Química
Unidad 2:
Materia y energía
Materia
Definiciones introductorias
materia: cualquier cosa que tiene masa y volumen
masa: la cantidad de materia en un objeto
peso:
el tirón de la gravedad en un objeto
volumen:el espacio que un objeto ocupa
unidades: L, dm3, ml, cm3
declaraciones: sólido, líquido, o gas
L3
composición: qué la materia se hace
agua:
cobre:
muchos átomos del Cu muchos grupos de
2hy1O
características:
describir la materia
-- qué parece, huele como; su masa, temp., etc.
-- cómo se comporta
átomo: un edificio básico
bloque de materia
diff ~100. clases
Elementos  contiene solamente un tipo de
1. los elementos monatomic consisten en unbonded,
“como” los átomos
e.g., FE, Al, Cu, él
2. los elementos poliatómicos consisten
de varios “como” los átomos enlazados
junto
H2 O2 Br2 F2 I2 N2 Cl2
elementos diatómicos:
otros:
P4 S8
“7 7 7”
alótropos: diversas formas del mismo elemento adentr
las mismas declaraciones
CARBÓN
DEL OXÍGENO
oxígeno-gas(O2)
elemental
carbón
grafito
ozono (O3)
diamante
buckyball
molécula: un grupo neutral de átomos consolidado
Descripción
1 átomo de
oxígeno
1 molécula del
oxígeno
2 unbonded
átomos de
oxígeno
1 fósforo átomo
1 fósforo molécula
4 unbonded
Producto
químico
Símbolo
Modelo
O
O2
2O
P
P4
4P
elementos
pueden consistir en las moléculas o los átomos unbond
fósforo átomos
Compuestos
… contener tipos dos o más diversos de átomos
… tener características de las cuales ser diferente
los de sus elementos constitutivos
sal de tabla Na (sodio):
(NaCl)
Cl2 (clorina):
estalla en agua
gas venenoso
neutrón
Los átomos pueden ser alterados solamente
“bala”
por nuclear
medios del _____.
Las moléculas pueden ser alteradas
químico
por producto
medios del
______.
U
(es decir, reacciones químicas,
cambios químicos)
Ráfaga atómica en Hiroshima
Vagos
Kr del azúcar
e.g., deshidratación
C12H22O11(s)  12 C + 11 H2O (g)
Electrólisis del agua
2 H2O (l)  2 H2(G) + O2(G)
Composición compuesta
Todas las muestras de un compuesto dado
tener la misma composición.
Cada muestra de NaCl prueba iguales,
los derretimientos en el mismo temp., y son
39.3% Na y Cl 60.7% por Massachusetts.
Gas de fosgeno (COCl2) es el carbón 12.1%,
16.2% oxígeno, y clorina 71.7% cerca
Massachusetts Hallazgo # de g de cada elemento aden
254 g de COCl2.
C: 254 g (0.121) = 30.7 g C
O: 254 g (0.162) = 41.1 g O
Cl: 254 g (0.717) de = Cl 182.1 g
Una muestra del butano (C4H10) contiene el carbón de 2
e hidrógeno de 60 g. Hallazgo…
Masa total del A.… de la muestra
288 g C + 60 g H
= 348 g
B.… % de cada elemento en butano
%C=
%H=
288 g C
348 g
60 g H
348 g
= 0.828
= 0.172
82.8% C,
17.2% H
C.… cuánto g de C y H son en una muestra de 24.2 g
C: 24.2 g (0.828) = g 20.0 C
H: 24.2 g (0.172) = 4.2 g H
Una muestra de 550 g de óxido del cromo (iii) (Cr2O3)
tiene Cr de 376 g. Cuántos gramos de Cr y de O
estar en una muestra de 212 g de Cr2O3¿?
376 g Cr
% del Cr =
550 g
68.4% Cr
y
31.6% O
Cr: 212 g (0.684) de = Cr 145 g
O: 212 g (0.316) = 67 g O
óxido del cromo (iii)
Clasificar la materia
Sustancias (puras) … tener una composición fija
… tener características fijas
ELEMENTOS
COMPUESTOS
e.g., FE, N2, S8, U
e.g., H2O, NaCl, HNO3
sulfuro (S8)
cloruro sódico (NaCl)
Las sustancias puras tienen una fórmula química.
