materia y energia

1. Universidad
Técnica de
MachalaQUIMICA GENERAL
MATERIA Y ENERGÍA
PROF: JOSE LUIS RODRÍGUEZ T.
EMAIL. profjr8@gmail.com
Blogger:
ingenieros2015utm.blogspot.com
1

2. OBJETIVO:
Estudiar algunos conceptos básicos de Química
General, así como las propiedades de la materia
y sus cambios de estado.
Comprender la importancia del Método Científico
y su aplicación en el desarrollo de
investigaciones de campo o laboratorio.
2

3. 3
Materia
Propiedades generales de la materia
Cambios físicos y químicos que le ocurren a la materia
Estados de agregación de la materia
Ley de la conservación de la materia
Masa y peso
Clasificación de la materia
Ley de la conservación de la energía
EJERCICIOS

4. MATERIA Y ENERGIA
• Todos los cuerpos están formados por materia,
cualquiera sea su forma, tamaño o estado. Pero no
todos ellos están formados por el mismo tipo de
materia, sino que están compuesto de sustancias
diferentes.
• Podemos describir la materia como la “sustancia “ de la
que están hechas todas las cosas materiales del
universo. El agua, la arena, el, azúcar, el acero, las
estrellas, e incluso los gases presentes en el aire, se
componen de materia .
• .
•Por definición, la materia es todo lo
que tiene masa e inercia y ocupa un
lugar en el espacio 4

5. • La Masa es una medida de la
cantidad de materia. (Masa del aire)
• El Peso es la acción de la fuerza de la
gravedad sobre la masa de un objeto
en particular..
• .
MASA Y PESO
•EL PESO CAMBIA CON
LA FUERZA
GRAVITATORIA PERO LA
MASA NO
5

6. • La materia se presenta en tres estados o formas de
agregación: sólido, líquido y gaseoso.
Dadas las condiciones existentes en la superficie
terrestre, sólo algunas sustancias pueden hallarse de
modo natural en los tres estados, tal es el caso del
agua.
La mayoría de sustancias se presentan en un estado
concreto. Así, los metales o las sustancias que
constituyen los minerales se encuentran en estado
sólido y el oxígeno o el CO2 en estado gaseoso:
El estado en que se encuentre un material depende de
las condiciones de presión y temperatura, modificando
una de estas variables o ambas, se puede pasar la
materia de un estado a otro
ESTADOS DE AGREGACION DE LA MATERIA
6

7. • Los sólidos: Tienen forma y volumen constantes. Se
caracterizan por la rigidez y regularidad de sus
estructuras.
ESTADOS DE AGREGACION DE LA MATERIA
7
•Los líquidos: No tienen forma fija pero sí volumen. La
variabilidad de forma y el presentar unas propiedades muy
específicas son características de los líquidos.
•Los gases: No tienen forma ni volumen fijos. En ellos es
muy característica la gran variación de volumen que
experimentan al cambiar las condiciones de temperatura
y presión.

8. • Los sólidos, líquidos y gases son los estados más
comunes de la materia que existen en nuestro planeta.
• Los plasmas son gases calientes e ionizados. Los
plasmas se forman bajo condiciones de
extremadamente alta energía, tan alta, en realidad, que
las moléculas se separan violentamente y sólo existen
átomos sueltos.
ESTADOS DE AGREGACION DE LA MATERIA
8

9. 9
ESTADOS DE AGREGACION DE LA MATERIA

10. • Los sólidos se caracterizan por tener forma y volumen
constantes. Esto se debe a que las partículas que los
forman están unidas por unas fuerzas de atracción
grandes de modo que ocupan posiciones casi fijas.
En el estado sólido las partículas solamente pueden
moverse vibrando u oscilando alrededor de posiciones
fijas, pero no pueden moverse trasladándose libremente
a lo largo del sólido.
Las partículas en el estado sólido propiamente dicho, se
disponen de forma ordenada, con una regularidad
espacial geométrica, que da lugar a diversas
estructuras cristalinas.
Al aumentar la temperatura aumenta la vibración de las
partículas:
ESTADOS DE AGREGACION DE LA MATERIA
SOLIDOS
10

11. las partículas que los forman están unidas por unas
fuerzas de atracción grandes de modo que ocupan
posiciones casi fijas.
11

