍMICA - EQUILIBRIO QUÍMICO
Biografía: Henry Le C háte lier............................................................................................................................................ 407
Cinética qu im ica................................................................................................................................................................... 408
Equilibrio qu ím ico ................................................................................................................................................................. 410
Problemas resueltos............................................................................................................................................................ 414
Problemas de examen de admisión U N I........................................................................................................................ 425
Problemas propuestos......................................................................................................................................................... 427
CAPÍTULO 16: ÁCIDOS Y BASES
Biografía: Johannes Bronsted........................................................................................................................................... 435
Ácido........................................................................................................................................................................................ 436
Base o á lca lis ........................................................................................................................................................................ 436
Teorías de ácidos y bases.................................................................................................................................................. 436
Fuerza de ac idez.................................................................................................................................................................. 437
Equilibrio ión ico ..................................................................................................................................................................... 438
Potencial de hidrógeno (pH).............................................................................................................................................. 439
Indicadores............................................................................................................................................................................. 439
Titulación o neutralización ác ido-base............................................................................................................................ 440
Grado de disociación (a ) .................................................................................................................................................... 440
Hidrólisis de io n e s ................................................................................................................................................................ 441
Solución reguladora.............................................................................................................................................................. 443
Problemas resueltos............................................................................................................................................................ 445
Problemas de examen de admisión U N I........................................................................................................................453
Problemas propuestos......................................................................................................................................................... 455
CAPÍTULO 17: ELECTROQUÍMICA
Biografía: Svante Arrhenius............................................................................................................................................... 461
Definición................................................................................................................................................................................ 462
Celda electrolítica................................................................................................................................................................. 462
Relaciones físico-quím icas................................................................................................................................................. 463
Leyes de Michael Faraday................................................................................................................................................. 463
Q u ím ic a ■
Celdas ga lván icas...........................................................................................................
Celda de concentración..................................................................................................
Batería o p ila .....................................................................................................................
Problemas resueltos........................................................................................................
Problemas de examen de admisión U N I....................................................................
Problemas propuestos....................................................................................................
CAPÍTULO 18: QUÍMICA ORGÁNICA
Biografía: August K eku lé ................................................................................................
Definición............................................................................................................................
Generalidades..................................................................................................................
Diferencias entre compuestos orgánicos e ino rgán icos........................................
Carbono (C ).......................................................................................................................
Clases de carbono...........................................................................................................
Propiedades químicas ...................................................................................................
Fórmulas de un compuesto orgán ico .........................................................................
Isomería..............................................................................................................................
Deducción de fórmulas g loba les..................................................................................
Grupos funcionales..........................................................................................................
Hidrocarburos (H C ).........................................................................................................
Aléanos (R - H ) ................................................................................................................
Alquilo ( - R ).......................................................................................................................
Prefijos comunes (aléanos)...........................................................................................
Nomeclatura IU PA C ........................................................................................................
Metano................................................................................................................................
Alquenos, oleflnas o etilén icos.....................................................................................
Alqulnos acetilénicos......................................................................................................
Hidrocarburos alicíclicos.................................................................................................
Acetileno o e tino ..............................................................................................................
A lquino...............................................................................................................................
Hidrocarburos arom áticos............................................................................................
Benceno (C6H6) ..............................................................................................................
Compuestos aromáticos heterocíclicos.....................................................................
El pe tró leo ........................................................................................................................
Gas natura l.......................................................................................................................
G aso lina ............................................................................................................................
Funciones oxigenadas...................................................................................................
Funciones alcohol (R - O H ).........................................................................................
Función éter (R - O - R’) .............................................................................................
Función aldehido (R - C H O ).......................................................................................
Función cetonas (R - CO - R ) ....................................................................................
Ácidos carboxíllcos (R - C O O H).................................................................................
Funciones nitrogenadas................................................................................................
Función am ina.................................................................................................................
Función am ida.................................................................................................................
Función nitrito (R - C N ).................................................................................................
Función ¡m ina..................................................................................................................
Am inoácidos.....................................................................................................................
Proteínas...........................................................................................................................
Péptidos.............................................................................................................................
V itam inas...........................................................................................................................
A lca lo ides.........................................................................................................................
Glúcidos: ca rboh idra tos ................................................................................................
Problemas resueltos.......................................................................................................
Problemas de examen de admisión UN I...................................................................
Problemas propuestos...................................................................................................
1 0 ■ C o l e c c i ó n U n i c i e n c ia S a p ie n s
CAPÍTULO 19: ECOLOGÍA Y CONTAMINACIÓN AMBIENTAL 
QUÍMICA DESCRIPTIVA - QUÍMICA APLICADA
Biografía: RichardFeynman............................................................................................................................................... 563
Ecología................................................................................................................................................................................... 564
Contaminación quím ica....................................................................................................................................................... 564
Contaminación del a ire ........................................................................................................................................................ 564
Contaminación del agua...................................................................................................................................................... 566
Contaminación del sue lo .................................................................................................................................................... 568
Otros tipos de contam inación............................................................................................................................................ 568
Soluciones a la contam inación.......................................................................................................................................... 569
Tratamiento de residuos nucleares.................................................................................................................................. 569
Química descriptiva.............................................................................................................................................................. 570
Hidrógeno (H )........................................................................................................................................................................ 572
Oxígeno (O )............................................................................................................................................................................ 573
Ozono (O .).............................................................................................................................................................................. 575
Nitrógeno (N )......................................................................................................................................................................... 576
Amoniaco (NH3) ..................................................................................................................................................................... 576
Ácido nítrico (H N 03) ............................................................................................................................................................ 577
Ácido clorhídrico (H C I)........................................................................................................................................................ 578
Vidrios...................................................................................................................................................................................... 579
Agua (H20 ) ............................................................................................................................................................................. 579
Siderurg ia............................................................................................................................................................................... 581
H alógenos.................................!............................................................................................................................................ 583
Química aplicada.................................................................................................................................................................. 584
Problemas resueltos............................................................................................................................................................. 589
Problemas de examen de admisión U N I........................................................................................................................ 600
Problemas propuestos......................................................................................................................................................... 602
PRESENTACIÓN
El libro de Q uím ica de la Colección Uniclencia Sapiens resume de manera didáctica, 
sencilla y ordenada, los temas que actualmente se vienen desarrollando en el curso de Quí­
mica, para que pueda servir como herramienta en la preparación de los estudiantes próximos 
a rendir un examen de admisión, e inclusive, por la manera tan detalla cómo se ha venido 
trabajando el material, puede ser utilizado como libro de consulta para los estudiantes que 
aún cursan el nivel secundario.
