Mezclas (lectura)

Una mezcla es la combinación de dos o más sustancias puras que se pueden separar mediante métodos físicos. No tiene propiedades características fijas, depende de su composición. Su composición puede variar.  Podemos diferenciar dos tipos de mezclas: heterogéneas y homogéneas. 

Una mezcla heterogénea es una mezcla en la que es posible distinguir sus componentes a simple vista o mediante procedimientos ópticos. Ejemplo: Agua y aceite, granito, etc.

Una mezcla homogénea es una mezcla en la que no es posible distinguir sus componentes ni a simple vista ni a través de ningún procedimiento óptico. Este tipo de mezcla también se llama disolución. Ejemplo: agua con azúcar, aire, acero, etc.

Podemos encontrarnos mezclas con aspecto homogéneo pero que, realmente, son heterogéneas y reciben el nombre de coloides. Una forma de diferenciar un coloide de una disolución es mediante el efecto Tyndall, que consiste en que un coloide es capaz de dispersar la luz que lo atraviesa mientras que una disolución, no. Por tanto, un coloide es una mezcla heterogénea que dispersa la luz.

Sustancias Compuestas (lectura)

Los compuestos son sustancias puras que sí se pueden descomponer en otras sustancias más simples (elementos) por medio de métodos químicos. En su fórmula química aparecen los símbolos de 2 ó más elementos. Ejemplo: Agua (H2O) - formada por los elementos hidrógeno y oxígeno, sal común (NaCl) - formada por los elementos sodio y cloro, amoniaco (NH3) - formado por los elementos nitrógeno e hidrógeno.

Sustancias Puras (lectura)

Una sustancia pura es aquella cuya composición no varía, aunque cambien las condiciones físicas en que se encuentre. Por ejemplo, el agua tiene una fórmula que es H2O y es siempre la misma, lo que indica que está formada por moléculas en las que hay 2 átomos de hidrógeno y 1 átomo de oxígeno. Si cambiara esa fórmula, sería otra sustancia diferente.   Una sustancia pura no se puede descomponer en otras sustancias más simples utilizando métodos físicos.  Una sustancia pura tiene propiedades características propias o definidas. Dentro de las sustancias puras se distinguen 2 tipos: Elementos y compuestos.  Los elementos son sustancias puras que no se pueden descomponer en otras más simples por ningún procedimiento. Están formadas por un único tipo de átomo. Son todos los de la tabla periódica. En su fórmula química solo aparece el símbolo de un elemento.

Teoria Atomica Molecular (Clasificación)

Analicemos los nuevos conocimientos. En la sección anterior, a partir de la visión
macroscópica, dijimos que las sustancias podían ser clasificadas como compuestos
o sustancias simples, según pudieran o no ser descompuestas (algo que se
puede observar experimentalmente).
Ahora, utilizando el modelo que hemos presentado (visión submicroscópica), es
posible mejorar la definición.

Modelo atomico de BOHR (lectura)

Pero ya se sabía que cargas eléctricas del mismo tipo se repelen, entonces, ¿cómo se
explicaba la estabilidad del núcleo atómico? Rutherford postuló la existencia de otro
tipo de partícula nuclear, el neutrón. Restaba otra dificultad: dado que cargas eléctricas de
distinto tipo se atraen, ¿por qué los electrones (con carga eléctrica negativa) no se caían
sobre el núcleo (con carga eléctrica positiva)? En 1913, Niels Bohr propone un modelo
atómico, que amplía el de Rutherford y presenta una forma de explicar la dificultad
mencionada. El modelo atómico de Bohr acepta la idea del núcleo y los electrones
moviéndose a su alrededor. La idea nueva que postula es que esos electrones no pueden
viajar por cualquier trayectoria, sino solamente por determinas órbitas. Un electrón
que se mueve en una de estas órbitas posee determinada energía, se mantiene
estable, no pierde ni gana energía y no “se cae” en el núcleo. Si el electrón recibe
energía (por ejemplo cuando se calientan los átomos) pasa a una órbita más alejada
del núcleo. Lo opuesto ocurre si emite o pierde energía.
Este modelo fue toda una innovación que sacudió al mundo científico, pero muy pronto
necesitó ser mejorado para dar cuenta de la avalancha de resultados experimentales
e ideas teóricas que aparecieron durante las primeras décadas del siglo XX. Einstein, De Broglie, Heisenberg, Schrödinger, Born, son los apellidos de algunos de los científicos que hicieron
enormes aportes para el conocimiento del mundo atómico. El modelo atómico
continuó siendo perfeccionado, tanto en lo referente a la composición del núcleo
como sobre la distribución de los electrones a su alrededor.
La principal modificación en este último sentido, que surge en el llamado modelo atómico cuántico consistió en que se abandonó la idea de órbita, es decir, la posibilidad de conocer la trayectoria de un electrón en un átomo y se comenzó a hablar de la energía asociada a cada electrón y de capas o niveles electrónicos, grupos de electrones con energía similar.

