Química I UNIDAD 4. REACCIÓN QUÍMICA.
4.1 Lenguaje de la Química.
4.2 Ecuación química.
4.3 Tipos de reacciones químicas
4.4 Balanceo de ecuaciones químicas.
4.5 Cambios energéticos en las reacciones químicas.
4.6 Velocidad de reacción
4.7 Consumismo e impacto ambiental.
Unidad 1
Objeto de estudio de la Química.
Objetivo: El alumno: Explicará el objeto de estudio de la Química y su relación
con otras ciencias, mediante el análisis descriptivo y analítico de problemas de la
sociedad actual que involucren el uso de las propiedades de la materia, la energía y
su interrelación, de manera cooperativa y responsable.
UNIDAD 1. OBJETO DE ESTUDIO DE LA QUÍMICA
1.1. La Química: una ciencia interdisciplinaria
1.2. Materia
1.3. Energía
1.4. Cambio de la materia
UNIDAD 2. ESTRUCTURA ATÓMICA Y TABLA PERIÓDICA
2.1. Primeras aproximaciones al modelo atómico actual
2.2. Partículas subatómicas.
2.3. La radiación y el modelo atómico de Rutherford.
2.4. Modelo atómico actual
2.5. Tabla periódica actual.
UNIDAD 3. ENLACE QUÍMICO: MODELOS DE ENLACES E
INTERACCIONES INTERMOLECULARES. 119
3.1. El modelo de enlace iónico
3.2. El modelo de enlace covalente. 3.3. El modelo de enlace metálico.
3.4. Fuerzas intermoleculares: (dipolos inducidos y dipolos instantáneos.)
3.5. Puente de hidrógeno
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1.1 LA QUÍMICA: UNA CIENCIA INTERDISCIPLINARIA un par de huevos acompañados de pan o tortilla, leche, jugo o tal vez un cereal
crujiente con leche.
IMPORTANCIA DE LA QUÍMICA COMO CIENCIA.
¿Te identificas con alguna de estas actividades?
Vamos a iniciar nuestro curso realizando la siguiente actividad. ¿Te das cuenta, que todos los días entramos en contacto con materiales o productos
útiles que se han obtenido gracias al conocimiento y aplicación de la ciencia
Ejercicio individual: Lee detenidamente el siguiente diálogo y escribe en una hoja llamada Química?
de tu cuaderno las respuestas a las preguntas que al final del diálogo se te plantean.
En efecto esto ocurre dentro y fuera de tu casa, del laboratorio o de una fábrica,
Juana: Me siento agotada voy a pedir una coca cola. porque sencillamente “La Química está en todas partes”. Hay química dentro y
Luisa: Yo voy a tomarme un gatorade, creo que estoy deshidratada, necesito fuera de tu cuerpo y en el de todos los organismos vivos, en tu hogar, en los
reponer las sales que perdí con el sudor. alimentos, en el cuidado de tu salud y en el medio ambiente donde vives.
Pedro: Creo que las dos están mal deberían de tomar agua natural o agua de frutas,
no tienen nada de química, son naturales. Analiza detenidamente cada uno de los puntos mencionados y encontrarás una gran
María: Pedro, creo que tú estás mal: tanto la coca cola como el gatorade son cantidad de elementos, sustancias y compuestos químicos que son resultado de la
productos químicos que, aunque no sean naturales, también están formados investigación y el desarrollo de esta ciencia a través de los años.
por materia, la cual es el campo de estudio de la Química.
“La Química está omnipresente en nuestro entorno de todos los días”.
En base a tu opinión escribe sobre las líneas.
1. ¿Quién tiene la razón María o Pedro? ¿Alguna vez has tomado una aspirina, tempra o tylenol para aliviar algún dolor que
2. ¿Cuándo se considera que un producto es natural? aqueja a tu cuerpo?
3. ¿Los productos naturales están libres de Química?, explica tu respuesta.
4. Realmente las dos clases de productos, naturales, y creados por el hombre, ¿son ¿Te has dado cuenta que los tenis que actualmente usas resisten bastante el uso
estudiados por la Química? Explica tu respuesta. continuo que les das?
