Sistemas Materiales, Propiedades, M

1

• Sistemas Materiales, Propiedades, Métodos de
  separación, etc.
• Cristina Pasqualini
• Química Básica

2
CONCEPTO DE QUÍMICA

• Parte de la ciencia que se ocupa del estudio de
  la composición, estructura, propiedades y
  transformaciones de la materia, de la
  interpretación teórica de las mismas, de los
  cambios energéticos que tienen lugar en las
  citadas transformaciones y de los efectos
  producidos sobre ellas al añadir o extraer
  energía en cualquiera de sus formas.

3
PROPIEDADES DE LA MATERIA

• FÍSICAS ( se perciben con los sentidos ). Será
  una propiedad que tiene una muestra de materia
  mientras no cambie su composición.
• EXTENSIVAS
• Dependen del tamaño de los cuerpos
• INTENSIVAS O ESPECÍFICAS
• Son características del cuerpo que se considere,
  independientes de su forma o tamaño. Ejemplo
  color, olor, PE, PF, densidad, etc. Son
  dependientes del ambiente externo ( presión y
  temperatura)
• QUÍMICAS se ponen de manifiesto cuando el
  sistema se transforma en otro de naturaleza
  diferente ( transformación química ). Ej. se
  coloca un trozo de Fe en una solución de HCl
• Fe 2 HCl FeCl2 H2

4
CLASIFICACIÓN DE LOS SISTEMAS MATERIALESen base
a las propiedades de la materia

• Homogéneos Presenta en todas sus partes las
  mismas propiedades intensivas
• SUSTANCIAS PURAS simples( Al, Fe, Zn) o
  compuestas ( Nacl Ca (0H)2 , H2O)
• SOLUCIONES son mezclas homogéneas de dos o más
  sustancias.Ej.
• Liquidas agua alcohol azúcar y agua
• Sólidas Aleaciones ( acero, oro blanco, bronce,
  alpaca, etc.) y Amalgamas

5

• Sustancia pura, forma de materia HOMOGÉNEA de
  composición uniforme e invariable y cuyas
  propiedades físicas y químicas son idénticas, sea
  cual sea su procedencia.
• Las sustancias puras se identifican por sus
  propiedades características, es decir, poseen una
  densidad determinada y unos puntos de fusión y
  ebullición propios y fijos que no dependen de su
  historia previa o del método de preparación de
  las mismas. Por ejemplo, el agua pura, tiene una
  densidad de 1 g/ cm3, su punto de fusión normal
  es 0 C y su punto de ebullición normal es 100
  C, en determinadas condiciones de presión y
  temperatura (estas deben especificarse siempre).
  Por Ej. La densidad es el cociente de masa y
  volumen, pero a mayor temperatura el volumen
  aumenta y por lo tanto modifica el valor de
  densidad, así mismo, el agua hierve a 100 ºC a
  presión normal (1 atm), si la presión es menor el
  agua hierve a menor temperatura. Las propiedades
  intensivas cuantificadas, se denominan constantes
  físicas, en condiciones especificadas de presión
  y temperatura, con ellas se confeccionan tablas y
  ellas nos permiten caracterizar las sustancias.
  
• Las sustancias puras a su vez las clasificamos
  en sustancias simples y compuestas

6

• Sustancias simples
• Sustancia formada por un solo tipo de átomos que
  no puede ser descompuesta o dividida en
  sustancias más simples por medios químicos
  ordinarios.

7

• Sustancias compuestas formada por dos o más
  elementos que se combinan en proporción
  invariable.
• El agua, por ejemplo, está formada por tres
  átomos dos de hidrógeno unidos a un solo átomo
  de oxígeno.
• Hay otras moléculas mucho mas grandes por ejemplo
  la gammaglobulina, proteína de la sangre, formada
  por 19996 átomos sólo de cuatro tipos carbono,
  hidrógeno, oxígeno y nitrógeno.

8

• Heterogéneos Presentan propiedades intensivas
  diferentes según la zona que analicemos. Cada
  conjunto de zonas con propiedades intensivas
  iguales recibe el nombre de fase. La superficie
  de separación entre ellas se llama interfase.
• Debemos establecer un criterio para esta
  clasificación, dado que la leche observada
  visualmente es un sistema homogéneo, pero
  observada con el microscopio óptico es un sistema
  heterogéneo, ya que podemos diferenciar los
  glóbulos de grasa dentro del sistema. Por ello se
  establece que en un sistemas homogéneos las
  partículas tienen un diámetro menor a 1 nm ( 1
  manómetro 10 -9 m), mientras que los sistemas
  los sistemas heterogéneos las partículas tienen
  un diámetro mayor a 1 nm .