Mezclas
dos o más sustancias mezcladas juntas
… tener composición diversa
… tener características diversas
Las sustancias no son químicamente consolidadas,
conservar sus características individuales.
y ellas…
Té, anaranjado
jugo, océanos,
y el aire es
mezclas.
Dos tipos de mezclas
homogéneo: (o solución)
las partículas son microscópicas; la muestra tiene igu
composición y características en todas partes;
mezclado uniformemente
e.g.,
agua salada
Ayuda de Kool
aleación: una mezcla homogénea de metales
e.g.,
bronce (Cu + Sn) estaño (Pb + Sn) latón (Cu + Zn)
Dos tipos de las mezclas (cont.)
heterogéneo:
diversas composición y características en
la misma muestra; irregularmente mezclado
ensalada sacudida
e.g.,
salvado de pasa
suspensión: settles en un cierto plazo
e.g.,
pintura
regalos del nevoso-b
Contraste…
ORO 24K
ORO 14K
24/24 de los átomos es oro14/24 de los átomos es or
oro puro
mezcla de oro y de cobre
elemento
mezcla homogénea
Au + Cu
Au
Carta para clasificar la materia
MATERIA
SUSTANCIA PURA
ELEMENTO
MEZCLA
COMPUESTO
HETEROGÉNEO
HOMOGÉNEO
Una muestra de bronce contiene el cobre de 68 g y la la
A. Encontrar la masa total de la muestra.
Cu de 68 g de + Sn =
7 75
g g
B. Encontrar % del Cu y % del Sn.
68 g Cu
% del Cu =
75 g
90.7% Cu y Sn 9.3%
C. Lo hacen cuántos gramos de cada elemento
¿una muestra de 346 g de bronce contiene?
(El bronce es una mezcla y no está necesario
siempre Sn 90.7% Cu y 9.3%.)
No sabemos.
Sin embargo, si se asume que estos % estar correcto…
Cu: 346 g (0.907) de = Cu 314 g(y Sn de 32 g)
Separación de mezclas
… implica medios físicos, o la comprobación cambia
1. clasificando:
por color,
forma,
textura,
etc.
2. filtro: tamaño de partícula
es diferente
Separando las mezclas (cont.)
3. imán:
una sustancia debe
contener el hierro
4. cromatografía:
algunas sustancias disuelven
más fácilmente que otros
Separando las mezclas (cont.)
5. densidad:“fregadero contra el flotador”
quizás utilizar una centrifugadora
sangre después de highcentrifugación de la velocidad
decantar: para verter
del líquido
Separando las mezclas (cont.)
6. destilación: diversos puntos de ebullición
termómetro
agua hacia fuera
(calentador)
agua adentro
(refrigerador)
más-volátil
sustancia
(es decir, el
con el más bajo mezcla
punto de ebullición)
más-volátil
sustancia, ahora
condensado
fuente de calor
Ningunas reacciones químicas
ser necesario separar mezclas;
as sustancias no son consolidadas
amalgama dental
Densidad
 cómo firmemente está embalado las partículas ser
Densidad =
mass
volume

D 
m
m
V
D
Unidades típicas:
g/cm3 para los sólidos
V
g/ml para los líqui
líquidos
y gases
Vidrio: ¿líquido o sólido?
Para encontrar el volumen, utilizar…
1. una fórmula
V = p r2 h
V=lwh
2. dislocación del agua
Vinit
¿V
Vfinal
=?
Vobjeto = Vfinal - Vinit
** Densidad del agua 1.0
= g/ml = 1.0 g/cm3
Cosas que son flotador “menos denso”
en las cosas que son “más densas.”
(Y cosas que que es un fregadero “más denso”
en las cosas que son “menos densas.”
