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Categoría: Guía de Estudios

Sistemas fisicoquímicos

La fisicoquímica es una sub-disciplina de la química que se encarga del estudio de la materia utilizando conceptos basados en los aspectos físicos y químicos. Esta se apoya de la termodinámica que se encarga del estudio de todo lo relacionado con la transferencia y transformación de la energía térmica.

 

Todos estos procesos se estudian a través de un sistema fisicoquímico, para así poder someter a la materia a observación, controlando diferentes variables que pueden influir en su comportamiento.

Entonces, un sistema se define como la cantidad de materia o una región en el espacio delimitada para su análisis.

 

Un sistema está conformado por los siguientes elementos:

Medio externo: Es todo aquello que rodea al sistema y le afecta.

Frontera o pared del sistema: Es el medio material que separa el sistema del medio externo.

Componentes: Son los tipos de sustancias involucradas en el sistema. Estas pueden ser sustancias simples o compuestas. El sistema puede estar conformado por uno o más componentes.

Fases: Son porciones homogéneas de un sistema que pueden diferenciarse físicamente y separarse mediante procesos mecánicos.

Los sistemas que poseen una sola fase son llamados sistemas homogéneos. Por su parte, los sistemas de dos o más fases, son llamados sistemas heterogéneos.

Estados: Los componentes de un sistema se pueden presentar en alguno de los tres estados de la materia: sólido, líquido y gaseoso.Leer más…«Sistemas fisicoquímicos»

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Enlace Químico

Cuando hablamos de enlace lo asociamos rápidamente con la unión, combinación, acoplamiento en este caso de átomos para formar moléculas y macromoléculas. Pero, ¿por qué se enlazan los átomos?

Lo que sucede es que cuando un átomo se halla solo, cada electrón que lo conforma, experimenta la influencia de su núcleo y de los restantes electrones, sin embargo cuando dos átomos se aproximan y se enlazan, los electrones correspondientes a cada átomo (no cualquier electrón, puede formar un enlace, sino solamente los electrones del último nivel energético, es decir, el más externo) están sometidos a la influencia del núcleo y de los electrones del otro átomo. Por lo tanto la fuerza de atracción que existe entre esos átomos se denomina enlace químico.

Existen diferentes tipos de enlaces químicos que se dan dependiendo del tipo de compuestos. Estos enlaces pueden ser: iónicos, covalente, dativo y metálico. 

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Propiedades Características: Densidad

Las propiedades características o intensivas son aquellas que no dependen de la cantidad de materia que esta contenga, sino de las propiedades que estas presenten. Son las propiedades ideales para identificar y clasificar sustancias puras ya que son independientes del tamaño, forma o volumen que presente dicho material.

Por ejemplo, si tenemos dos recipientes que contienen volúmenes iguales de líquidos, que a simple vista lucen igual ¿cómo lo identificas? Evidentemente no podríamos utilizar las propiedades no características como la masa, volumen y temperatura y tendríamos que recurrir a las propiedades características como la densidad, punto de ebullición, punto de fusión y solubilidad ya que estas nos dirán con precisión las propiedades que presenta cada líquido y por consiguiente será posible su identificación.

Para efectos de este post, hablaremos sobre la densidad.Leer más…«Propiedades Características: Densidad»

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El principio de Arquímedes: Cálculo de volúmenes por desplazamiento

El principio de Arquímedes es uno de los hallazgos más significativos que nos concedieron los griegos para resolver uno de los más importantes enigmas matemáticos.

Todo comienza con una interesante historia que involucra a Arquímedes, un rey y una corona de oro.

El rey era nada más y nada menos que el rey Hierón, el cual dictaminó que se le fuese fabricada una corona de oro puro y para demostrar que no había sido estafado, solicitó a Arquímedes que le indicara si la corona era completamente de oro o tenía alguna aleación con otro metal, eso sí, Arquímedes no podía romper la corona.

Como en ese tiempo aún no se conocía como calcular el volumen de los objetos con formas irregulares, Arquímedes se tuvo que idear un método para obedecer el mandato del rey.

La leyenda cuenta que mientras Arquímedes se disponía a darse un baño en una tina o bañera, en la que por error llenó con mucha agua, al sumergirse en ella, parte del agua se derramó. En ese momento, comprendió de que dicha situación podía permitirle solucionar el misterio de la corona del rey Hierón; y fue tanta su emoción que desnudo, salió corriendo de la bañera exclamando «¡Eureka, eureka!» (¡Lo he descubierto!).Leer más…«El principio de Arquímedes: Cálculo de volúmenes por desplazamiento»

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Conversión de unidades de volumen. Ejercicios Resueltos

El volumen se define como el espacio que ocupa un cuerpo. Para determinar el volumen de un material, se debe tener en cuenta el estado de materia en el cual se encuentra, o sea si es sólido, líquido o gaseoso.