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________ ¿En alguna ocasión has platicado con tus padres o abuelos, si ellos usaban los
___________________________________________________________________ mismos productos que actualmente usas?
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________ A través de la Química el hombre puede elaborar materiales semejantes a los
___________________________________________________________________ naturales buscando siempre mejores propiedades y al mismo tiempo productos que
_______________________________________________________________ resulten más económicos.
___________________________________________________________________
______________________________________________________________ Los plásticos, automóviles, alimentos, medicinas, detergentes, gas doméstico,
hidrocarburos, perfumes y fibras sintéticas, son objetos elaborados mediante la
Al levantarte por la mañana probablemente realices las siguientes actividades: te aplicación de la Química. Pero así como la Química nos provee de satisfactores, el
das un baño utilizando jabón para el cuerpo y algún shampoo para el cabello, al al uso de la misma nos ha creado grandes problemas, principalmente al medio
secarte lo haces con una toalla de tela absorbente; te vistes, pero antes tal vez te ambiente por la alta concentración de contaminantes.
apliques crema humectante, te pones tenis de hule o acaso unos zapatos de piel
sintética y al final tal vez te pongas un poco de gel en el cabello para peinarte y Por tal motivo debemos actuar con ética y responsabilidad para no obstaculizar el
probablemente te apliques un poco de spray para que dure tu peinado, si eres mujer desarrollo de la humanidad, procurando la fabricación o elaboración de productos
utilizas algunos cosméticos, adornos para el cabello, un par de aretes metálicos, etc. de mejor calidad a menor precio y en cantidades mayores.
Si después de las prisas alcanzas a desayunar tomas algo ligero, ya sea un licuado o
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“La Química nos ayuda a comprender la naturaleza, su belleza y su Y hasta las actividades más comunes que realizas como reír, correr, caminar,
complejidad”. pensar, etc., se llevan a cabo mediante una infinidad de reacciones químicas
ordenadas.
Reúnete en equipo de 2 y analiza las siguientes preguntas: La casa donde vives, la cama donde duermes, la ropa que vistes, los alimentos que
consumes, son materia y son objeto de estudio de la Química. El fuego, la
¿Te ha tocado estar en un jardín, en plena primavera, con muchas plantas y una electricidad, el sol, los nutrientes de los alimentos, son formas de energía y están
gran diversidad de colores? Comenta con tus compañeros a qué se deberá esta íntimamente relacionadas con la materia y por lo tanto también son objeto de
diversidad de colores de las flores y anota las conclusiones: estudio de la Química.
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________ Además la fotosíntesis, la corrosión de metales, la respiración, la contaminación,
___________________________________________________________________ que son fenómenos que implican un cambio en la materia, también son objeto de
______________________________________________________________ estudio de la Química. Por lo tanto, podemos definir a la Química como
¿Has observado que después de ciertos días lluviosos o simplemente después de “La Ciencia que estudia la composición y propiedades de la materia, sus
cierto tiempo en que la humedad del ambiente es muy elevada, todos los objetos de transformaciones y su relación con la energía”.
fierro o acero que están a la intemperie, se oxidan? Comenta con tus compañeros lo
que probablemente sucede y anota las conclusiones: A través de la Química puedes conocer la composición del mundo que te rodea y
___________________________________________________________________ esto puede conducirte a idear inventos interesantes y útiles, así como desarrollar
___________________________________________________________________ nuevas tecnologías. Sin embargo aunque en tus planes no esté el trabajar en este
___________________________________________________________________ campo, usarás la Química en tu vida diaria, aprenderás a resolver problemas y a
___________________________________________________________________ comunicarte con los demás en forma organizada y lógica. Si puedes comprender
______________________________________________________________ los beneficios y los riesgos que están relacionados con las sustancias químicas,
serás una persona bien informada y capaz para decidir y elegir siempre las mejores
Tal vez te has preguntado lo siguiente: ¿Será el agua una sustancia química? alternativas que te ofrece el mundo que te rodea.
Comenta con tus compañeros y anota tus observaciones:
___________________________________________________________________ El desarrollo de la Química no solamente ha llevado a la obtención de nuevos
___________________________________________________________________ productos o sustancias que de alguna manera nos han hecho la vida mucho más
___________________________________________________________________ confortable, también ha influido en el desarrollo de nuevas tecnologías como son
______________________________________________________________ las computadoras, cuyo desarrollo no hubiera sido posible si no se lleva a cabo un
estudio exhaustivo sobre semiconductores. La investigación sobre materiales
Los fenómenos anteriores son resultado de la Química y no se realizaron en un fotosensibles provocó el desarrollo de los satélites de comunicación que pueden
laboratorio, pero forman parte de nuestra vida diaria. Los cambios químicos nos funcionar gracias a la energía solar.
pueden proporcionar hermosos colores, calor, luz y hasta productos nuevos.
