sábado, 7 de noviembre de 2015

Las interacciones de la materia y la energía:


  • Plantas de energía química: 
  • Se aplican calor y presión a materias primas como el petróleo crudo para transformarlos en sustancias útiles que necesitamos.
En la imagen se muestra una planta petrolífera.
  • Centrales eléctricas:
  •  Reaccionar los combustibles con el aire. La energía potencial almacenada en el combustible se libera como energía cinética (calor) que se utiliza para trabajar generando electricidad.
En la imagen se muestra una central solar térmica y un poco el esquema de su funcionamiento.

Sistemas químicos:


 Son las proporciones de materia que se someten a estudio. Cada una de las partes homogéneas que presenta un sistema químico se denomina fase. Las fases pueden ser sólidas, líquidas o gaseosas. Atendiendo al número de fases pueden ser homogéneos o heterogeneos.
  • Sistemas homogéneos: Presentan una única fase. Por ejemplo cobre.
En la imagen se muestra un cable de cobre.
  • Sistemas heterogéneos: Se distinguen varias fases. Por ejemplo mezcla de aceite y agua.
En la imagen se muestra un sistema heterogéneo de agua y aceite.

Energía:

  • ¿QUE ES?

  • Capacidad de realizar trabajo.
  • Energía cinética: Energía asociada al movimiento. Matemáticamente se puede expresar como 1/2mv^2.
  • Energía potencial: Energía asociada a la posición. Matemáticamente se puede expresar como mgh.
energía cinética y energía potencial
En esta imagen se ilustran los conceptos de energía cinética y energía potencial. En los extremos de la rampa el patinador, tiene energía potencial, ya que está a una altura, pero no tiene energía cinética porque no está en movimiento. En el medio de la rampa posee energía cinética ya que está en movimiento pero no posee energía potencial ya que está “en altura 0”.

  • Otras clases de energía: Térmica, sonora, luminosa, química, nuclear. Son formas o bien de energía cinética o bien de energía potencial. Dependen o del movimiento o de la posición de las partículas.
  • Calor en una sustancia: es la suma de las energías cinéticas de todas las partículas que la componen.
  • Temperatura: Medida de la energía cinética de las partículas en la misma. En una sustancia caliente, las partículas tienen más energía cinética que en una sustancia fría.

Materia:

materia y energía
En la imagen se muestra la famosa ecuación de Albert Einstein, que expresa como la materia se puede transformar en energía y la energía se puede transformar en materia. Esta ecuación es una equivalencia y no una forma de energía.

Materia:

  • La materia es todo aquello que nos rodea.
https://i2.wp.com/su.doku.es/wp-content/images/200705/silla_puzzle.jpg
https://descubrirlaquimica.files.wordpress.com/2010/11/9515c-vaso_agua.jpg
Todo lo que nos rodea es materia: Unas sillas un vaso … Las dos imágenes que se muestran superiormente a este texto muestran formas de materia.
  • Se denomina materia todo aquello que tiene masa y que ocupa un lugar en el espacio, es decir un volumen.

Toda la materia tiene masa y volumen.
  • Las propiedades de la materia se clasifican en dos grupos: generales(masa y volumen) y específicas(color, dureza etc)
  • La materia se presenta en tres estados de agregación: sólido, líquido y gaseoso.
  • Cuando las partículas de una substancia ganan o pierden energía la substancia puede cambiar de estado. Cambios de estado:
En las siguientes imágenes se ilustran los cambios de estado de agregación:



De sólido a líquido: Fusión. De líquido a gas: vaporización. De sólido a gas: Sublimación. De gas a líquido: Condensación. De líquido a sólido: Solidificación. De gas a sólido: Sublimación inversa.
Un ejemplo de sublimación es el hielo seco que se utiliza por ejemplo en los conciertos.
hielo seco
HIELO SECO
Características de los estados de agregación:
Estados de agregación
En esta imagen se ven resumidas las características de los estados de agregación de un modo visual.

Gas:


-Masa fija a menudo muy pequeña para su gran volumen.
-No tiene un volumen fijo: puede ser comprimido. Tiende a ocupar el máximo volumen.
-No tiene forma fija: puede fluir (viento). Tiende a ocupar la forma del recipiente.
-Sus fuerzas de repulsión son mucho mayores que las de atracción.