D < 1 g/cm3
D > 1 g/cm3
D < 1 g/cm3
D < 1 g/cm3
La densidad de un líquido o de un sólido es casi constante,
no importa qué la temperatura de la muestra.
La densidad de gases es alto - dependiente en tempera
Problema galileo del termómetro
En una mañana fría, un profesor camina en a
sala de clase y avisos fríos que todos los bulbos
en el termómetro galileo se amontonan
en un grupo. Donde están los bulbos, en
¿tapa del termómetro o en la parte inferior?
D1
1. Los bulbos esencialmente han fijado masas
D2 y volúmenes. Por lo tanto, cada bulbo
D3 tiene una densidad relativamente fija.
D4
D5
2. El líquido circundante tiene un fijo
la masa, pero su volumen está extremadamente
temperatura-dependiente.
D1
3. La densidad del líquido se puede escribir como…
D liq 
m liq
V liq
… si el líquido es frío:
mliq
Vliq
=
Dliq
D2
tan…
D3
… pero si es caliente:
mliq
Vliq
=
En una mañana fría,
EN LA TAPA
¿dónde están los bulbos?
Dliq
D4
D5
Cálculos de la densidad
1. Una muestra de plomo (Pb) tiene masa
22.7 g y volumen 2.0 cm3. Hallazgo
densidad de la muestra.
m
D
D 
V
m

V
22.7 g
2.0 cm
= 11.35
3
g
cm
3
2. Otra muestra de plomo ocupa 16.2 cm3
del espacio. Massachusetts de la muestra del hallazgo
V
m=DV
 11.35
g
cm
3
16.2
cm
3
 = 184 g
m
3. Un cilindro sólido de 119.5 g tiene radio
1.8 cm y altura 1.5 cm. Hallazgo
1.8 cm
densidad de la muestra.
1.5 cm
m
D
V
D 
m

V = p r2 h
= p (1.8 cm)2(1.5 cm)
= 15.3 cm3
V
119.5 g
15.3 cm
3
= 7.81
g
cm
3
m
8.2 cm
4. Un sólido rectangular de 153 g
tiene longitudes del borde 8.2 cm,
5.1 cm, y 4.7 cm.
¿este fregadero del objeto en agua?
5.1 cm
4.7 cm
(La densidad del objeto del hallazgo y la compara a la densidad del
V=lwh
m
D
D 
m
V
= 8.2 cm (5.1 cm) (4.7 cm)
V

= 197 cm3
153 g
197 cm
3
= 0.78
g
cm
3
<1
No; flota.
UNO DE ÉSTOS
Características de la materia
Las características QUÍMICAS dicen cómo una
sustancia
reacciona con otras sustancias.
Las características FÍSICAS se pueden observar f
químicamente cambio de la sustancia.
UNO DE ÉSTOS
Y
Las características EXTENSAS dependen de la cantidad
del presente de la sustancia.
Las características INTENSIVAS no dependen de
cantidad de sustancia.
Ejemplos:
conductividad eléctrica ........................... P, I
reactividad con agua .............................. C, I
P, E
contenido de calor (energía total) .....................
P, alambre
I
dúctil: puede ser dibujado (tirado) dentro del
maleable: puede ser martillado en forma…P, I
frágil .................................................
P, I
magnetismo ..........................................
P, I
Estados de la materia
SÓLIDO
(())
(())
(())
(())
(())
(())
(())
(())
(())
(())
el vibrar
LÍQUIDO
GAS
(())
(())
(())
(())
(())
el traducir;
cierre junto
el traducir rápidamente;
lejos aparte
Cambios en estado
La energía puso en sistema.
sublimación
fusión
SÓLIDO
ebullición
LÍQUIDO
congelacióncondensación
deposición
Energía quitada de sistema.