Durante los últimos dos siglos se han desarrollado más investigaciones y
En este momento que estás leyendo, debes saber que la tinta es un producto descubrimientos químicos que en los veinte siglos que le precedieron a Lavoisier.
químico y que el papel de este módulo se obtuvo también mediante procedimientos La Química ha desarrollado gradualmente cinco ramas, ya que la Química por sí
químicos. Al mismo tiempo en tus ojos, al leer, se están desencadenando miles de sola abarca un campo demasiado extenso, aunque estas divisiones son consideradas
reacciones químicas en tu cerebro. Cuando respiras, te mueves, comes, duermes, tu arbitrarias ya que una rama puede traslaparse con otra, por ejemplo un
cuerpo funciona como una extraordinaria fábrica química. Con el oxígeno que fisicoquímico puede desarrollar el trabajo de un químico biofísico.
respiras y los nutrientes de los alimentos se produce la sangre que va a las células y
la energía. La clasificación es la siguiente:
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1) Química Orgánica: se encarga del estudio de los compuestos que contienen al 1. En una hoja del cuaderno y en equipo de dos escribe cinco ciencias que
elemento carbono. conozcas.
2) Química Inorgánica: estudia a todos los elementos y compuestos que no 2. Escribe lo que estudian cada una de ellas.
contienen carbono, aunque algunos como los carbonatos, cianuros y bióxido de 3. Escribe con base a la opinión de cada uno de ustedes:
carbono son inorgánicos. - ¿Cuál sería la definición de ciencia?
3) Química Analítica: se encarga de la identificación (análisis cualitativo) y la - De las ciencias que mencionaste, ¿cuáles tienen relación con la Química? Explica
composición (análisis cuantitativo) de las sustancias. tu respuesta.
4) Fisicoquímica: se encarga del estudio de los principios físicos que rigen la Tarea: INSTRUCCIONES: Investiga qué tipo de mezclas pueden separarse por los
estructura de la materia y las transformaciones químicas. siguientes métodos, así como la forma en que se realiza la separación:
5) Bioquímica: es la química de los procesos biológicos (sistemas vivos, plantas y
animales). 1. Filtración:
2. Evaporación:
Ejercicio individual. Basándote en la clasificación de la Química, indica la rama 3. Destilación:
que se encarga del estudio de los siguientes procesos químicos: 4. Decantación:
5. Cromatografía:
Los enlaces y la estructura de los compuestos:
___________________________________________________________________ 1.2 LA MATERIA
1.2.1 CARACTERÍSTICAS Y MANIFESTACIONES DE LA MATERIA.
El contenido de una tableta antiácida TUMS:
___________________________________________________________________ Ejercicio. Realiza las actividades que se te indican y entrega un reporte a tu
profesor. (equipos de 3).
La síntesis (preparación) de aspirinas (C9H8O4): 1. Necesitas de los siguientes materiales: siete cucharitas de plástico, leche, agua,
___________________________________________________________________ tierra, jugos de frutas, polvo para refrescos, detergente en polvo, pimienta molida,
recipientes de vidrio pequeños (2 ó 3) y una lupa. Las sustancias mencionadas no
La degradación del almidón (carbohidratos de las plantas) en glucosa dentro del se tienen que utilizar forzosamente, tu maestro te puede sugerir algunas diferentes,
cuerpo humano: pregúntale.
___________________________________________________________________
2. Observa bien cada una de las sustancias y anota en tu cuaderno las características
La solubilidad de las sales de cobre. de cada una de ellas (color, olor, apariencia, estado físico, etc.)
_________________________________________________________________
3. Ayudándote con la lupa, indica qué materiales de los analizados se observan
1.1.1 RELACIÓN CON OTRAS CIENCIAS como si fueran una sola sustancia y cuáles se observan formados por dos o más
sustancias diferentes.