El libro presenta diecinueve capítulos, en los cuales se desarrollan los conceptos elemen­
tales y se avanza gradualmente hacia los problemas más complicados; a la vez, cada capítulo 
contiene problemas resueltos que son desarrollados paso a paso, problemas de examen de 
admisión UNI y problemas propuestos con sus respectivas claves.
Cabe resaltar que la selección de los problemas se ha realizado teniendo como base los 
temas de los prospectos de admisión de las diversas universidades. Todas estas característi­
cas manifiestan el afán y el deseo del autor de contribuir con el avance y desarrollo intelectual 
de los estudiantes.
El Editor
Materia y 
energía
Albert Einstein (Ulm, Imperio ale­
mán, 14 de marzo de 1879-Prin- 
ceton, Estados Unidos, 18 de abril 
de 1955) fue un físico alemán de 
origen judío, nacionalizado des­
pués suizo y estadounidense. Es 
considerado el científico más co­
nocido y popular del siglo XX. En 
1905, cuando era un joven físico 
desconocido, publicó su teoría 
de la relatividad especial; en ella 
incorporó, en un marco teórico 
simple fundamentado en postu­
lados físicos sencillos, conceptos 
y fenómenos estudiados antes 
por Henri Poincaré y por Hendrik 
Lorentz. Como una consecuencia 
lógica de esta teoría, dedujo la 
ecuación de la física más conoci­
da a nivel popular: la equivalen­
cia masa-energía, E = me2. Con la 
teoría de la relatividad especial de 
Albert Einstein se inició una nueva etapa, la cinemática relativista, donde el tiempo y el espacio 
no son absolutos y sí lo es la velocidad de la luz.
La equivalencia entre masa y energía descubierta por Einstein obliga a rechazar la afirmación 
de que la masa convencional se conserva porque masa y energía son mutuamente convertibles. 
De otra manera, se puede afirmar que la masa relativista equivalente (el total de masa material y 
energía) se conserva, pero la masa en reposo puede cambiar, como ocurre en aquellos procesos 
relativistas en que una parte de la materia se convierte en fotones.
Fuente; Wifeipedia
1 4 ■ C o l e c c i ó n U n i c i e n c ia S a p ie n s
<4 DEFINICIÓN
Es una ciencia experimental que estudia las propieda­
des, transformaciones y combinaciones que sufre la 
materia.
Siendo la química muy extensa, se divide en:
Química general
Estudia las leyes fundamentales que se relacionan con 
las sustancias químicas y sus transformaciones.
Química inorgánica
Estudia los cuerpos químicos que, generalmente, for­
man parte de la naturaleza inanimada.
Química orgánica o química del carbono
La primera denominación se le dio porque se creía que 
estos compuestos solo se formaban por la actividad vi­
tal de los seres vivos. Se le ha dado, posteriormente, el 
segundo nombre al comprobar que se pueda obtener 
por síntesis. Trata del estudio de los compuestos que 
contienen carbono.
Química analítica
Estudia los métodos para determinar la composición de 
las sustancias, tanto en lo que se refiere a la naturaleza 
de los constituyentes (cualitativa)como a la cantidad 
(cuantitativa).
Química física
Estudia los principios teóricos de la química.
Química industrial
Estudia los procedimientos de obtención a gran escala. 
Bioquímica
Estudia las transformaciones químicas que tienen lugar 
en los seres vivos.
<4 FENÓMENO
Es cualquier cambio que sufre la materia.
Fenómeno fisico
Es un cambio pasajero que no altera la estructura inter­
na de la materia.
Ejem plo :
Dilataciones.
 resorte
F rwnnn F 
*— r m m — *
Al cesar la fuerza F, regresa a su estado original. 
Fenómeno químico
Es el cambio que altera la estructura íntima de la mate­
ria; no es reversible.
Ejem plo :
Combustión de un papel se carboniza y no puede con­
vertirse nuevamente en papel.
Papel
Fenómeno
químico
Cenizas
Fenómeno alotrópico
Cuando un elemento químico se encuentra en 2 o más 
formas diferentes.
E jem plo :
0 2; 0 3 (ozono). Sus propiedades químicas son di­
ferentes.
C (grafito), C (diamante)
(fósforo blanco) (fósforo rojo)
Azufre rómbico
V
Azufre monoclínico
<4 PROPIEDADES FÍSICAS Y QUÍMICAS
Las sustancias se caracterizan por sus propiedades in­
dividuales y algunas veces, únicas.
Una propiedad física
Se puede medir y observar sin modificar la composición 
o identidad de la sustancia. Ejemplo: color, punto de 
ebullición, densidad, etc.
Una propiedad química
Se puede observar esta propiedad al realizar un cambio 
químico. Ejemplo: combustión (combustibilidad), etc. 
Todas las propiedades medibles de la materia pertene­
cen a una de dos categorías: propiedades extensivas 
e intensivas.
Propiedad extensiva
El valor medido de esta propiedad depende de la can­
tidad de materia considerada.
Ejemplo: longitud, masa, volumen.
A mayor cantidad de materia, mayor masa. Los valores 
de una misma propiedad extensiva se pueden sumar.
Propiedad intensiva
El valor medido de esta propiedad no depende de 
cuánta materia (masa) se considere. Ejemplo: tempe­
ratura, densidad, color, etc.