GAS
Energía  capacidad de hacer el traba
energía potencial:energía almacenada
-- almacenado en enlaces entre los átomos
e.g., en alimento,
gasolina,
baterías
energía cinética:energía del movimiento
-- el menear, traduciendo,
y rotación de partículas
-- movimiento “caliente” de las partículas del gas
más rápidamente, tener más KE
Edespués = Eantes
Ley de la conservación de la energía:
2 H2 + O2  2 H2O
+

+
+
energía
Para la combustión del acetileno…
Se conserva la energía.
calor, luz, sonido
ENERGÍ
A
EL
PEreactivo
KEtapón
EL
PEproductos
C2H2 + O2
CO2 + H2O
Cambios de la energía
cambio endotérmico: el sistema absorbe calor
-- el cubilete siente frío
cambio exotérmico: el sistema lanza calor
-- el cubilete siente caliente
Elegir “endo” o el “exo.”
regar la ebullición
ENDO
empapelar el burning
EXO
CO2 sublimaciónENDO
congelación delEXO
agua
cocer la condensación
EXO
al vapor
fusión del hielo
ENDO
ACTIVACIÓN
ENERGÍA
R
P
Energía
Energía
P
R
exotérmico
endotérmico
(la mayoría de las reacciones químicas)
(fotosíntesis)
C + O2  CO2
CO2 + H2 C de O + de la luz del sol6H12O6 + O2
El topo
El topo es la unidad del SI
para la “cantidad de sustancia.”
s átomos son así que pequeño, es imposible contarlos cerc
las docenas, los millares, o aún millones.
Para contar los átomos, utilizamos el concepto del topo.
1 topo de
átomos = 602.000.000.000.000.000.000.000 átomos
x 1023 del _______.
Es decir, 1 topo de átomos =6.02
de átomos
¿Cómo
grande es un topo?
… sobre el tamaño de un chipmunk,
pesaje de cerca de 5 onzas. (140 g), y
tener una longitud de cerca de 7 pulgadas (18 cm).
Signifiqué, “cómo son grandes es 6.02
x 1023?”
GRANDE
6.02 x 1023 los mármoles cubrirían
tierra entera (océanos incluyendo)
… a una profundidad de 2 millas.
6.02 x 1023 $1 cuentas apilaron cara a cara
estiraría del Sun a Pluto
… 7.5 millones de veces.
… y trasero
Tarda a luz 9.500 años para viajar eso lejos.
Para cualquie elemento en la tabla periódica,
un topo de ese elemento
(es decir, 6.02 x 1023 átomos de ese elemento)
tiene una masa en los gramos iguales al decimal
número en la tabla para ese elemento.
1023)
Él
2
4.003
10
Ne
20.180
18
AR
átomos del helio
1 topo de (es decir, 6.02 x
tiene una masa de 4.0 gramos.
39.948
36
Kr
83.80
1 mol Ne = g 20.2
54
1 mol AR = 39.9 g
Xe
1 mol Kr = 83.8 g
131.29
1 mol de Xe = 131.3 g 86
Rn
1 mol Rn = 222 g
(222)
Diagrama de la isla
Masa
(G)
1 mol = masa molar (en g)
TOPO
(mol)
Partícula
(átomos)
1 mol = 6.02 x 1023 partículas
Problemas del diagrama de la isla
1. Cuántos topos son 3.79 x 1025 ¿átomos del cinc?
(
3.79 x 1025 en.
1 mol
6.02 x
1023
) =Zn63.0 mol de
en.
2. ¿Cuántos átomos son 0.68 topos de cinc?
0.68 mol.
(
) = 4.1 x 10
6.02 x 1023 en.
1 mol
23 en.
Zn
3. ¿Cuántos gramos son 5.69 topos de uranio?
5.69 mol
(
238.0 g
1 mol
gU
) == 1.354
1.35 x 10 g U
3
4. Cuántos gramos son 2.65 x 1023 ¿átomos del neón?
2.65 x 1023 en.
(
1 mol
)(
6.02 x 1023 en.
g 20.2
1 mol
)
de = Ne 8.9
g
5. ¿Cuántos átomos son 421 g de prometio?
6.02 x 1023 en.
1
mol
421 g
1 mol
145 g
(
)(
)
= 1.75 x 1024 en. P.M.
h
h
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