Teorias atomicas (lectura y actividades)

Hagamos un poco de historia
A fines del siglo XIX se derrumbó la idea del átomo indivisible, tal como lo había
concebido Dalton. Las investigaciones de muchos científicos aportaban datos que
confirmaban la idea de que el átomo era en realidad un complejo sistema, cuya
estructura había que desentrañar. A punto de comenzar el siglo XX, el físico inglés
J.J.Thomson obtuvo evidencias experimentales de la presencia en el átomo
de partículas subatómicas (es decir menores que el átomo), portadoras de carga
eléctrica. Este científico fue el que postuló la existencia de los electrones. Pocos
años más tarde, ya a comienzos del siglo XX, y a partir de experimentos realizados
por E. Goldstein, se determina la existencia de los protones.

Las propiedades más significativas de estas partículas son:
• La masa del protón es casi 2000 veces mayor que la del electrón.
• La carga eléctrica del protón es positiva y la del electrón es negativa.
• La cantidad de electricidad que transporta cada uno de ellos es la misma:
una unidad de carga eléctrica.
• No obstante, el átomo en su conjunto, es eléctricamente neutro.

Hacia 1910, Ernest Rutherford y sus colaboradores obtuvieron datos
experimentales que les permitieron plantear el llamado modelo atómico
nuclear. Este modelo postula que el átomo está formado por un pequeño
núcleo en el que se encuentran las partículas positivas (protones)
y alrededor de dicho núcleo se mueve igual número de partículas
negativas (electrones).

ACTIVIDAD
a :| ¿Por qué se supuso que el número de protones de un átomo es igual al
de electrones?
b :| Teniendo en cuenta la masa de protones y electrones y su ubicación, ¿en
qué zona del átomo se concentra la mayor masa?

Teoría Atomica

En el siglo v a.c., el filósofo griego Demócrito expresó la idea de que toda la materia estaba
formada por muchas partículas pequeñas e indivisibles que llamó átomos (que significa indestructible
o indivisible). A pesar de que la idea de Demócrito no fue aceptada por muchos
de sus contemporáneos (entre ellos platón y Aristóteles), ésta se mantuvo. Las evidencias
experimentales de algunas investigaciones científicas apoyaron el concepto del “atomismo”,
lo que condujo, de manera gradual, a las definiciones modernas de elementos y compuestos.
En 1808, el científico inglés, profesor John Dalton, formuló una definición precisa de las
unidades indivisibles con las que está formada la materia y que llamamos átomos.
El trabajo de Dalton marcó el principio de la era de la química moderna. Las hipótesis
sobre la naturaleza de la materia, en las que se basa la teoría atómica de Dalton, pueden resumirse
como sigue:
1. Los elementos están formados por partículas extremadamente pequeñas llamadas átomos.
2. Todos los átomos de un mismo elemento son idénticos, tienen igual tamaño, masa y propiedades
químicas. Los átomos de un elemento son diferentes a los átomos de todos los
demás elementos.
3. Los compuestos están formados por átomos de más de un elemento. En cualquier compuesto,
la relación del número de átomos entre dos de los elementos presentes siempre es
un número entero o una fracción sencilla.
4. una reacción química implica sólo la separación, combinación o reordenamiento de los
átomos; nunca supone la creación o destrucción de los mismos.

Clasificacion de materiales

Los químicos distinguen varios subtipos de materia con base en su composición y propiedades.
La clasificación de la materia incluye sustancias, mezclas, elementos y compuestos, además de los átomos y moléculas.