Las propiedades químicas son todas intensivas.
Q u ím ic a ■ 1 5
<4 MATERIA
Es todo aquello que ocupa un lugar en el espacio, se 
caracteriza por tener masa y es perceptible por nues­
tros sentidos. Ejemplo: tiza, perfumes, aire, papel, la­
picero,... etc.
División de la materia
Una de las propiedades de la materia es la divisibilidad 
(partición), por la cual la materia puede ser dividida en 
partes cada vez más pequeñas.
¿Hasta dónde puede llegar esta división? 
Antiguamente se creia que el átomo era la última divi­
sión, pero hoy sabemos que la última división lo consti­
tuyen las partículas subatómicas.
Propiedades generales
Divisibilidad. Propiedad de la materia de dividirse en 
partes, según sea el tipo de proceso. Ejemplo: tiza, pa­
pel,... etc.
Impenetrabilidad. Dos o más cuerpos no pueden ocu­
par un mismo espacio a la vez.
Inercia. Es la resistencia que opone la masa al movi­
miento.
Maleabilidad. Cuando la materia sólida, puede conver­
tirse en láminas delgadas.
Dureza. Es la resistencia que oponen los cuerpos a ser 
rayados.
Estado de la materia
La materia existe en cuatro estados, tres fundamenta­
les y el cuarto estado que es el que más abunda en la 
naturaleza: sólido, liquido, gaseoso y plasmático.
En toda molécula existe dos tipos de fuerzas intermo­
leculares:
Fuerza de atracción (Fa): que nos permite la cohesión 
y el ordenamiento de las moléculas.
Fuerza de repulsión (F„): que permite la separación 
de las moléculas.
[distancia _ atracción;
K © r © - "
! distancia de repulsión í
Estado sólido. Se caracteriza por tener forma y volu­
men definido, debido a que la fuerza de atracción inter­
molecular es mayor que la fuerza de repulsión.
Sólido: amorfo, cristalino (forma geométrica regular).
Estado líquido. Se caracteriza por tener volumen de­
finido y forma variable según el recipiente que lo con­
tenga, debido al equilibrio existente entre la fuerza de 
atracción y la de repulsión.
Estado gaseoso. Estos carecen de forma y volumen 
definido debido a que la fuerza de repulsión intermole- 
cular es mayor que la fuerza de atracción.
Estado plasmático. Es el cuarto estado de la mate­
ria, es energético y se considera al plasma, como un 
gas cargado eléctricamente (ionizado); conformado por 
moléculas, átomos, electrones y núcleos; estos últimos 
provenientes de átomos desintegrados.
Se encuentra a elevadísimas temperaturas de 
20 000 °C. Ejemplo: En el núcleo del Sol, de las estre­
llas, energía atómica.
En la superficie terrestre a una distancia de 200 km, 
se encuentra el plasma de hidrógeno conformando el 
cinturón de Van Alien.
Cambios de estado
La materia cambia de un estado a otro por efecto de la 
temperatura y presión. Ya sea aumentado o disminu­
yendo la energía calórica.
1 6 ■ C o l e c c i ó n U n i c i e n c ia S a p ie n s
LIQUIDO
Curva de calentamiento
"I" vaporización *l"lic
Ejemplo: El H20
r \/ Cuerpo > ,
áb
8 >
Medios _ ''v
nucleares ̂ j
PARTICULA V
MOLÉCULAS
IONES
At o m o s PARTICULAS
SUBATÓMICAS
<4 MATERIA Y ENERGÍA
Según los conceptos modernos se define a la materia, 
como la energía altamente condensada, ya que toda 
transformación de materia es proporcional a una trans­
formación de energía y viceversa.
De acuerdo a la ecuación energética presentada por 
Albert Einstein.
1.a ecuación de Einstein
E = me2
E: variación de la energía (erg; joule) 
m: variación de la materia (g; kg)
c: velocidad de la luz 3 x 1010 = 3 x 108
s s
E jem plo :
Determinar la cantidad de energía que se obtiene al 
desintegrar totalmente un gramo de una sustancia ra­
diactiva. Dar respuesta en ergios.
Resolución:
m = 1 g
c = 3 x 10’ ° cm/s 
Sabemos: E = me2
E = 1 g(3 x 101°cm/s)2 = 9 x 102° ergios
<4 RELATIVIDAD DE LA MASA
Dentro de la física clásica, la masa se considera inva­
riable, pero si logra moverse a velocidades próximas a 
la de la luz, si sufre variaciones: de acuerdo a la ecua­
ción planteada por Einstein.
Ecuación de la relatividad:
ma
' - s
Donde: m0: Masa inicial del cuerpo
m ,: Masa final del cuerpo 
v : Velocidad del cuerpo 
c : Velocidad de la luz: (3 x 1010 cm/s)
E jem p los:
1. ¿En cuánto se incrementa la masa de una partícu­
la cósmica si su velocidad es los 3/5 de la veloci­
dad de la luz?
Resolución:
V :
_9_
25
2.a ecuación de Einstein:
m.
11< — —, —
r 25
rHf ■ m0 — ^ mQ
m„
2. Si se cumple: —- 13 ¿cuál sería la velocidad
m, 2
que alcanzaría dicho cuerpo en ese instante? 
Resolución:
m„De la relación: mf =
Dándole forma y elevando al cuadrado:
Q u ím ic a ■ 17
= 1
=» ( | ) 2 = 1 - 0,75 => v = 0,5 c
=*v = 0,5(3 x 1010cm/s)
v = 1,5 x 1010 cm/s
3. Un cuerpo sale de la tierra con una masa inicial de 
50 kg. En un momento dado su velocidad es de 
150 000 km/s. ¿Cuál es la masa en ese momento?
Resolución:
m0 = 50 kg 
v = 1 5 x 1 0 “ km/s 
c = 3 x 105 km/s
Por la ecuación de la relatividad de Einstein: 
m„
m. =
1 - -
f — i............................. ....