En el caso de los líquidos, el volumen se determina mediante ciertos instrumentos de vidrio, los cuales poseen una escala uniforme. Entre ellos se pueden mencionar el cilindro graduado, pipetas y buretas.

 

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Conversión de unidades de Temperatura. Ejercicios Resueltos

La temperatura se define como aquella propiedad que se determina mediante la lectura del termómetro, al ponerse este en contacto con un material. La temperatura se expresa en la escala Celsius (°C), Fahrenheit (°F) o Kelvin (°K).

Escala Celsius

La escala de temperatura Celsius se encuentra dividida en 100 grados, donde 0 °C simboliza el punto de congelación y los 100 °C, el punto de ebullición del agua a la presión atmosférica estándar. Esta escala también es llamada escala centígrado.

Escala Fahrenheit

En esta escala de temperatura el punto de congelación viene representado por 32 °F y 212 °F es el valor del punto de ebullición del agua a la presión atmosférica estándar.Leer más…«Conversión de unidades de Temperatura. Ejercicios Resueltos»

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Conversión de unidades de masa. Ejercicios Resueltos

El planeta Tierra, al igual que el Universo completo, está compuesto de materia, la cual se exhibe de diferentes formas.

Por ejemplo, el agua, el aire, la arena, rocas, son las maneras en la que se presenta la materia. Estos materiales se pueden diferenciar entre ellos mediante las características y propiedades que estos presenten.

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Fracción Molar (Ejercicios Resueltos)

La fracción molar relaciona el número de mol de soluto con el número de mol total presente en solución. Se designa con la letra X y no presenta unidades.

 

Matemáticamente se expresa de la siguiente manera:

X = X soluto + X solvente = 1

X = Fracción molar

X soluto (Xsto) = Fracción molar del soluto

X solvente (Xste) = Fracción molar del solvente

La suma de las fracciones molares del soluto y solvente es igual a 1

 Otras fórmulas que nos permitirán para hallar fracción molar:

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Molalidad (Ejercicios Resueltos)

La molalidad se refiere al número de mol de soluto que se encuentra disuelto en un kilogramo de solvente. Por lo tanto, su unidad es mol/kg y se designa con la letra “m” minúscula. Por ejemplo: Si una solución presenta una concentración 5 molal, significa que contiene 5 mol de soluto en cada kilogramo de solvente. La expresión matemática empleada para calcular la molalidad es:

 

Ejercicios Resueltos.
  1. Calcule la molalidad de una solución que se prepara disolviendo 12 gramos de hidróxido de aluminio Al(OH)3 en 350 gramos de agua. Masa molar Al(OH)3= 78 g/mol.

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Normalidad (Ejercicios Resueltos)

En la pasada Guía de Estudios estudiamos las diferencias entre unidades química y unidades físicas de concentración, la definición y formulación de molaridad y resolución de ejercicios. En esta nueva guía de estudios vamos a estar trabajando con la Normalidad.

La Normalidad se define como la cantidad de equivalentes-gramos de soluto entre el volumen de la solución en litros. Se designa con la letra N mayúscula, aunque en la actualidad se le conoce como simplemente concentración equivalentes/Litros o en su abreviatura: eq/L.

El equivalente representa la porción de un compuesto químico cuya masa sustituye o está en capacidad de reaccionar con un átomo de hidrógeno (H+), y dependerá del tipo de sustancia al cual pertenece. Por ejemplo, en el caso del ácido clorhídrico (HCl), cuya masa molecular es 36,6 gramos/mol; su fórmula química contiene un hidrógeno (H+). La masa completa de 36,6 gramos puede ceder un hidrógeno; por lo tanto, esa es la masa que tiene un equivalente del compuesto, es decir ese es el peso equivalente. Ahora bien, para el ácido sulfúrico (H2SO4), que posee una masa molar de 98 gramos/mol y que contiene 2 átomos de hidrógeno en su fórmula, se considera que 49 gramos ceden un H+ y los otros 49 ceden el otro, por tal razón contiene 2 equivalentes cada uno de 49 gramos.

Entonces, podríamos decir que para los ácidos, el cálculo del peso equivalente se realiza dividiendo la masa molecular entre el número de hidrógenos contenidos en su fórmula.Leer más…«Normalidad (Ejercicios Resueltos)»

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