12. • Los líquidos, al igual que los sólidos, tienen volumen
constante. En los líquidos las partículas están unidas por
unas fuerzas de atracción menores que en los sólidos,
por esta razón las partículas de un líquido pueden
trasladarse con libertad. El número de partículas por unidad
de volumen es muy alto, por ello son muy frecuentes las
colisiones y fricciones entre ellas.
Así se explica que los líquidos no tengan forma fija y
adopten la forma del recipiente que los contiene. También
se explican propiedades como la fluidez o la viscosidad.
En los líquidos el movimiento es desordenado, pero existen
asociaciones de varias partículas que, como si fueran una,
se mueven al unísono. Al aumentar la temperatura
aumenta la movilidad de las partículas (su energía).
ESTADOS DE AGREGACION DE LA MATERIA
LIQUIDOS
12

13. las partículas están unidas por unas fuerzas de
atracción menores que en los sólidos, por esta
razón las partículas de un líquido pueden trasladarse
con libertad.
13

14. • Los gases, igual que los líquidos, no tienen forma fija pero, a
diferencia de éstos, su volumen tampoco es fijo. También son
fluidos, como los líquidos.
En los gases, las fuerzas que mantienen unidas las partículas son
muy pequeñas. En un gas el número de partículas por unidad de
volumen es también muy pequeño.
Las partículas se mueven de forma desordenada, con choques entre
ellas y con las paredes del recipiente que los contiene. Esto explica las
propiedades de expansibilidad y compresibilidad que presentan los
gases: sus partículas se mueven libremente, de modo que ocupan todo
el espacio disponible. La compresibilidad tiene un límite, si se reduce
mucho el volumen en que se encuentra confinado un gas éste pasará a
estado líquido.
Al aumentar la temperatura las partículas se mueven más deprisa y
chocan con más energía contra las paredes del recipiente, por lo que
aumenta la presión:
ESTADOS DE AGREGACION DE LA MATERIA
GASES
14

15. Las partículas se mueven de forma desordenada, con
choques entre ellas y con las paredes del recipiente
que los contiene. Esto explica las propiedades de
expansibilidad y compresibilidad
15

16. CAMBIOS FISICOS DE LA MATERIA
= DE PRESION Y TEMPETARURA
16

17. Estado de las partículas en
los 3 diferentes estados de la
materia
Aumento de temperatura
Y/O presión 17

18. PROPIEDADES DE LA MATERIA
 Las propiedades físicas son aquellas que, no cambian la
identidad y la composición de la sustancia,
por ejemplo: el color, olor, densidad, punto de fusión, punto de
ebullición y dureza
Las propiedades químicas describen la forma en que una
sustancia puede cambiar o reaccionar para formar otras sustancias.
Por ejemplo, una propiedad química común es la inflamabilidad, la
capacidad de una sustancia para arder en presencia de oxigeno.
Las propiedades intensivas.- no dependen de la cantidad de
muestra que se está examinando, por ejemplo la temperatura, el
punto de fusión y la densidad, soludilidad. Estas propiedades son
útiles en química porque muchas de ellas pueden servir para
identificar las sustancias.
Las propiedades extensivas de las sustancias dependen de la
cantidad de la muestra e incluyen mediciones de la masa y el
volumen. Las propiedades extensivas dependen de la cantidad de
sustancia presente.
18

19. Propiedades químicas
• Las propiedades características que relacionan los cambios de
composición de una sustancia o sus reacciones con otras sustancias
se llaman PROPIEDADES QUIMICAS. Las preguntas siguientes
conciernen a las propiedades químicas de una sustancia.
• 1, ¿ Arde en el aire?
• 2, Se descompone (se divide en sustancias mas simples) cuando
se calienta?
• 3, ¿ Reacciona con otra sustancia, como Oxigeno, un Acido o un
Metal, por ejemplo?
• 4, ¿ De que modo la modifican otras sustancias, y que
sustancias produce la reacción ?
19

20. • Cambio físico: Cambio que sufre la materia en su
estado, volumen o forma sin alterar su composición.
EJEMPLO:
•Cambios
físicos
Cambios físicos y químicos de
la materia
20
• En la fusión del hielo, el agua pasa de estado sólido a
líquido, pero su composición permanece inalterada.