1 / 15 x 10“ \2
Í l 3 x 105 /
Efectuando: m ,= 1 0 0 ^ kg
4. La desintegración de una porción de masa da lugar 
a la liberación de 45 x 1019 erg de energía. Si la 
masa inicial fue de 5 g. ¿Qué porcentaje pasó a ser 
energía?
Resolución:
E = 45 x 10 erg 
c = 3 x 10’ °
E = me2
m = 4Sx1j g L = 0 |S 
(3 x 10 f 
masa transformada 
energía: 0,5 g
Hallando: %
5 g -------- *
0,5 g -------- ►
0 ,5 ,
100%
-¿ -(1 0 0 ) = 10% (pasó a ser energía)
5
5. En un momento dado un cuerpo alcanza la veloci-
Í5dad de ~ -c . ¿En qué porcentaje ha cambiado la 
masa con respecto a la Inicial?
Resolución:
Al cuadrado:
1(100).., (a)
De la ecuación: m, =
m0 3 
m, = - = = = = £m ,
J 2 0 
9
~ñ m0 m0
En ec.(a): — (100) = 50%
<4 CLASES DE MATERIA 
Materia homogénea
Es la materia que presenta un solo aspecto en toda su 
masa y posee las mismas propiedades físicas y quími­
cas en cada punto. Se divide en:
a. Mezcla homogénea. Es una reunión de 2 o más 
componentes, donde solo se aprecia un solo as­
pecto en cada punto, no se puede diferenciar de 
sus componentes, a simple vista.
E jem p lo :
H20= 1 solo aspecto: crista­
lino (incoloro).
Mezcla de Sales: (S 0 4Ca, 
So4Mg, cloro, flúor, 0 2, NaCI, 
... etc).
(A iré) =» mezcla: 0 2, N2, gases nobles, CO+
Granito: cuarzo, mica, feldespato.
Pólvora: azufre, carbón, nitrato de potasio.
Acero: Fe, C.
b. Sustancia. Son especies químicas definidas por 
sus propiedades físicas y químicas y se divide en:
• Sustancia simple (elemento químico). Aque­
lla sustancia conformada por una sola clase de 
átomos definidos por sus propiedades físicas y 
químicas.
Ejem plo :
Fe Cu Pb
T °C ebullición 3000 2336 1620
T °C fusión 1536 1084 327
Densidad 7,86 g/cm3 8,92 11,34
Actualmente existen 107 elementos químicos
• Sustancia compuesta (compuesto). Aquella 
sustancia formada por una sola clase de mo­
léculas. La molécula está formada por átomos 
diferentes. También se encuentra definida por 
sus propiedades físicas.
1 8 ■ C o l e c c i ó n U n i c i e n c ia S a p ie n s
E jem plo :
H20: Posee 2 elementos diferentes (H ,0) 
d = 1 g/cm3 
t, = 100 °C (ebullición) 
t2 = 0 °C (solidificación)
Materia heterogénea
Es la materia en la cual se pueden apreciar porciones 
que se diferencian de otras por las propiedades carac­
terísticas.
Ejem plo :
Agua con piedra, aceite y agua.
E jem plos:
1. Indicar cuántas fases y componentes existen en la 
mezcla con aceite y agua.
Aceite
H20
Fases:
2 fases (difásico)
Componentes: 2: aceite y agua 
Sistema: binario (existe 2 componentes)
De la figura, indicar las fases componentes:
Fases: 3 
(s,l,v): trifásico
Componentes: 1(H20)(s, I, v)
Sistema unitario: 1 componente (H20 )
3. Del sistema de la figura, el recipiente se encuentra 
abierto. Hallar el n.° fases, n.° componentes y el 
tipo de sistema.
n ~ r \ Aceitei A/.V\
\ \ V \ h2o
N 4 Hg
Resolución:
Como el recipiente está abierto influye, el aire
Fases:
5 fases (pentafásico) 
Componentes: 4 (aire, 
H20 (sl), aceite, Hg) 
Sistema cuaternario
r7 /x \ Aceite
V
h 2o
\|
Hg
Según el estado de agregación molecular la ma­
teria:
<♦ SISTEMA DISPERSO
Es una mezcla en la cual se distribuyen las partículas 
en un medio homogéneo. Está conformado por 2 ele­
mentos:
Fase dispersa: el medio donde fluirá el dispersante. 
Fase dispersante o continua: dependiendo del tamaño 
y forma de las partículas dispersas se clasifican:
Sistema grosero o macroscópico
cuando el disperso es observado por el ojo humano. 
Ejemplo: arena y agua.
Sistemas finos
El disperso puede ser observado utilizando el micros­
copio. Pueden ser:
Emulsiones. Conformada por 2 fases líquidas inmisci­
bles. Ejemplo: agua y aceite, leche, mayonesa, diáme­
tro dispersión < 0,005 mm.
Suspensiones. Conformada por una fase sólida y una 
líquida. Las partículas dispersas son relativamente 
grandes. Ejemplo: arcilla, tinta china (negro de humo 
+ H20 )
Coloides. O soles. Es un sistema heterogéneo donde 
el sistema disperso puede ser observado a través del 
ultramicroscopio, el tamaño de las partículas del disper­
so está entre 10 Á y 103 Á.
Según la afinidad de los coloides por la fase dispersante 
se denominan: liófilos (si tienen afinidad) y liófobos (si 
no la tienen). Cuando el medio dispersante es el agua 
se llaman hidrófilos o hidrófobos respectivamente.
La fase dispersa está constituida por partículas llama­
das micelas, las cuales se hallan en continuo movi­
miento, siguiendo trayectorias de zigzag, a este fenó­
meno se denomina movimiento browniano.
Q u ím ic a ■ 1 9
Una propiedad óptica de los coloides consiste en la 
difracción de los rayos de luz que pasan a través de una 
disolución coloidal (efecto Tyndall).
Esto no ocurre si el rayo de luz atraviesa una solución 
verdadera.