La Química es la ciencia que estudia a la materia, su composición, su estructura,
sus propiedades y cambios, su relación con la energía, y todo lo que existe en el 4. Mezcla una cucharadita de cada sustancia con agua, observa cada una de las
universo está formado de materia; esto hace que la Química se relacione fácilmente mezclas con la lupa y contesta, ¿se observa como si fueran dos sustancias
con otras ciencias, en ocasiones utilizándola como una herramienta de apoyo, y en diferentes?
otras auxiliándolas en su desarrollo.
A las mezclas en las cuales los componentes que las forman se observan a simple
Ejercicio: Siguiendo las instrucciones de tu profesor realiza lo que a continuación vista se les llama Mezclas Heterogéneas, mientras que a las mezclas donde los
se te pide. componentes no se observan a simple vista se les denomina Mezclas Homogéneas.
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Si observas a tu alrededor, te darás cuenta que la materia que existe en la naturaleza - Analizar los contaminantes del suelo
se encuentra en forma de mezclas, ¿podrías mencionar cinco ejemplos de cada uno - Estudiar los efectos de la radiación UV en los materiales
de los tipos de mezclas que tú conozcas o hayas visto a tu alrededor?
¿Tienen algunas propiedades las mezclas? COMPUESTOS
- ¿La mezcla es homogénea o heterogénea? Se le llama compuestos a las sustancias que resultan de la combinación química
- ¿Si tomaras un granito de la mezcla, cómo sabrías que es de sal o de de dos o más elementos químicos, como por ejemplo la sal común que resulta de la
azúcar? combinación de dos elementos que son el sodio y el cloro, por lo que su fórmula es
- ¿Podrías separar los granos de sal de los granos de azúcar? NaCl pero...... si el cloro y el sodio son dos sustancias diferentes, entonces:
• Sí, ¿cómo?
• No, ¿por qué? ¿Es el cloruro de sodio una mezcla homogénea en lugar de un compuesto?
Vamos a aclarar esta duda de la siguiente manera:
Como te habrás dado cuenta las mezclas presentan algunas propiedades como son: • El sodio es un elemento químico sólido de color metálico, que al contacto con el
1) Sus componentes conservan todas sus propiedades. agua reacciona violentamente provocando en la mayoría de los casos explosiones.
2) Los componentes que las forman pueden ser separados mediante ciertos • El cloro es un elemento químico gaseoso de color verde y sumamente venenoso.
procedimientos.
Ejercicio individual: Responde las siguientes preguntas y coméntalas ante el grupo.
Por lo tanto, podemos concluir que una mezcla es la combinación de dos o más
sustancias separables por métodos físicos, donde cada uno de sus componentes 1. Presenta el cloruro de sodio las características de los elementos que lo forman?
conserva sus propiedades. ___________________________________________________________________
______________________________________________________________
Tarea: INSTRUCCIONES: Consultando la bibliografía recomendada realiza lo
que a continuación se te indica: 2. Cuál es entonces la diferencia entre una mezcla y un compuesto?
1. Investiga qué relación existe entre la ecuación de Einstein y la energía nuclear. ___________________________________________________________________
2. Investiga los beneficios e inconvenientes que tiene para la sociedad el uso de la ______________________________________________________________
energía nuclear.
3. Escribe la conclusión a la que hayas llegado dándola a conocer al resto del
grupo. 3. Elabora una lista de dos compuestos químicos, así como las características de
4. ¿Quién fue Leopoldo Río de la Loza? cada uno de ellos y de los elementos que los forman.
5. ¿Cuál fue el trabajo de Mario José Molina Enriquez? ___________________________________________________________________
6.- Investiga cómo se relaciona la química con: ___________________________________________________________________
- industria farmacéutica __________________________________________________________________
- industria automotriz ___________________________________________________________________
- La oceanografía ___________________________________________________________________
- petrolera __________________________________________________________________
- la industria alimenticia
- electrónica 4. ¿Se pueden separar los elementos que forman a los compuestos? Investígalo.
- metalúrgica ___________________________________________________________________
Exponen tu investigación al grupo. ___________________________________________________________________
__________________________________________________________________
7. ¿Cuál o cuáles de las actividades siguientes tienen que ver con la química? ___________________________________________________________________
Explica tus respuestas. ______________________________________________________________
- Estudiar el adelgazamiento de la capa de ozono
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ELEMENTOS
Se ha hablado de elementos químicos pero:
Si tenemos cobre en estado puro, ¿qué sustancia diferente podríamos extraer de él?
