Unidad 01: Química, el estudio del cambio.

Avance del capítulo.

  • Este capítulo inicia con una breve introducción al estudio de la química y su función dentro de la sociedad moderna.

  • A continuación conoceremos las bases del método científico, que es una metodología sistemática para la investigación en todas las disciplinas científicas.

  • Definiremos el concepto de materia y observaremos que una sustancia pura puede ser un elemento o un compuesto. Distinguiremos entre una mezcla homogénea y una heterogénea. aprenderemos que, en principio, toda la materia puede existir en cualquiera de los tres estados: sólido, líquido o gaseoso.

  • Para caracterizar una sustancia necesitamos conocer sus propiedades físicas, las cuales son observables sin que sus propiedades químicas e identidad sufran cambio alguno, lo que sólo puede demostrarse mediante cambios químicos.

  • Debido a que se trata de una ciencia experimental, la química involucra el uso de las mediciones. conoceremos las unidades básicas del Si (Sistema internacional de medidas) y emplearemos sus unidades derivadas en cantidades como el volumen y la densidad. También estudiaremos las tres escalas de temperatura: celsius, Fahrenheit y Kelvin.

  • Con frecuencia, l


os cálculos químicos implican el uso de cantidades muy pequeñas o muy grandes, y una manera conveniente para tratar con algunas de estas cifras es la notación científica. En los cálculos o mediciones cada cantidad debe presentar el número adecuado de cifras significativas, las que corresponden a dígitos importantes.

Clases

Primera clase: Definición y aporte de la química.


Segunda clase: Estados de agregación. Propiedades de la materia.

Tercera clase: Conversiones


Laboratorio 01.

Química y método científico


Práctica 01

Estudio de la química. Materia

La siguiente práctica es solo es para repasar los conceptos. Si tiene alguna duda, puede consultar al profesor los días lunes, martes o jueves.

1. Realice una descripción de un laboratorio de mezclas homogéneas y heterogéneas y demuestre con argumentos válidos por qué su práctica de laboratorio demuestra que la química es una ciencia.

2. Lea cuidadosamente la siguiente información.

El método científico es una metodología para obtener nuevos conocimientos, que ha caracterizado históricamente a la ciencia, y que consiste en la observación sistemática, medición, experimentación, y la formulación, análisis y modificación de hipótesis. Las principales características de un método científico válido son la falsabilidad, y la reproducibilidad y repetibilidad de los resultados, corroborada por revisión por pares. Algunos tipos de técnicas o metodologías utilizadas son la deducción, ​ la inducción, la abducción, y la predicción, entre otras.

Tomando en cuenta la información anterior, aplique el método científico al tema “Las propiedades de la materia” y establezca argumentos que le permitan demostrar que la química es una ciencia.

3. El libro de texto establece que “La química es el estudio de la materia y los cambios que ocurren en ella”. Con argumentos válidos agregue detalles que, según su opinión, le faltan a esta definición.

4. Clasifique cada uno de los siguientes como elemento, compuesto, mezcla homogénea o mezcla heterogénea:

a) agua salada.

b) helio gaseoso.

c) cloruro de sodio (sal de mesa).

d) una botella de refresco.

e) una malteada.

f) aire en una botella.

g) concreto.

h) Agua con azúcar.

i) La sosa caustica disuelta en agua.

j) El arroz con frijoles.

k) Agua y diesel.

l) Agua y gasolina.

m) Vinagre y aceite.

n) La sopa de fideos.

o) Agua y gravilla.

p) Hojarasca y ramitas secas.

q) La masa para galletas.

r) El Agua y aceite.

s) Agua con sal

t) El ácido clorhídrico en agua.

u) El ácido sulfúrico en agua.

v) El cloro disuelto en agua.

w) El vinagre con agua.

x) La masa de un pastel.

y) La cera y el agua.

z) Tierra y aserrín.

5. Señale un ejemplo de mezcla homogénea y otro de mezcla heterogénea.

6. Señale ejemplos de un elemento y de un compuesto. ¿En qué se distinguen los elementos de los compuestos?

7. Use ejemplos para explicar la diferencia entre propiedades físicas y químicas.

8. ¿En qué difiere una propiedad extensiva de una intensiva? indique cuáles de las propiedades siguientes son intensivas y cuáles extensivas:

a) longitud.

b) volumen.

c) temperatura.

d) masa.

Práctica 02

Conversiones

La siguiente práctica es solo es para repasar los conceptos. Si tiene alguna duda, puede consultar al profesor los días lunes, martes o jueves.

1. Un bloque de madera mide 2,0 cm X 3,5 cm X 0,52 cm y su masa es de 1,53 g. ¿Cuál es la densidad de la madera?

2. Una esfera de plomo tiene una masa de 1,20x104 g y su volumen es de 1,05x103 cm3. calcule la densidad del plomo.

3. El litio es el metal menos denso que se conoce (densidad: 0,53 g/cm3). ¿cuál es el volumen que ocupan 1,20x103 g de litio?

4. En la determinación de la densidad de una barra metálica rectangular, un estudiante realiza las mediciones siguientes: 8,53 cm de longitud, 2,4 cm de anchura, 1,0 cm de altura y 52,7064 g de masa. calcule la densidad del metal con el número correcto de cifras significativas.

5. Un tubo cilíndrico de vidrio de 12,7 cm de longitud se llena con mercurio. La masa del mercurio necesario para llenarlo es de 105,5 g. calcule el diámetro interno del tubo. (Densidad del mercurio = 13,6 g/mL).


6. La vainillina (usada para dar sabor al helado de vainilla y otros alimentos) es una sustancia cuyo aroma es detectable por la nariz humana en cantidades muy pequeñas. El límite de umbral es de 2,0x 10−11 g por litro de aire. Si el precio actual de 50 g de vainillina es de 62 000 colones, determine el costo para que el aroma de vainillina sea detectable en un hangar para aviones, con volumen de 5.0x107 pies3.

7. El volumen total de agua en el mar es de 1,5x1021 L. Suponga que el agua salada contiene 3,1% de cloruro de sodio en masa y que su densidad es de 1,03 g/mL. Calcule la masa total de cloruro de sodio en kilogramos y toneladas. (1 tonelada = 2 000 lb; 1 lb = 453,6 g.)

8. Las mediciones muestran que 1,0 g de hierro (Fe) contiene 1,1x1022 átomos de Fe. ¿cuántos átomos de Fe contienen 4,9 g de Fe, que es la cantidad total promedio de hierro en adultos?

9. La calcopirita, el principal mineral de cobre (Cu), contiene 34,63% de Cu en masa. ¿cuántos gramos de Cu pueden obtenerse a partir de 5,11x103 kg del mineral?

10. ¿Cuál es la temperatura en la que el valor numérico en un termómetro de grados celsius es igual al de un termómetro de grados Fahrenheit?


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