Efecto tyndall
Soluciones. Es un sistema homogéneo, de una sola 
fase, donde las partículas de dispersión son Iones o 
moléculas. Ejemplo: solución azucarada (H20 y azú­
car).
Ejemplos de coloides:
Tipo Denominación Ejemplo
Gas en líquido niebla, aerosol líquido espuma, nubes
Gas en sólido polvo, humo, aerosol sólido
piedra pómez, 
humos
Líq. en gas espuma, aerosol niebla, neblina, espuma
Líq. en líq. emulsión leche, mayonesa
Líq. en sol. soles, soluciones coloidales pinturas, ópalo
Sol. en líq. emulsiones sóli­das, geles
clara de huevo, 
gelatina
Sol. en sol. aleaciones, vi­ rubí, esmeralda,drios otras gemas
<i ENERGÍA
Es la capacidad que tienen los cuerpos para realizar un 
determinado trabajo. Pueden ser:
Energía cinética (Ec)
Es propia de los cuerpos en movimiento y se define 
como el semiproducto de la masa de cuerpo por su ve­
locidad elevada al cuadrado.
Donde: Ec = -T m v
m: masa del cuerpo 
v: velocidad
Energía potencial (Ep)
Es propia de los cuerpos en reposo y es virtud de la 
altura tomada como referencia.
Ep = peso(altura)
Energía electromagnética
Son formas de energía que se transmiten siguiendo un 
movimiento ondulatorio, causado por campos magnéti­
cos y eléctricos.
« DEFINICIONES IMPORTANTES
Cambio de estado: líquido - vapor
Punto de fusión
De una sustancia, es la temperatura a la cual se en­
cuentra el equilibrio entre el estado cristalino de alta 
ordenación y el estado líquido más desordenado.
Evaporación
Aquel fenómeno que ocurre en la superficie del líquido.
n n i n n i n m
Líquido — T 
Ebullición
Es una vaporización a temperatura constante y se ob­
serva porque se produce burbujas en la masa del lí­
quido.
Punto de ebullición. De un líquido, es la temperatura a 
la cual la presión de vapor del líquido se hace igual a la 
presión atmosférica que se encuentre sobre él.
Ejem plo :
El H20 hierve a 100 °C 
Presión exterior: 1 atm
SI la Pexl disminuye — T ebullición disminuye 
Volatilización
Es una vaporización rápida e instantánea, que presen­
tan solo algunos líquidos por ser perceptibles por el 
olfato. Ejemplo: líquido volátiles, alcohol, acetona, ron, 
gasolina, etc.
2 0 ■ C o l e c c i ó n U n i c i e n c ia S a p ie n s
PROBLEMAS RESUELTOS H " "
1. Indicar si las siguientes proposiciones son verda­
deras (V) o falsas (F).
I. Todo cambio en los estados de agregación es 
un fenómeno físico.
II. Un sistema homogéneo presenta una sola fase.
III. Toda sustancia constituye siempre un sistema 
homogéneo.
Resolución:
En relación a las afirmaciones:
I. Verdadero
Los procesos de cambio de estado no modi­
fican la identidad de los materiales por lo que 
corresponden a fenómenos físicos.
II. Verdadero
En un sistema homogéneo los componentes se 
distribuyen entre sí de una manera uniforme, 
por lo que forman una sola fase.
Ejemplo: aire
(0 2, N2, Ár, C 0 2, H20 , etc.)
III. Verdadero
La materia pura al estar formado por un solo 
tipo de componente (sustancia), corresponde a 
un sistema homogéneo.
2. Responder verdadero (V) o falso (F) según corres­
ponda:
I. Una sustancia generalmente puede identificar­
se mediante una propiedad intensiva tal como 
su punto de ebullición.
II. Para medir el valor de una propiedad química 
de una sustancia, es necesario que en el expe­
rimento se transforme en nuevas sustancias.
III. En una mezcla, cada sustancia mantiene sus 
propiedades.
Resolución:
Respecto a las proposiciones:
I. Verdadero
La identificación de las sustancias se desarro­
llan en base a la medida de propiedades que 
no dependan de la cantidad de materias (inten­
sivas), como:
• Punto de fusión ó ebullición
• Densidad, etc.
II. Verdadero
La medida de una propiedad química involucra 
necesariamente una relación química.
Ejemplo: calor de combustión:
Combustible + 0 2 — C 0 2 + H20 + calor
III. Verdadero
Los componentes de toda mezcla conserva su
identidad así como sus propiedades, por esa 
razón se pueden separar por medio físicos.
• Destilación
• Evaporación, etc.
.-. V W
3. ¿Cuáles de los siguientes procesos no correspon­
de a un fenómeno químico?
I. Combustión de papel.
II. Laminado de un alambre de cobre.
III. Evaporación de la acetona.
IV. Fermentación del jugo de uvas.
Resolución:
Se denominan fenómenos a aquellos procesos don­
de ocurre transformación de la materia, pueden ser:
• Físicos: no hay cambio en la identidad delmaterial.
• Químicos: hay cambio en la identidad, ya que 
se forman nuevas sustancias.
Los fenómenos:
• Combustión del papel: se forman C 0 2 y Fl20 .
• Fermentación del jugo de uvas: se forma alcohol. 
Son químicos ya que aparecen nuevas sustancias. 
Fenómenos físicos:
• Laminado del cobre.
• Evaporación de la acetona.
.-. No son fenómenos químicos II y III.
4. Indicar si las siguientes proposiciones son verda­
deras (V) o falsas (F).
I. Los compuestos son sustancias que pueden 
descomponerse por medios químicos en sus­
tancias más simples.
II. El agua potable constituye una mezcla homo­
génea.
III. En la naturaleza suele encontrarse la galena de 
color negro, junto con el cuarzo de color blanco, 
constituyendo una mezcla homogénea.
Resolución:
En relación a las proposiciones:
I. Verdadero
Las sustancias compuestas al estar formados 
por la unión química de dos o más elementos 
se pueden descomponer por medios químicos. 