Obviamente la respuesta es que ninguna, ya que el cobre es un elemento químico lo
que lleva a definir a los elementos químicos como: “sustancias puras que no
pueden ser separadas en otras” y, además del cobre, son ejemplos de elementos
químicos todos los que aparecen en la tabla periódica.
En el siguiente mapa conceptual se te presenta un resumen de lo que has visto hasta
este momento con respecto a la materia.
¿Qué propiedades tiene la materia?
Para contestar esta pregunta vamos a realizar el siguiente ejercicio:
Ejercicio individual: Responde a lo que a continuación se te indica:
- Planea un experimento mental que permita demostrar que el aire es materia.
- Discute con tus compañeros de equipo y comunica tus experiencias al resto del
grupo (no se te olvide que debes externar tu opinión y respetar la de los demás).
Responde si el siguiente experimento demuestra que el aire es materia:
- ¡SÍ!, ¿Por qué?
- No!, ¿Por qué?
Para responder a esto, definiremos algunos conceptos importantes.
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Una propiedad de la materia es el peso y se define como: la fuerza de atracción que una propiedad aditiva exacta de la materia en general, sino para cada sustancia en
ejerce la gravedad sobre los cuerpos, la cual se considera una propiedad general particular, porque si mezclamos por ejemplo 50 ml de agua con 50 ml de etanol
debido a que cualquier tipo de materia la posee. Además de esta propiedad, la obtenemos un volumen de disolución de 96 ml). Hay otras propiedades generales
materia tiene otras como son: masa que se define como la cantidad de materia que como la interacción, que se mide mediante la fuerza. Todo sistema material
posee un cuerpo e inercia que se define como la resistencia que ofrece la materia al interacciona con otros en forma gravitatoria, electromagnética o nuclear. También
cambio. es una propiedad general de la materia su estructura corpuscular, lo que justifica
que la cantidad se mida para ciertos usos en moles.
Retomando el problema anterior la respuesta al experimento es NO! y vamos a
demostrarlo, tu peso en la luna es la sexta parte de lo que pesas en la tierra así, por Propiedades intensivas o especificas: Son las cualidades de la materia
ejemplo, si tu peso es de 48.0 Kg. en la tierra, en la luna pesarías únicamente 8.0 independientes de la cantidad que se trate, es decir no dependen de la masa no son
Kg. Pero la cantidad de átomos, es decir tu masa, es la misma en la tierra y en la aditivas y, por lo general, resultan de la composición de dos propiedades
luna. extensivas. El ejemplo perfecto lo proporciona la densidad, que relaciona la masa
con el volumen. Es el caso también del punto de fusión, el punto de ebullición, el
Para poder continuar vamos a realizar el siguiente ejercicio: coeficiente de solubilidad, el índice de refracción, el módulo de Young, etc.
Ejercicio Individual: Responde lo siguiente y comenta la respuesta con tus
compañeros: Ejercicio: En equipo clasifica las siguientes propiedades de la materia en extensivas
o intensivas. Justifica cada una de tus respuestas.
Imagínate que te vendan los ojos y alguien te pone en la mano un trozo de fruta y te
pide que le digas de qué fruta se trata. ¿Cómo le harías para saberlo? • Masa • Textura
• Densidad • Volumen
De las propiedades que respondiste, algunas son características de la fruta y éstas se • Longitud • Dureza
consideran también como propiedades de la materia, pero son propiedades • Solubilidad • Divisibilidad
específicas, ya que no toda la materia sabe y huele igual. Por lo que propiedades • Conductividad • Inercia
específicas son aquéllas que permiten distinguir un tipo de materia de otro. • Peso • Punto de fusión
PROPIEDADES EXTENSIVAS E INTENSIVAS. ESTADOS DE Ejercicio individual: Responde lo que a continuación se te plantea:
AGREGACIÓN. ¿Qué otras propiedades específicas de la materia podrías citar?
Las propiedades físicas de la materia también se clasifican en propiedades Cita al menos cinco ejemplos y preséntalas a tu profesor.
extensivas y propiedades intensivas. 1.
___________________________________________________________________
Propiedades generales: Las presentan los sistemas materiales básicos sin distinción
y por tal motivo no permiten diferenciar una sustancia de otra. Algunas de las 2.
propiedades generales se les da el nombre de extensivas, pues su valor depende de ___________________________________________________________________
la cantidad de materia, tal es el caso de la masa, el peso, volumen. Otras, las que no
dependen de la cantidad de materia sino de la sustancia de que se trate, se llaman 3.
intensivas. El ejemplo paradigmático de magnitud intensiva de la materia másica es ___________________________________________________________________
la densidad.