Difusión: Las partículas de un gas se mueven tan rápida y aleatoriamente (están en constante movimiento y su movimiento es de traslación) que se distribuyen en todas las direcciones hasta que encuentran la pared del recipiente que las contiene, esto es porque sus fuerzas de repulsión son mayores que las de atracción. Esta es la razón de que dos gases se mezclen por completo entre sí.

-Teoría cinético-molecular:
Tanto las características de los estados de la materia como los procesos de cambio que en esta se suceden son explicados mediante la llamada teoría cinético – molecular que podemos resumir de la siguiente manera:
Una muestra gaseosa está constituida por un enorme número de partículas de tamaño muy pequeño y a unas distancias unas de otras mucho mayor que el citado tamaño. Las partículas se mueven en un movimiento rectilíneo y uniforme, caotico, y con choques perfectamente elásticos todo ello regido por unas fuerzas que pueden ser de atracción y de repulsión.

Esta imagen resume de un modo visual la teoría cinético – molecular. Se trata de una muestra gaseosa en un recipiente y las partículas chocando entre ellas, con choques perfectamente elásticos y con un M.R.U caótico. Todo ello regido por unas fuerzas de atracción y repulsión.
Para expresar correctamente su estado de la  materia hay que definir la presión, el volumen y la temperatura.

Líquido:


– Sus partículas tienen movimientos de traslación.
-Masa fija.
-Volumen fijo: incompresible.
-Tiende a ocupar la forma del recipiente. Sus fuerzas de atracción y repulsión son semejantes.
-Fluible.
-Sus fuerzas de atracción son equivalentes a las de repulsión.
Para determinar el estado de materia sólo necesitamos la temperatura.

Sólido:


-Sus partículas vibran.
-Masa fija.
-Volumen fijo.
-Incompresible.
-Sus fuerzas de atracción son mucho mayores que las de repulsión.
-Forma fija.
-Es incompresible e influible.
-Pueden ser cristalinos(enfriamiento lento, las partículas han tenido tiempo de formar redes ordenadas) y amorfos “polvos” (enfriamiento rápido, las partículas no han tenido tiempo de ordenarse).
Sus fuerzas de atracción son mayores que las de repulsión.
Para determinar el estado de materia sólo necesitamos la temperatura.

-Puntos de fusión y ebullición: Temperaturas a las que las sustancias puras cambian de estado. Se utilizan para: reconocer sustancias y para comprobar la pureza.
Sublimación – Sólido a gas – Hielo seco (yodo – CO2).

Formulación y nomenclatura de los compuestos inorgánico



En este artículo vamos a ver como se nombran y formulan los compuestos inorgánicos a nivel básico. Conviene leer el artículo estado de oxidación de un elemento ya que es necesario.Pondré una presentación con símbolos de elementos que es fácil confundir al principio del artículo.Veremos compuestos binarios, ternarios y cuaternarios. He elaborado unas presentaciones en las que se explica cada tipo de compuestos y hay ejemplos.

Este artículo consta de varias partes escritas en distintos momentos del tiempo, por lo que no voy a poner al final la fecha de la última actualización, en cada parte aparece la fecha de la última actualización.

En química inorgánica existen tres maneras de nombrar un compuesto: La tradicional, la Stock y la sistemática. 


La tradicional no está siempre recomendada por la IUPAC  por lo que sólo la voy a explicar en dos situaciones:
  1. Está recomendada por la IUPAC.
  2. Aunque no esté del todo recomendada por la IUPAC, esos nombres aún aparecen en libros, comercio ...
En esta imagen se muestra una tabla periódica. Es importante tenerla presente para este artículo. Recuerdo que se denominan grupos a las columnas de la tabla periódica y períodos a las filas Los períodos se numeran del 1 al 7, los grupos del 1 al 18, es posible que en algunas tablas periódicas aparezcan nombrados con con números romanos
 Vamos a repasar algunos símbolos de elementos químicos antes de ver cómo se nombra y formula:



-COMPUESTOS BINARIOS:

Como su nombre indica son aquellos compuestos en los que para la formación de una molécula del mismo participan dos especies químicas distintas.









 IMPORTANTE: ¡LOS PERÓXIDOS NO SE SIMPLIFICAN!



-COMPUESTOS TERNARIOS:
Como su nombre indica son compuestos en los que en su formación intervienen tres especies químicas distintas.