21. Cambios fisicos y quimicos de
la materia
• Cambio químico: Cambio en la naturaleza de
la materia, variación en su composición: en la
combustión de una hoja de papel, se genera
CO, CO2 y H2O a partir de celulosa,
cambiando la composición de la sustancia
inicial.
•Cambios
químicos
21

22. CLASIFICACION DE LA MATERIA
22
•
Elementos

23. • SUSTANCIA:
• Una sustancia es toda porción de
materia que comparte determinadas
propiedades intensivas
CLASIFICACION DE LA MATERIA
23

24. • SUSTANCIAS PURA
• Una sustancia pura es una sustancian química particular
compuesta de la misma clase de materia .
• La composición de una sustancia pura es definida y fija, y
estas a su vez pueden ser elementos y compuestos.
• Tanto los elementos como los compuestos, son
homogéneos, esto es que son iguales en todas sus partes.
• Ejemplo.
H2O = 11 % de Hidrógeno y 89 % de Oxigeno.
CLASIFICACION DE LA MATERIA
24

25. • SUSTANCIAS PURA
• A) COMPUESTOS
• Los compuestos son sustancias puras constituidas por elementos de 2
o mas tipos, combinados unos con otros en proporciones fijas.
• Cada compuesto tiene una formula química que indica las proporciones
en que se combina cada elemento.
• Ejemplo.
CO5
AMONIACO AC. SULFÚRICO AGUA DIÓXIDO DE
CARBONO. .
NH3 H2SO4 H2O CO2 .
CLASIFICACION DE LA MATERIA
25

26. • SUSTANCIAS PURA
• A) ELEMENTOS
• Los Elementos son sustancias mas fundamentales con los cuales se
construyen todos los materiales y compuestos.
• La partícula mas pequeña que conserva las propiedades del elemento
es un átomo.
• Ejemplo.
HCl
Nitrógeno azufre Oxigeno Carbono acido clorhídrico
N S O C .
CLASIFICACION DE LA MATERIA
26

27. • Explica cómo puedes distinguir fácilmente el cloruro de
sodio, Sal común, de los elementos que se combinan para
formar el compuesto.
• Ejemplo. Datos 1
El sodio es un
metal
solido
plateado y
reactivo. .
Datos 2
El cloro es un
gas toxico
de color
verde
pálido.
R//
La sal común NaCl es un compuesto cristalino blanco, se
disuelve en agua, y los elementos que las componen
son Datos 1 y Datos 2,, lo que son completamente
distinto al compuesto.
CLASIFICACION DE LA MATERIA
27

28. • MEZCLAS:
• La composición de una mezcla puede variar.
• Las sustancias puras son elementos o compuestos,
y las mezclas son homogéneas o heterogéneas
• La palabra “heterogénea” significa “
diferente”
• La palabra “homogénea” significa “
uniformidad ”
CLASIFICACION DE LA MATERIA
28

29. MEZCLAS HOMOGENEAS Y MEZCLAS HETEROGENEAS
mezclas homogéneas
Una mezcla homogénea es
uniforme en toda su extensión.
Una solución es una mezcla
homogénea.
Su composición y su apariencia
son uniformes.
. Agua salada
.Enjuague bucal
.Todas la aleaciones
Latón
. .
Mezclas heterogéneas
Una mezcla heterogénea no tiene
propiedades uniformes en toda
su extensión, esto es, la
composición varia de una zona o
fase de otra.
.Huevos revueltos
.Una pizza
.Ensalada
29
CLASIFICACION DE LA MATERIA

30. 30
LEY DE CONSERVACION DE LA MATERIA
• La ley de conservación
de la masa o ley de
conservación de la
materia.- Fue elaborada
por Lavoisier y otros
científicos que le
sucedieron. Establece un
punto muy importante:
“En toda reacción
química la masa se
conserva, es decir, la
masa total de los
reactivos es igual a la
masa total de los
productos”.
48g Mg + 32g O = 80g MgO
2 Mg + O2 = 2MgO
“NO SE CREA NI SE DESTRUYE MASA DURANTE LOS CAMBIOS
FISICOS Y QUIMICOS”

31. • También conocida como la primera ley
de la termodinámica.
• Siempre que ocurre una reacción, hay también un
cambio de energía.
• O bien la reacción libra energía, o ésta requiere e
manera continua para que la reacción prosiga.
31
LEY DE CONSERVACION DE LA ENERGIA
Durante una reacción química se libera o se
absorbe energía, pero NO SE CREA NI SE
DESTRUYE ENERGIA DURANTE LOS
PROCESOS QUIMICOS.

32. • Un compuesto dado, siempre contiene los mismos
elementos en la misma proporción de masa.
32
LEY DE LAS COMPOSICIONES DEFINIDAS
• En 1799, Joseph Louis Proust demostró que una sustancia
llamada carbonato de cobre, ya fuese preparada en el
laboratorio u obtenida de fuentes naturales, contenían los
mismos tres elementos, cobre, carbono, y oxigeno, y
siempre en las mismas proporciones en términos de masa:
5.3 partes de cobre. 4.0 partes de oxigeno y 1.0 partes de
carbono .
• Prouts formuló una nueva ley que resumía los estados de
este experimento y de muchos otros. Un compuesto,,
concluyo, siempre contiene elementos en ciertas
proporciones definidas y en ninguna otra combinación. A
esta generalización la llamó LEY DE LAS PRPORCIONES
DEFINIDAS.