4.
Propiedades extensivas o generales: Son las cualidades que nos permiten reconocer ___________________________________________________________________
a la materia, como la extensión, o la inercia. Son aditivas debido a que dependen de
la cantidad de la muestra tomada. Para medirlas definimos magnitudes, como la 5.
masa, para medir la inercia, y el volumen, para medir la extensión (no es realmente ___________________________________________________________________
7

Así como la materia sufre cambios continuos, la energía en la naturaleza también se
transforma de una forma a otra
LEYES DE LA CONSERVACIÓN DE LA MATERIA
A) Ley de Lavoisier, Ley de la conservación de la masa: En toda reacción química
la masa se conserva, esto es, la masa total de los reactivos es igual a la masa total
de los productos.
B) Ley de la conservación de la energía: Formulada por Julius Robert von Mayer,
establece que: “La energía del universo se mantiene constante de tal manera que no
puede ser creada ni destruida y si cambiar de una forma o clase a otra”
C) Ley de la conservación de la materia: propuesta por Albert Einstein, establece:
“La cantidad de masa - energía que se manifiesta en un determinado espacio –
tiempo es constante.
La aplicación de estas leyes de la conservación tiene lugar en procesos industriales
para calcular las cantidades de materia prima o reactivos y energía que se necesitan
para obtener productos. El ahorro de materia y de energía hace que los procesos
sean más eficientes en todos los aspectos.
Manifestaciones de la energía
La energía se manifiesta de diferentes maneras:
La energía existe en varias formas, pero todas ellas pueden clasificarse en dos
tipos: potencial y cinética.
Energía solar: casi la totalidad de la
energía proviene del sol y se
La energía potencial es la que tienen los cuerpos debido a su posición. Pertenecen a
manifiesta a través de radiaciones
esta categoría la energía química y la nuclear. Otros ejemplos de energía potencial
luminosas, caloríficas y
son: la que tiene el agua almacenada en una presa y la de un resorte comprimido.
electromagnéticas.
La energía cinética es la que tienen los cuerpos debido al movimiento. Pertenecen a
esta categoría: la energía eléctrica (movimiento de electrones), la energía
calorífica (movimiento de moléculas), la energía luminosa (movimiento de ondas
electromagnéticas) y la energía mecánica (movimiento de las piezas de una
máquina).
En todos los cambios que tiene la materia se libera o se absorbe energía.
Generalmente, los cambios físicos involucran cantidades de energía más pequeños, Energía química: Es la energía
en tanto que algunos cambios químicos producen grandes cantidades de energía. que tiene la materia en virtud de
su estructura interna, y que
almacenan los combustibles,
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como la madera, el carbón o los derivados del petróleo. Es también la energía que
almacenan las pilas y las baterías.
Energía Mecánica: Es la capacidad que tiene un cuerpo o conjunto de cuerpos de Energía Eléctrica: En la vida familiar,
realizar movimiento, debido a su energía potencial o cinética; por ejemplo: La proporciona iluminación y calefacción,
energía que poseemos para correr en bicicleta (energía potencial) y hacer cierto permite el funcionamiento de gran variedad
recorrido (energía mecánica); o el agua de unas cascada (energía potencial), que al de aparatos que facilitan los quehaceres
caer hacer mover las aspas de una turbina (energía mecánica). domésticos (refrigeradora, licuadora, etc.) o
que nos dan información y entretenimiento
Energía hidráulica: esta energía se (TV., Computadoras, etc.)
origina con el movimiento del agua.
Este movimiento puede ser En la industria pone en funcionamiento
consecuencia de la caída de grandes maquinarias. Necesaria también en
corrientes de agua o de las crecientes algunos procesos de refinación de metales
y bajadas de las mareas. entre otros. Una de sus grandes ventajas es la
facilidad con que puede ser trasladada de un lugar a otro, así la mayor parte de la
energía eléctrica utilizada en las grandes ciudades es producida en plantas
generadoras situadas a muchos kilómetros de distancia y transportada mediante
líneas de transmisión, las cuales no ocasionan contaminación al medio ambiente.
Energía térmica o calorífica: se origina a partir de la combustión de un cuerpo
combustible. Es empleada en un radiador eléctrico.