Antes de seguir hablando de compuestos ternarios, vamos a hacer un pequeño paréntesis para hablar de iones, ya que son necesarios a la hora de formular y nombrar los compuestos que vamos a encontrar más adelante.





-COMPUESTOS CUATERNARIOS:

Como su nombre indica son compuestos en los que en su formación intervienen cuatro especies químicas distintas.


El laboratorio de química


Un laboratorio de química es un lugar de trabajo, en el que sino se conoce una determinada información pueden ocurrir accidentes. Por otra parte también es necesario conocer el material con el que se va a trabajar ya que el material de laboratorio tiene un coste económico, sino se utiliza cada instrumento para lo que es se pueden producir rupturas o deterioro del mismo. En este artículo trataremos estos aspectos.


-NORMAS DE TRABAJO Y SEGURIDAD EN UN LABORATORIO DE QUÍMICA:




-PICTOGRAMAS DE SEGURIDAD:

La etiqueta de un frasco de reactivos nos proporciona bastante información sobre el mismo. En la misma se muestran los pictogramas de seguridad que nos indican la peligrosidad del mismo. Todo químico debe conocer estos pictogramas de seguridad y el significado de los mismos.

En la siguiente presentación lo explicamos. Antiguamente había otros pictogramas de seguridad, los pondré ya que aún aparecen en algunos frascos de reactivos, después pondré los pictogramas de seguridad actuales y finalmente un resumen sobre la equivalencia entre los pictogramas de seguridad antiguos y los actuales.



-EL MATERIAL DE LABORATORIO:

En esta parte del artículo lo que hago es mostrar el material más común en los laboratorios de química en distintas presentaciones: Material de vidrio, material de vidrio esmerilado, material de porcelana y material de química. Posteriormente hago una presentación en la que explico lo que es el material aforado, como se debe medir con el y cada tipo de material aforado. Finalmente hago una presentación para explicar para que sirve cada material de laboratorio citado en los apartados anteriores.









Como expresar resultados científicamente

Los científicos somos muy estrictos a la hora de expresarnos en el lenguaje y a la hora de representar los datos que obtuvimos en un experimento. Existen unas normas universales que todos debemos seguir, para entendernos entre nosotros y llevar a las mínimas confusiones.

-MEDIDA DE LAS PROPIEDADES DE LA MATERIA. UNIDADES 

DEL SISTEMA INTERNACIONAL:


El valor de una magnitud se expresa como el producto de un número por una unidad.
Por ejemplo: 43,2 (número) · km (unidad)
El sistema legal de unidades vigente en ciencias es el Sistema Internacional de Unidades (SI). Las unidades básicas del sistema internacional de unidades son las siguientes:

SISTEMA INTERNACIONAL

Estas unidades tienen definiciones que si os interesa leerlas podéis encontrarlas en el siguiente artículo: definiciones de las unidades básicas del sistema internacional.
Existen más de 40 unidades derivadas del sistema internacional, la manera correcta de expresarlas es en función de las unidades fundamentales del sistema internacional. Ejemplos de estas son:
  • Densidad: m/V la unidad correcta sería kg/m^3
  • El área: S^2 la unidad correcta sería m^2.
  • El volumen: La unidad correcta sería m^3.
Existen unos prefijos que todo científico debe conocer, ya que se usan mucho en ciencia, sirven para saber a que unidad nos referimos.

prefijos científocos

Hubo muchas situaciones a lo largo de la historia en las que por no expresar correctamente las unidades, o por la falta de las mismas, hubo accidentes, enormes cantidades de dinero gastadas inútilmente, etc. Por lo que poner unidades en los resultados es importante, y escribir estas como es debido también es importante.

-LA INCERTIDUMBRE EN LAS MEDIDAS CIENTÍFICAS:


En la medida experimental del valor de una magnitud física, la diferencia entre el valor medido y el verdadero valor (siempre inalcanzable) se denomina error.  
La incertidumbre es un parámetro, asociado al resultado de una medida, que caracteriza el intervalo de valores que pueden ser razonablemente atribuidos a la magnitud medida.
Al medir con un aparato se pueden obtener distintos valores, la incertidumbre de este se puede calcular haciendo la media de estos y poniendo +/- las unidades que hay de diferencia entre unos valores y otros. 
Por ejemplo, se obtienen los siguientes valores al realizar una medida: 158,0 cm, 157,0 cm y 156,0 cm. La incertidumbre de este aparato es de 157 +/- 1,0 cm. También se puede expresar así: (156,0 cm – 158,0 cm).
Los conceptos de precisión y exactitud son habitualmente utilizados como equivalentes, pero lo cierto es que científicamente no lo son.
  • Exactitud: Grado de concordancia entre el resultado de una medida y un valor verdadero. Es decir si el valor de mi medida se corresponde con el valor real.
  • Precisión (reproducibilidad): Grado de concordancia entre los resultados de distintas medidas de una misma magnitud. Es decir como de parecidos son mis valores.