Ej.: electrólisis del NaCI fundido (líquido).
NaCI,ID Na Cl 2(9 I
elementos
Verdadero
El agua potable presenta los componentes:
H?0, CL, 02, co;2
Indistinguibles uno de otros
Es una mezcla homogénea (materia impura).
Q u ím ic a I I 21
III. Falso
Al reunir los siguientes componentes:
• Galena: color negro.
• Cuarzo: color blanco.
Se forma una mezcla heterogénea, ya que se 
distinguen por su color.
.-. W F
5. Dadas las siguientes proposiciones referidas a fe­
nómenos que puede sufrir la materia, determinar la 
alternativa de respuesta que contiene fenómenos 
físicos:
I. El yodo se sublima siendo sus vapores de color 
violeta.
II. La electrólisis del agua.
III. El sodio pierde electrones.
Resolución:
Para que un fenómeno sea físico, no debe haber 
cambio en la identidad del material (es el mismo al 
final).
De acuerdo a los procesos:
I. Sublimación del yodo (F). Solo ocurre cambio 
en su estado físico, según:
*2(s> — *
color violeta
II. Electrólisis del agua (Q). El H20 se descom­
pone en sus elementos por el paso de la co­
rriente eléctrica (ce):
ce
^0(1) *■ H 2i g, + 0 2l g,
elementos
III. Oxidación del sodio (Q). Esto ocurre por pér­
dida de electrones, generalmente se forma un 
oxido:
Na(s) + 0 2(g) — ► Na20 (sl 
óxido
Es un fenómeno físico (F), solo I.
6. Clasifica los siguientes fenómenos como físicos (F) 
o químicos (Q) respectivamente:
I. Una gota de agua que se evapora.
II. Una hoja de una planta que se calcina.
III. Un pollo a la brasa que se carboniza.
IV. La ropa húmeda que se seca.
Resolución:
Identificamos los procesos siguientes como físicos 
(F) o químicos (Q):
I. Evaporación del agua (F). Corresponde solo a 
un cambio de estado físico, según:
^2̂ (1) * Fl20 (v)
II. Calcinación de una hoja (Q) Ocurre la com­
bustión de los compuestos orgánicos en su in­
terior formándose: C 0 2 y Pl20 .
III. Carbonización (Q). De un pollo a la brasa, esto 
ocurre por combustión.
IV. Secado de la ropa (F). Al igual que el proceso 
I, ocurre por evaporación del agua.
.-. Los procesos son: FQQF.
7. Identificar como cambio físico (F) o químico (Q) se­
gún corresponda:
I. Formación de la nieve.
II. Oxidación del metal hierro.
III. Filtración de una muestra de agua turbia.
IV. Sublimación del hielo seco, C20 (s)
Resolución:
Los procesos siguientes se pueden clasificar 
como:
I. Formación de nieve (F). Esto ocurre mediante 
el cambio de estado, denominado sublimación 
inversa o deposición del agua, según:
H20 (vi ------> H20 isi
en las nubes en la nieve
II. Oxidación del hierro (Q). Por acción del oxí­
geno (0 2) se forma una nueva sustancia: el óxi­
do.
Fe(s) + 0 2íg) * FeO(s)
óxido
III. Filtración del agua turbia (F). Con la finalidad 
de separar los sólidos en suspensión, no hay 
cambio en la identidad de los materiales.
IV. Sublimación dei hielo seco (F). El C 0 2 sólido 
pasa directamente a la forma gaseosa, según:
CO21S) ---- » C 0 2(g)
.-. Los procesos son; FQFF.
8. Indicar la relación correcta entre fenómeno - tipo 
de fenómeno
I. Quemar papel - fenómeno físico
II. Digestión de alimentos - fenómeno químico.
III. Rotura de un material - fenómeno físico.
Resolución:
Relacionamos los fenómenos como físicos (F) o 
químicos (Q):
I. Quema de papel (Q). Ya que esto provoca su 
combustión, produciéndose C 0 2 y H20 .
II. Digestión de alimentos (Q). Dentro del siste­
ma digestivo los alimentos son degradados en 
sustancias más sencillas para ser asimilados.
III. Rotura de un material (F). Corresponde a un 
proceso mecánico por el cual se obtienen por­
ciones más pequeñas de material, sin alterar su 
identidad.
.-. La relación correcta para el tipo de fenómeno 
son II y III.
9. Indicar aquel fenómeno que implica el cambio de 
estado denominado deposición:
I. Una laguna que se seca en días cálidos.
II. El agua que se transforma en vapor en un caldero.
2 2 ■ C o l e c c i ó n U n i c i e n c ia S a p ie n s
III. Gotas de agua que se forman sobre una botella 
de gaseosa fría.
IV. Formación de hielo a partir del agua en los lagos.
V. Formación de nieve en los andes peruanos.
Resolución:
El cambio de estado llamado deposición se deno­
mina también como sublimación inversa, ya que 
involucra el paso directo de gas o vapor a la forma 
sólida.
Gas o T t Sólido
vapor
Esto debido a un cambio brusco en la temperatura 
(enfriamiento).
.-. De acuerdo al problema el cambio correspon­
diente a este proceso es formación de nieve en 
los andes peruanos
H2O1VI — * h 2o (s)
nube nieve
10. Indicar verdadero (V) o falso (F) en las siguientes 
proposiciones:
I. Los valores de una propiedad física de ios com­
ponentes de una mezcla pueden sumarse para 
obtener el valor de la propiedad para la mezcla.
II. Para medir una propiedad química de una sus­
tancia, esta debe de algún modo transformarse.
III. El calor de vaporización es una propiedad físi­
ca; mientras que la energía de reacción es una 
propiedad química.
Resolución:
Respecto a las proposiciones:
I. Falso
En toda mezcla solo son aditivas las propieda­
des que sean extensivas como:
• Volumen
• Peso, etc.