33. Comprobación experimental, de la ley de
las composiciones definidas
33

34. 34
Comprobación experimental, por Berzelius
en términos de la teoría de Dalton ,de la ley
de las composiciones definidas

35. 35
LEY DE LAS COMPOSICIONES MULTIPLES
•DALTON, encontró que ciertos elementos se combinan
en mas de un conjunto de proporciones. Su LEY DE
LAS PROPORCIONES MULTIPLES.
DALTON, encontró que tres partes de carbono en masa
se combinan ya sea con 8 partes de oxigeno o con 4
partes de oxigeno en masa para formar dos
compuestos distintos. Dalton explico que el primer
compuesto tendría que tener el doble de átomos de
oxigeno que el segundo compuesto.

36. 36
LEY DE LAS COMPOSICIONES MULTIPLES
•Cuando dos elementos se combinan para formar
más de un compuesto, las masas de un elemento
que se combinan con una masa fija del otro
elemento en los diferentes compuestos guardan
una relación de números enteros pequeños.
N2O
NO
N2O3
NO2
N2O5

37. Ley de las proporciones
Múltiples.
• Átomos de Nitrógeno
• Átomos de Oxigeno
• Compuestos
• 1 oxido nitroso, N2O
• 2 oxido nítrico, NO
• 4 dióxido de nitrógeno, NO2
37
Numero de átomos de
oxigeno que se
combinan con 2
átomos de nitrógeno.

38. Energía, y formas en que se presenta la
energía
• La energía se define como la capacidad para realizar un
trabajo o transferencia de calor. Se realiza un trabajo cuando
se desplaza una masa a lo largo de una distancia.
38
T = f x d cosα
• Son formas de energía: la luz, el calor, la energía eléctrica, la
energía mecánica y la energía química.
• Las diversas formas de energía se clasifican como energía
cinética o energía potencial.
• La energía cinética
• La energía cinética, es energía de movimiento.
• La energía potencial
• La energía potencial es energía almacenada.

39. LEY DE CONSERVACION DE LA MATERIA Y
ENERGIA
•
EJERCICIOS
• Explica cómo es que la herrumbre puede tener mas masa que el
hierro puro..
• Se consume totalmente un tanque lleno de gasolina de tu automóvil, ¿
Que ocurrió Con toda esta masa ? ¿ Se violó la LEY DE
CONSERVACION DE LA MASA.?
• :
R// El hierro se combina con el oxigeno del aire, y produce herrumbre. La
masa del herrumbre debe ser igual a la suma de la masa del hierro mas
la masa del oxigeno.
R// Cuando se quema gasolina, se combina con el oxigeno gaseoso del
aire. La suma de estas masas es igual a la masa de los gases de
escape ( CO2 y vapor de agua ) que se producen.
39

40. LEY DE CONSERVACION DE LA MATERIA Y
ENERGIA
• “Nada se crea ni se destruye…solo se
transforma”
2 Mg + O2 = 2MgO
REACTIVO = PRODUCTO
Mg 48 uma
O 32 uma 48g Mg + 32g O = 80g MgO
40
La cantidad de átomos de los reactivos deben ser el
mismo numero de átomos en el producto.

41. LEY DE CONSERVACION DE LA MATERIA Y
ENERGIA
•
• Una muestra de 2g. Mg se quema en
presencia de 1,32g O2, después de la
reacción queda 0,5g O2 sin reaccionar . Que
cantidad de producto se obtiene?
2g Mg + 1,32 O2 0,5g O2 + ?
• 2 ,00 (Mg)
•+ 1,32 (MgO)
• 3,32 (MgO)
• 3,32 (MgO)
•- 0,5 (O2)
• 2,28 (MgO)
•R= 2,28 MgO
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42. LEY DE CONSERVACION DE LA MATERIA Y
ENERGIA
•
EJERCICIO.:
• Una muestra de 0.629 g de Al reaccionan con 4.26 g de Br2 y se
obtiene Bromuro de aluminio como producto, después de la reacción
queda 2.29 g de Br2 ¿ que cantidad de masa se formó?
•
• 0.629 g Al + 4.26 g Br2 → 2.599 g de AlBr3
•
R// : Sin reaccionar
• 0.629 g Al + 4.26 g Br2 → X g de AlBr3 // 2.29 g Br2 //
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43. • Ejercicios
• Taller
43