precision y exactitud
En la imagen se ilustran los conceptos de precisión y exactitud, los valores de la primera medición son precisos y exactos porque son muy parecidos entre ellos y además son muy aproximados al valor real. Los de la segunda medición son precisos ya que se parecen mucho entre ellos pero no son exactos ya que se alejan del valor seal.

-CIFRAS SIGNIFICATIVAS:


Las cifras significativas de una medida experimental son las que proporciona el instrumento de medida. Están formadas por las cifras no afectadas al error más la última cifra que debe estimarse.
Por ejemplo, si la medida proporcionada por un calibrador es 7,3 mm, significa que el aparato es capaz de apreciar las décimas de milímetro, y que el posible error se encuentra precisamente en la cifra de las décimas.
Las siguientes reglas permiten determinar cuántas cifras son significativas:

  • Todas las cifras distintas de 0 que es una medida experimental son cifras significativas. Por ejemplo, 14,32 posee 4 cifras significativas.

  • Los ceros que aparece a la derecha de la coma son significativos. Por ejemplo, el número 21,00 cm^3 contiene cuatro cifras significativas.

  • Los ceros del principio de un número no se consideran cifras significativas. Por ejemplo, en la medida 0,0340 g, los dos primeros ceros no son significativos, pero si el último.

  • Los ceros del final de un número sin coma decimal, no son significativos, excepto si se indica expresamente con un punto. Así, la medida 540 comprende 2 cifras significativas, pero 540. posee tres.


REDONDEO:

Hay muchos datos científicos que no se obtienen leyendo de manera inmediata un aparato, sino que son el resultado de operaciones matemáticas. Las siguientes reglas permiten redondearlo:

  • Si el primer dígito despreciado es 5 o mayor que 5, la cifra anterior se aumenta en una unidad. Por ejemplo, el número 72,536 redondeando hasta cuatro cifras significativas es 72,54.

  • Si la primera cifra despreciada es menor que 5, la cifra anterior permanece inalterada. Por ejemplo, el número 45,34 redondeado hasta 3 cifras significativas es 45,3.

  • En las operaciones matemáticas con datos experimentales, el resultado debe redondearse hasta un número adecuado de cifras significativas:


  1. En el caso de la suma o resta, el resultado no debe incluir más cifras significaticas decimales que el dato que menos tenga. Por ejemplo 47,05 + 25,1 = 72,15, que se redondea hasta 72,2 porque 25,1 contiene una cifra decimal.
  2. En el caso de productos o cocientes, el resultado no debe llevar más cifras significativas que el dato que menos tenga. Por ejemplo 47,05 · 2,51 = 118,0955 se redondea hasta 118 porque 2,51 posee tres cifras significativas.

martes, 20 de octubre de 2015

METALES DE VALENCIA FIJA

No se usa sufijo ni prefijo en elementos de valencia fija.

Metales y sus valencias

VALENCIA FIJA  +1
VALENCIA FIJA  +2
VALENCIA FIJA  +3
VALENCIA FIJA  +4
VALENCIA FIJA  +5
VALENCIA FIJA  +6
Hidrogeno (H)
Calcio (Ca)
Aluminio (Al)
Iridio (Ir)
Tantalio (Ta)
Wolframio (w)
Sodio (Na)
Bario (Ba)
Bismuto (Bi)
Osmio (Os)

Ucranio (u)
Potasio (K)
Radio ( Ra)
Galio (Ga)
Zirconio (Zr)

Molibdeno (Mo)
Rubidio (Rb)
Magnesio (Mg)
Indio (In)
Platino  (Pt)


Cesio (Cs)
Estrogeno (Sn)

Paladio (Pd)


Plata (Ag)
Berilio (Be)




Litio (Li)
Zinc (Zn)




Francio (Fr)
Cadmio (Cd)