Energía atómica o nuclear: es aquella que se libera
Energía eólica: Esta energía es producida por los como resultado de una reacción nuclear. Se puede
vientos generados en la atmósfera terrestre. Se obtener por el proceso de Fisión Nuclear (división de
puede transformar en energía eléctrica mediante el núcleos atómicos pesados) o bien por Fusión Nuclear
uso de turbinas eólicas que basan su (unión de núcleos atómicos muy livianos). En las
funcionamiento en el giro de aspas movidas por los reacciones nucleares se libera una gran cantidad de
vientos. Bajo el mismo principio se puede utilizar energía debido a que parte de la masa de las
como mecanismo de extracción de aguas partículas involucradas en el proceso, se transforma
subterráneas o de ciertos tipos de molinos para la directamente en energía.
agricultura.
Energía luminosa: La luz es una forma de
Energía geodésica: Energía contenida también en el
energía que hace visibles los cuerpos. Cuando
interior de la Tierra en forma de gases. Al ser
reciben suficiente luz, las formas y los colores
extraída se presenta en forma de gases de alta
de los cuerpos se pueden reconocer. Los cuerpos
temperatura (fumarolas), en forma de vapor y agua
que desprenden luz se llaman cuerpos
hirviendo (geyser) y en forma de agua caliente
luminosos. El Sol y los combustibles cuando
(fuentes termales).
arden son cuerpos luminosos.
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___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
Completa las siguientes afirmaciones
a) Nuestros músculos almacenan energía en forma de energía 4. De la energía química del gas natural en una
_________________________________________ termoeléctrica hasta la energía calorífica de los alimentos
calentados en un microondas.
b) Una pila de linterna transforma energía ______________________ en energía ______________________________________________
____________________________
______________________________________________
c) En el proceso de fotosíntesis, se produce una transformación de energía ______________________________________________
______________________en energía __________________________ . ______________________________________________
______________________________________________
d) Cuando un automóvil frena, su energía _______________________ se
transforma en energía __________________________.
Tarea: Investiga que es la bioquímica o biomasa y de donde se obtiene. Así como
que otro tipo de fuentes de energías se quieren utilizar. Beneficios y riesgos en el
consumo de la energía. Aplicaciones de energía no contaminantes. Desarrollo de la
energía nuclear en México.
Ejercicio: Después de discutir en equipo, expliquen el camino o las
transformaciones que sufre la energía en cada uno de los siguientes casos.
1. De la energía hidráulica de una presa hasta la energía
luminosa en una lámpara. Ejercicio: Determina las ventajas y desventajas de las siguientes energías.
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________ FUENTE
ORIGEN VENTAJAS DESVENTAJAS
ENERGETICA
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
2. De la energía solar hasta la energía consumida por una Combustibles
persona al caminar. fósiles
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
3. De la energía química del petróleo hasta energía Geotérmica
cinética de un auto en movimiento.
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Biomasa
Hidráulica
Alcohol
solar
Las propiedades específicas de la materia se clasifican en físicas y químicas.
Las propiedades físicas se manifiestan cuando la materia está en reposo o sufre un
Eólica cambio que no altera su composición y/o estructura; Las propiedades químicas
manifiestan el comportamiento de una sustancia frente a otra, es decir cuando se
altera su composición y/o estructura.
Ejercicio Individual: Identifica cada una de las siguientes propiedades como física
o química.
Nuclear 1. El hierro al contacto con el aire y la humedad sufre corrosión.
__________________________________________________________________
2. El oro se puede fundir para fabricar joyería.
___________________________________________________________________
3. En condiciones estándar el agua hierve a los 100° centígrados.
___________________________________________________________________
4. Nuestras células queman glucosa para obtener energía.
Hidrógeno ___________________________________________________________________
5. El cobre es un buen conductor eléctrico.
___________________________________________________________________
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Plasma: Este estado de la materia no se presenta bajo condiciones normales de
6. La gasolina es un combustible. presión y temperatura. Cuando a un gas se le eleva la temperatura en millones de
___________________________________________________________________ grados centígrados, los átomos se desintegran en sus partículas subatómicas, las
cuales en conjunto el estado plasmático de la materia.