II. Verdadero
La medida de una propiedad química involucra 
necesariamente una reacción química, por lo 
tanto, la transformación del material.
III. Verdadero
Las propiedades:
• Calor de vaporización (cambio de estados) 
es físico.
• Calor de reacción es químico.
.-. F W
11. Identificar como propiedad física (F) y química (Q) 
según corresponda:
La gasolina combustiona vigorosamente en pre­
sencia de oxígeno gaseoso. Está formada por una 
mezcla de hidrocarburos, los cuales presentan tem­
peratura de ebullición en el rango de 40 a 200 °C, 
aproximadamente. En este intervalo de temperatura 
están algunos componentes que son volátiles.
Resolución:
Las propiedades son aquellas características que 
presentan los objetos materiales que sirven para 
diferenciarlos, pueden ser:
• Físicas: su medida no altera la identidad del 
material.
• Químicas: su medida altera la identidad del ma­
terial (se forman nuevas especies).
Propiedades de la gasolina:
• Combustión vigorosa: forma C 0 2 y H20 y libera 
energía (Q).
• Temperatura de ebullición entre 40 °C y 200 °C: 
solo cambia de estado (F).
• Volátil: se evapora fácilmente y rápidamente (F). 
.-. Propiedades: QFF
12. Indicar cuántas propiedades intensivas han sido 
mencionadas:
Generalmente los metales son sólidos cristalinos 
que se caracterizan porque sus unidades estructu­
rales están ordenadas en forma regular, tienen un 
orden continuo. Dentro de sus características más 
importantes podemos mencionar: poseen brillo, 
tienen alta conductividad eléctrica y térmica; ade­
más, pueden ser transformados a láminas debido 
a su maleabilidad. Generalmente presentan alta 
densidad.
Resolución:
Propiedades de los sólidos:
• Brillo
• Conducción eléctrica
• Conducción térmica
• Maleabilidad
• Densidad
Todos corresponden a propiedades físicas e inten­
sivas, ya que su valor es constante independiente 
de la cantidad medida.
13. Indicar verdadero (V) o falso (F) en las proposicio­
nes siguientes:
I. El estado coloidal es el cuarto estadode la ma­
teria.
II. Una mezcla de sal y agua puede tener punto de 
ebullición definido.
III. Todo sistema homogéneo es una solución.
IV. Todo cambio de estado de agregación involucra 
cambios de presión y/o temperatura.
Resolución:
De acuerdo a las proposiciones:
I. Falso
El término estado solo se verifica para la mate­
ria pura; los coloides son mezclas, por lo que no 
representa un estado físico de la materia.
II. Falso
El punto de ebullición corresponde a una pro­
piedad intensiva de la materia, por lo que solo 
lo presentan las sustancias y no las mezclas.
Q u ím ic a ■ 2 3
III. Verdadero
Se denomina sistema homogéneo, cuando los 
componentes (más de 1) presentan en consu­
mo una sola fase, a esto llamamos solución.
IV. Verdadero
Todo cambio de estado de agregación.
Se debe modificar P y/o T (proceso físico).
.-. FFVV
14. Indicar en las siguientes proposiciones, cuáles son
verdaderas (V) o falsas (F).
I. Los sistemas se clasifican como homogéneos o 
heterogéneos.
II. En un sistema heterogéneo puede haber una o 
más fases.
III. La mezcla de agua líquida y hielo (realizada a 
0 °C) es un ejemplo de sistema heterogéneo).
Resolución:
Respecto a las proposiciones.
I. Verdadero
Un sistema es una región del universo que el 
objeto de nuestro estudio, puede ser:
(1 sola fase)Homogéneo
Heterogéneo (más de 1 fase)
Falso
Un sistema es heterogéneo cuando sus com­
ponentes se pueden distinguir, por lo que se 
observa dos o más fases.
Verdadero
Consideremos el sistema:
Se observa dos fases, por lo que es heterogéneo. 
.-. VFV
15. En la lista de compras de reactivos químicos de un 
laboratorio figuran:
Amoniaco, NH3 
Toxígeno (ozono), 0 3
Dihidrógeno de carbono (hielo seco), C 0 2(s)
Agua oxigenada 
Acero inoxidable
¿Cuántas sustancias simples, compuestas y mez­
clas se mencionan en la lista respectivamente?
Resolución:
Se dispone de los siguientes reactivos químicos:
Ozono (0 3) 
Hidrógeno (H2
sustancias 
simples (elementos)
• Amoniaco (NH3) 1 compuestos
• Dióxido de carbono (C 0 2) {
• Agua oxigenada (H20 y H20 2) 1 mezc|gs
• Acero inoxidable (Fe, C, Cr) J
Corresponde a 4 sustancias (materia pura) de las 
cuales 2 son simples y 2 son compuestas, además 
de 2 mezclas (materia impura).
16. Señale la alternativa que contiene a una mezcla, 
una sustancia compuesta y un elemento, en ese 
orden.
I. Aire, ácido sulfúrico, agua destilada.
II. Oro de 18 kilates, cloruro de sodio, ozono.
III. Agua destilada, dióxido de carbono, cobre.
IV. Agua potable, grafito, cloro.
V. Diamante, glucosa, aluminio.
Resolución:
En la relación a las muestras.
I. Aire (M): 0 2, N2, ...
Ácido sulfúrico (C): H2S 0 4 
Agua (C): H20
II. Oro de 18 kilates (M): Au y Ag 
Cloruro de sodio (C): Nací 
Ozono (E): 0 3
III. Agua destilada (C): H20 
Dióxido de carbono (C): C 0 2 
Cobre (E): Cu
IV. Agua potable (m): H20 , Cl2,...
Grafito (E): C
Cloro (E): Cl2 ,
V. Diamante (E): C 
Glucosa (C): C6H120 6 
Aluminio (E): Al
Por lo tanto, la alternativa que posee una mezcla (M), 
un compuesto (C) y un elemento (E) es el número II.