9
Separación de sistemas Homogéneos

• 1. Destilación

10
Separación de sistemas Homogéneos

• 2.Evaporación y cristalización la evaporación
  consiste en eliminar el disolvente líquido,
  quedándonos con el soluto. Para favorecer la
  evaporación podemos calentar la mezcla o dejar
  que esta ocurra lentamente. La cristalización es
  el depósito del sólido disuelto en el líquido por
  alguno de los siguientes métodos
• 1- por enfriamiento, habitualmente se disuelven
  mejor los sólidos en los líquidos la aumentar la
  temperatura. Si nosotros enfriamos deberá tener
  menos sólido disuelto en el líquido, el sólido
  que sobra acabará depositándose en el fondo del
  recipiente (cristalización).
• 2- por evaporación, al disminuir la cantidad de
  disolvente deberá tener menos sólido disuelto, el
  que vaya sobrando a medida que se evapore el
  líquido se depositará en el fondo del recipiente
  (cristalización).

11

• 3.Cromatografía

12
Sistemas Heterogéneos

• Dispersiones groseras se ven a simple vista
  Ej. Agua y arena
• Dispersiones finas se ven a microscopio . En
  general los podemos denominar coloides. Sin
  embargo los podemos dividir base al tamaño de las
  partículas en función del método de observación
• Microscopio óptico Suspensión fina ( mayores a
  100 nm). Ej. Leche Emulsiones Ej. Mayonesa
• Microscopio electrónico Suspensión coloidal
  Ej. Aerosoles, humo , etc. ( partículas muy
  pequeñas , menores a 100 nm y mayores o iguales
  a 1 nm )

13
Separación de sistemas Heterogéneos

• 1. Tamización para separar mezclas sólidas donde
  hay diferencia en el diámetro de las partículas
  de cada miembro del sistema.

14

• 2. Disolución la diferencia en el diámetro de
  las partículas es pequeña , entonces aprovecho
  alguna propiedad de uno de los componentes para
  separarlos, ejemplo pimienta molida y azúcar ,
  esta ultima es soluble en agua. Agrego agua,
  separo por filtración la pimienta, luego evaporo
  el agua de la pimienta por desecación. El azúcar
  queda en el liquido, evaporo, y luego cristalizo
  el azúcar.

15

• 3. Centrifugación se emplea cuando tengo
  partículas sólidas muy pequeñas, suspendidas en
  liquido, y hay diferencia en la densidad de los
  componentes. Se utiliza un instrumento de
  laboratorio denominado centrifuga.

16

• 4.Filtración se emplea para separar sólidos de
  líquidos , cuando el diámetro de partículas
  sólidas lo permite, hay diferentes diámetros de
  filtros ( papel, milipore, etc.).

17

• 5, Decantación se utiliza para separar mezclas
  de líquidos, no miscibles, de diferentes
  densidades, las fases se pueden observar en forma
  visual. Se emplea un instrumento llamado ampolla
  de decantación

18

• 6.Sedimentación y decantación es un método que
  me permite separar un componente sólido cuando el
  diámetro de partícula es grosero, Ej. Una mezcla
  de agua y arena. Se deja sedimentar, luego se
  decanta el líquido a otro recipiente, utilizando
  como guía una varilla de vidrio
• Hay otros métodos de separación, solo enunciamos
  algunos. En muchos casos se utilizan para la
  separación de mezclas, una combinatoria de
  métodos.

19
Ejemplo supongamos que debemos separar los
componentes (sustancias que componen el sistema)
de una mezcla heterogénea formada por sulfato de
cobre, arena y agua.
20
TRANSFORMACIONES DE LA MATERIA

• TRANSFORMACIÓN FÍSICA. Se dice que se ha
  producido una transformación física cuando una
  muestra de materia cambia alguna de sus
  propiedades físicas, pero su composición
  permanece inalterada. Eje. Paso de agua sólida a
  agua líquida.
• TRANSFORMACIÓN QUÍMICA. Se dice que se ha
  producido una transformación QUÍMICA cuando una
  muestra de materia se transforma en otra muestra
  de composición diferente. Ej. C2H5OH 3O2 ? 2CO2
  3H2O

21
LEY DE LA CONSERVACIÓN DE LA MASA (LAVOISIER)

• En un sistema cerrado, sin intercambio con el
  exterior, la masa contenida en él permanece
  constante aunque se produzcan reacciones químicas
  en su interior. (en una reacción química, la
  cantidad de materia es la misma al final y al
  comienzo de la reacción)

22
Ecuación química

• La ecuación química ajustada simboliza la
  naturaleza y cantidades de las sustancias que
  participan en un proceso o cambio químico. La
  relación entre las cantidades de las sustancias
  que intervienen en la ecuación química se
  denomina estequiométrica.
• Una ecuación química ajustada es una ecuación
  algebraica, en la que se ponen las sustancias
  reaccionantes en el primer miembro y los
  productos de la reacción en el segundo, separados
  ambos miembros por un signo igual o por una
  flecha cuya punta indica el sentido en el que se
  produce la reacción. Cuando la reacción es
  reversible se pone una doble flecha. Las
  condiciones de la reacción se suelen poner por
  encima o debajo de la o las flechas.

23
Relaciones estequiométricas

• Relaciones moleculares.
• Relaciones en peso.
• Relaciones peso-volumen y volumen - volumen

24
Formas de expresar las concentraciones de las
Soluciones

• Molaridad, M
• Molalidad, m
• Normalidad, N
• Fracción molar
• ppm