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Química I Grado en Bioquímica Tema 1: Introducción. http://cwx.prenhall.com/petrucci/chapter1/deluxe.html BLOQUE 1 - PRESENTACIÓN Tema 1.- INTRODUCCIÓN 1.- Clasificación de la materia 2.- Medida de las propiedades de la materia ¿POR QUÉ ESTUDIAR QUÍMICA? Observación natural o experimental Propuesta de explicación: hipótesis Experimentos diseñados para comprobar la hipótesis Se revisa, si los experimentos muestran que la hipótesis no es adecuada Introducción Etapas del Método Científico. 3 Teoría (o modelo) que amplía la hipótesis y proporciona predicciones Experimentos para probar las predicciones de la teoría Se establece la teoría; a no ser que, nuevos experimentos u observaciones indiquen fallos del modelo Se modifica la teoría si los experimentos muestran que el modelo no es adecuado Materia: Es todo lo que ocupa un lugar en el espacio y tiene masa Su composición: Hace referencia a las partes o componentes que integra esa porción de materia y a sus proporciones relativas Sus propiedades: Hace referencia a las cualidades o atributos utilizados para distinguir una porción de materia de otra En una trasformación química debe Una porción de materia se describe con: ¿CUÁL ES OBJETO DE LA QUÍMICA? El estudio de la materia y sus transformaciones químicas Introducción 4 En una trasformación química debe observarse un cambio en la composición de la porción de materia Una propiedad química es la capacidad o incapacidad de una porción de materia para experimentar un cambio en su composición, bajo ciertas condiciones En una transformación física pueden cambiar las propiedades físicas de la porción de materia, pero la composición permanece inalterada Maleable Dúctil Conductor Etc… Estados de la materia Sólido Gas Introducción 5 Un líquido tiene la capacidad de fluir cubriendo el fondo y adoptar la forma del recipiente que lo contiene. Un sólido ocupa un volumen en forma definida. Un gas tiene la capacidad de expandirse hasta ocupar el recipiente que lo contiene. LíquidoLos átomos o moléculas están próximos y en disposición, generalmente, ordenada (cristales). Los átomos o moléculas están a grandes distancias.Los átomos o moléculas están generalmente separados por distancias mayores que en un sólido. 1) Clasificación de la materia "Nada existe excepto átomo y espacio; el resto tan sólo son opiniones" Demócrito (460 a.C.-390 a. C.) La materia está formada por unidades diminutas denominadas ÁTOMOS La composición y las propiedades de un elemento o compuesto son uniformes en cualquier parte de una porción determinada, o en Un elemento químico es una sustancia formada solamente por el mismo tipo de átomo Un compuesto químico es una sustancia en la que se combinan entre (Actualmente existen 115 tipos diferentes de átomos de los que 90 se pueden encontrar en la naturaleza) 6 una porción determinada, o en porciones distintas del mismo elemento o compuesto Mezcla heterogénea: Los componentes se separan en zonas diferenciadas. Por tanto, la composición y las propiedades varían de una zona a otra Mezcla homogénea o disolución: Composición y propiedades uniformes en cualquier parte de una porción determinada; pero puede variar de una porción a otraMEZCLAS de sustancias (elementos o compuestos) sustancia en la que se combinan entre sí átomos de diferentes elementos (La entidad más pequeña en la que se mantienen las mismas proporciones de los átomos constituyentes que en el compuesto químico se denomina molécula) Esquema de clasificación de la materia MATERIA ¿Puede separarse por un proceso físico? NO SI Clasificación de la materia 7 ¿Puede descomponerse por un proceso químico? ¿Es totalmente uniforme? SUSTANCIA MEZCLA HOMOGÉNEA HETEROGÉNEAELEMENTOCOMPUESTO SI NO SI NO El sistema científico de medidas se llama “Système Internationale d’ Unités” (SI) Prefijo Múltiplos y Submúltiplos exa (E) 1018 peta (P) 1015 tera (T) 1012 giga (G) 109 mega (M) 106 kilo (k) 103 La química es una ciencia cuantitativa 2) Medida de las Propiedades de la materia (unidades SI) 8 MAGNITUDES BÁSICAS SI Magnitud física Unidad Abreviatura Longitud metro m Masa Kilogramo Kg Tiempo segundo s Temperatura Kelvin K Cantidad de sustancia mol mol Intensidad de corriente eléctrica amperio A Intensidad luminosa candela cd kilo (k) 10 hecto (h) 102 deca (da) 10 deci (d) 10-1 centi (c) 10-2 mili (m) 10-3 micro (µ) 10-6 nano (n) 10-9 pico (p) 10-12 fento (f) 10-15 atto (a) 10-18 Unidades derivadas Las propiedades que se expresan mediante la combinación de las magnitudes fundamentales, son magnitudes derivadas y sus unidades se llaman Una magnitud importante que se expresa mediante unidades derivadas es el volumen Medida de las propiedades de la materia 9 derivadas es el volumen sus unidades son de (longitud3) y la unidad estándar SI es el m3. Magnitud extensiva: depende de la cantidad de materia observada. Ejemplo: la masa y el volumen. Magnitud intensiva: es independiente de la cantidad de materia observada. Ejemplo: la densidad (razón de masa y volumen). Incertidumbre en las medidas científicas. Precisión o grado de reproducibilidad de la magnitud medida, se refiere a la 3.1. Calidad de la medida. Errores Accidentales: errores atribuibles a las limitaciones del experimentador, capacidad para leer un instrumento científico, manipulación … Medida de las propiedades de la materia Aleatorios: incertidumbre inherente a la capacidad de medida de los instrumentos Sistemáticos: errores inherentes a los instrumentos de medida 10 Precisión proximidad de los resultados cuando la misma magnitud se repite varias veces. Ejemplo: consideremos la masa de un objeto medida en dos balanzas diferentes Exactitud, se refiere a la proximidad de una medida a un valor aceptable o valor “real”. Granatario Balanza analítica Tres medidas 10,4; 10,2; 10,3 10,3107; 10,3108; 10,3106 Valor medio Reproducibildad 10,3 g ±0,1 g 10,3107 g ±0,0001 g Precisión Baja o poca Alta o buena Cifras significativas Balanza analítica: 10,3107 g 3.2. Expresión numérica de la medida. es una indicación de la capacidad del dispositivo de medida y de la precisión de las medidas. Granatario: 10,3 g Tres cifras significativas Seis cifras significativas Medida de las propiedades de la materia 11 0 . 0 0 4 0 0 4 5 0 0 Cifras NO significativas Cifras significativas 0 . 0 0 4 0 0 4 5 0 0 Ejemplo Cero sin valor representativo Ceros utilizados para posicionar la coma decimal Ceros al final de un número entero y a la derecha de la coma decimal Redondeo de los resultados numéricos Si el dígito a eliminar es 5; 6; 7; 8; ó 9 Si el dígito a eliminar es 0; 1; 2; 3; ó 4 Aumentamos el último dígito en una unidad Dejamos el último dígito sin cambiar Medida de las propiedades de la materia 12 Si debemos expresar un resultado con tres cifras significativas ¿Cómo redondearemos las siguientes cantidades? 15,453 14775 15,54 Ejemplo:
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