17. A continuación se proponen algunas varieda­
des de materia: aire, oro 18 kilates, agua pota­
ble, Na2C 0 3(s), suspensión de harina en agua, 
NaCL(ac), plata, C12H220 11(ac), KCL(s), Pt. 
¿Cuántas de las variedades de materia son sus­
tancias simples?
Resolución:
Se denomina sustancia simple a la materia pura 
que representa a un elemento químico.
• Átomos o moléculas del mismo átomo.
Las muestras:
• Aire: 0 2, N2,...
• Oro de 18 kilates: Au, Ag
• Agua potable: H20 , Cl2,...
Na2C 0 3
• Suspensión de harina en agua
• NaCI(ac): NaCI, H20
• Kcl
C i2H220 1ijacj. H20 , C12H220 1l
2 4 ■ C o l e c c i ó n U n i c i e n c ia S a p ie n s
Son elementos químicos
• Plata (Ag) 1 ,
) son elementos químicos
• Platino (Pt) J H
Por lo tanto, tenemos 2 sustancias simples.
18. Indique con verdadero (V) o falso (F) a cada propo­
sición según corresponda:
I. El valor de una propiedad intensiva de una mezcla 
generalmente puede obtenerse sumando el valor de 
esta propiedad para cada componente de la mezcla.
II. Una propiedad extensiva puede emplearse 
para Identificar una sustancia.
III. Una propiedad química puede emplearse para 
identificar una sustancia.
Resolución:
Respecto a las propiedades.
I. Falso
En toda mezcla solo las propiedades extensi­
vas son aditivas, ya que dependen de la masa 
de cada componente.
II. Falso
La identificación de una sustancia depende de 
propiedades constantes e independientes de la 
masa (intensivas) como:
• Densidad
• Punto de fusión, etc.
III. Verdadero
Se puede identificar a sustancias usando propiedades 
químicas, siempre que estas sean intensivas como:
• Electronegatividad.
• Poder oxidantes, etc.
19. ¿Cuáles son las características asociadas a las 
sustancias en general?
I. Composición variable.
II. Propiedades independientes de los componen­
tes de origen.
III. Punto de fusión constante.
IV. Composición definida.
V. Mezcla homogénea.
Resolución:
Se denomina sustancia a la materia pura, debido a 
que está formado por el mismo tipo de componente:
• Átomos
• Moléculas (unidades fórmulas)
Se caracterizan por:
• Posee composición definida.
• Punto de fusión o ebullición constante.
• En el caso de compuestos, propiedades inde­
pendientes de los elementos origen.
Por lo tanto, las alternativas II, III y IV
20. Respecto a los cambios de estados de agregación 
para el enfriamiento de una sustancia gaseosa en 
el siguiente orden: I, II y III.
(III)
I (D (II)
GAS LIQUIDO SOLIDO
Resolución:
Procesos de cambios de estado:
(III)
Nombres:
I. Gas — *■ Líquido: licuación
II. Líquido — ► Sólido: solidificación
III. Gas — * Sólido: Sublimación inversa o deposición
21. Se tiene una suspensión de arena en una solución 
acuosa de sal (NaCL).
Indique la secuencia de métodos que se debe apli­
car para separar la sal de los otros componentes.
Resolución
Se prepara una mezcla de los componentes.
• H20
• Arena
• NaCI
El Nací se disuelve en el agua
La arena debido a su gran tamaño no se disuelve
en agua.
Separación:
• Filtración: A través de una membrana (papel fil­
tro) se separa la arena.
• Evaporación: Por calentamiento se separa el 
H20 y NaCI.
22. Dadas las afirmaciones:
I. Los fenómenos químicos en los seres vivos son 
estudiados por la química orgánica.
II. El primer paso del método científico es el re­
gistro.
III. El CO y el C 0 2 no son compuestos orgánicos.
IV. La composición química de la Tierra está a car­
go de la geoquímica.
¿Cuáles son verdaderas?
Resolución:
• La química orgánica estudia los compuestos 
del carbono.
• El método científico se inicia con la observa­
ción.
• CO y el C 0 2 son compuestos inorgánicos.
• La geoquímica estudia la composición química 
de nuestro planeta.
Por lo tanto, los números III y IV son verdaderas.
23. Calcule el valor de: Q = (megaf(piccO
centi
Resolución:
Q = (1£ f x _ 10_ .-. Q = 1,0 x 102 
10"2
24. En un proceso de desmaterialización una partícula 
discreta se transforma totalmente en una energía
de 6,3 x 10“ 5 J. ¿Cuál es su masa?
Q u ím ic a ■ 2 5
Resolución:
 E
C2
„ _ 6,3 x 1CT5Jm — —~z
( 3 x 1 08)2
m = 7,0 x 10 22 kg
m =7,0 x 10 22 x 103—5— g .-. m = 700 zg
10
25. Convertir 0,000025 TN a fN.
Resolución:
0,000025 TN = 2,5 x 10~5TN
0,000025 TN = 2,5 x 10~5 x 1012 N
0,000025 TN = 2,5 x 107- f M
10 16
0,000025 TN = 2,5 x 1022fN
26. En el reposo relativo una partícula tiene una masa 
m0 y cuando alcanza una velocidad “v" (0 < v < c) 
su masa llega a ser mf. ¿Qué valor debe tener “v ”
. m„
i H f f - s f - J H F - l
* I v f 1 /V i2 8 v 2 /2
- 1 - ( c ) = 9 =* ( c ) = 9 =* c = Q T"
v = 2 (T 4 1 )(300000) ... v = 282 000 km/s
27. Respecto a la materia:
• La materia no sustancial es energía.
• Algunos cuerpos alcanzan la velocidad de la luz.
• En el estado plasmático, la materia esta ioniza­
da a altas temperaturas.
• El acero es una mezcla formada por Fe, C y Sn. 
¿Cuántas afirmaciones son correctas? 
Resolución:
La materia puede ser: sustancial (cuerpo)