Sustancias y mezclas
Una sustancia es una forma de materia que tiene composición definida (constante) y propiedades
distintivas. Son ejemplos de ello el agua, amoniaco, azúcar de mesa (sacarosa), oro y oxígeno. Las sustancias difieren entre sí por su composición y se pueden identificar según su aspecto, color, sabor y otras propiedades.
Una mezcla es una combinación de dos o más sustancias en la que éstas conservan sus
propiedades. algunos ejemplos familiares de ello son el aire, las bebidas gaseosas, la leche
y el cemento.
Las mezclas no poseen composición constante. Por tanto, las muestras de aire obtenidas en distintas ciudades probablemente diferirán en su composición a causa de diferencias de altitud, contaminación atmosférica, etcétera.
Las mezclas pueden ser homogéneas o heterogéneas. cuando se disuelve una cucharada
de azúcar en agua, se obtiene una mezcla homogénea, en la que la composición de la mezcla
es uniforme. Sin embargo, al mezclar arena con virutas de hierro, tanto una como las otras se
mantienen separadas. En tal caso, se habla de una mezcla heterogénea porque su composición no es uniforme.
Cualquier mezcla, sea homogénea o heterogénea, se puede formar y luego separar por medios físicos en sus componentes puros sin cambiar la identidad de tales componentes. así pues, el azúcar se puede recuperar de una disolución acuosa al calentar esta última y evaporarla por completo. La condensación del vapor permite recuperar el agua. En cuanto a la separación de la mezcla hierro-arena, es posible usar un imán para separar las virutas de hierro, ya que el imán no atrae a la arena misma. Después de la separación, los componentes de la mezcla tendrán la misma composición y propiedades que al principio.
Elementos y compuestos
Las sustancias pueden ser elementos o compuestos. un elemento es una sustancia que no se
puede separar en otras más sencillas por medios químicos. Hasta la fecha se han identificado
118 elementos. La mayoría de ellos se encuentran de manera natural en la Tierra. Los otros se
han obtenido por medios científicos mediante procesos nucleares.
Por conveniencia, los químicos usan símbolos de una o dos letras para representar a los
elementos. La primera letra del símbolo siempre es mayúscula, no así la letra siguiente. Por
ejemplo, co es el símbolo del elemento cobalto, en tanto que co es la fórmula de la molécula
monóxido de carbono. En la tabla 1.1 se muestran los nombres y símbolos de algunos de los
elementos más comunes. Los símbolos de algunos elementos se derivan de su nombre en latín,
por ejemplo, au de aurum (oro), Fe de ferrum (hierro) y Na de natrium (sodio), en cambio,
en muchos otros casos guardan correspondencia con su nombre en inglés. En el apéndice 1
se incluye una lista del origen de los nombres de los elementos y de los científicos que los
descubrieron.

Estados de agregacion (Actividad Práctica)

Es muy común dejar de lado el aire, pese a que es un material indispensable para
que usted siga con todo lo que corresponde a su vida diaria... en realidad a su
vida, ya que sin aire ¡no podría mantenerla! Nos fijamos mucho más en los sólidos
y en los líquidos.

Al hablar de los estados de agregación en que se pueden observar los materiales, surge de inmediato el hecho de que se puede producir el cambio de estado de un material determinado. El ejemplo que tenemos, continuamente, a nuestro alcance es el agua, que podemos observar a nuestro alrededor en los tres estados: sólido, en los cubitos de hielo que tanto apreciamos en verano o la nieve que en algunos lugares de nuestro país se acumula en invierno; líquido, en la bebida más apreciada para calmar la sed o en la lluvia que nos moja algunos días y gaseoso en el aire húmedo que nos agobia en verano, en las zonas cercanas a cursos de agua.

Quimica en accion

Las propiedades que acabamos de mencionar, que dependen del tipo de material
en estudio, sin tomar en cuenta la cantidad de material disponible, se denominan
propiedades intensivas o específicas. Existen en cambio otras propiedades de los
materiales, como su masa o el volumen que ocupan, que sí dependen de la cantidad
de material que se estudie: son las propiedades extensivas.
Propiedades intensivas: no dependen de la cantidad de materia, sólo dependen
del material en sí mismo.
Propiedades extensivas: son las que dependen de la cantidad de materia que
se está estudiando.
a| Si necesita seleccionar un material para un uso determinado ¿qué le resultará
más útil, conocer sus propiedades intensivas o extensivas? ¿Por qué?
b :| Suponga que le muestran dos cubos metálicos muy parecidos, y le indican
que uno es de plata y el otro de platino. Si tuviera como único dato que el
volumen ocupado por cada uno de ellos es de 5 cm3 ¿podría señalar cuál es
el cubo de platino? ¿Y si le dieran además la masa de cada uno de los cubos,
le sería posible hacerlo? ¿Por qué?
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2 de abril

Materiales: Características y usos

Todos tenemos en claro que se eligen determinados materiales para ciertos usos, por sus propiedades que los hacen justamente adecuados para esos usos. Las esculturas de hielo que a veces se realizan para adornar, son muy vistosas, pero nadie pensaría en realizar una duradera obra de arte en hielo, trataría de usar un material como el mármol o el bronce.

El mundo que nos rodea

El estudio minucioso de la composición de la materia que constituye a todos los
cuerpos de nuestro mundo lleva a la explicación de sus propiedades y comportamiento.
Ese conocimiento nos permite utilizar la materia y sus transformaciones
en nuestro propio beneficio.

Si nos preguntáramos entonces, 
¿Dónde está el objeto de estudio de la Química?
Nos responderíamos que en todas las cosas del mundo sensible: en el aire, en los
suelos, en los espejos de agua, en las plantas, en nuestro cuerpo, en nuestros
vestidos, en las viviendas, en la computadora, en el lápiz, en los alimentos, en los
medicamentos y en los cientos de objetos de la vida cotidiana.
La Química también sustenta otro tipo de conocimiento, por ejemplo sobre el genoma humano, y sobre la filiación de las personas, “cosas” que no se ven pero de cuya importancia no se duda.

Primer mirada con ojos de estudiante de química.

Enviar respuestas con datos del alumno, curso, nombre completo, para corregir. Saludos.

Cambios Quimicos y Fisicos