7. En la fermentación alcohólica los azúcares se convierten en alcohol.
___________________________________________________________________
8. En la hidrólisis el agua se descompone en hidrógeno y oxígeno.
___________________________________________________________________
ESTADOS DE AGREGACIÓN
Cuando hablamos de estados de agregación, nos referimos a la manera en que las Sólido líquido gas plasma
partículas que constituyen a la materia se unen o se agregan unas a otras, para
formar a todos y cada uno de los objetos que nos rodean.
Ejercicio:
La unión entre las partículas se presenta de muy diversas maneras, ya que pueden Realiza el siguiente cuestionario y coméntalo en grupo
estar:
1.- después de conocer más sobre la materia realiza una nueva definición sobre ella.
- Muy unidas. 2.- Explica por qué un sólido presenta forma y volumen definidos
- A distancia media. 3.- ¿cómo se encuentran las moléculas en un líquido en comparación con un
- Muy separadas unas de otras. sólido?
4.- ¿Por qué se dice que un gas no presenta forma y volumen definidos?
Si observas a tu alrededor te darás cuenta que existe materia en tres estados
básicos, uno que es el estado sólido como el cuaderno donde escribes, el lápiz o
pluma con qué lo haces, el estado líquido como el agua que bebes para poder vivir
y el estado gaseoso como el aire o el oxígeno que necesitas respirar. 5.- Escribe 4 ejemplos de sustancias que a condiciones normales de temperatura y
presión se encuentren en cada estado físico.
Cada uno de los estados de agregación de la materia, presenta características muy
particulares que permiten diferenciar a uno de los otros, estas mismas
características pueden servir para definirlos: Sólido líquido Gaseoso
Sólido: Es un estado en el cual la materia presenta forma y volumen definido y no
se puede comprimir.
Líquido: En este estado la materia adopta la forma del recipiente que la contiene y
al igual que los sólidos no se puede comprimir, además de presentar volumen
6.- Escribe en el cuadro las sustancias de la lista de abajo, colocándolas en las
definido.
columnas que correspondan.
Gaseoso: En este estado la materia no tiene forma ni volumen definido ya que Mezcla Mezcla
Compuesto Elemento
adopta la forma y el volumen del recipiente que la contiene, además de que en este homogénea heterogénea
estado la materia se puede comprimir.
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mencionados, pero pueden cambiar de un estado a otro si las condiciones cambian.
Estas condiciones son presión y temperatura.
Vapor de agua Agua residual Moneda de cobre
Agua de mar Tubo de acero Mina de arena
Hoja de papel Gas nitrógeno Yogur de frutas
Gas acetileno Amoníaco Mercurio de un termómetro
Bicarbonato de sodio Mermelada de fresa
Solución azucarada Filamento de Oro
FENOMENOS FISICOS y QUIMICOS
En la naturaleza y en la vida diaria, nos encontramos constantemente con
fenomenos fisicos y con fenomenos quimicos. Pero, qué son cada uno de estos
fenomenos:
FENOMENO FISICO: es aquél que tiene lugar sin transformación de materia.
Cuando se conserva la sustancia original. Ejemplos: cualquiera de los cambios de Solidificación: Es cuando un líquido pasa a estado sólido
estado y también patear una pelota, romper una hoja de papel. En todos los casos,
encontraremos que hasta podría cambiar la forma, como cuando rompemos el Fusión es el proceso por el que una sustancia sólida al calentarse se convierte en
papel, pero la sustancia se conserva, seguimos teniendo papel. líquido.
FENOMENO QUIMICO: es aquél que tiene lugar con transformación de Vaporización es el paso de líquido a gas. Se puede producir de dos formas
materia. Cuando no se conserva la sustancia original. Ejemplos: cuando quemamos distintas:
un papel, cuando respiramos, y en cualquier reacción química. En todos los casos, • Evaporación. Es el paso de líquido a gas a cualquier temperatura. Solo
encontraremos que las sustancias originales han cambiado, puesto que en estos ocurre en la superficie del líquido. Por ejemplo, el agua de un lago se
fenómenos es imposible conservarlas. evapora incluso en invierno.
1.- Clasifica los siguientes hechos como propiedad física, propiedad química, • Ebullición. Es el paso de líquido a gas a una temperatura fija. Se forman
cambio físico o cambio químico burbujas de gas en toda la masa del líquido.
a) El alcohol es inflamable
b) El alcohol es volátil se evapora con facilidad Condensación: es el proceso inverso a la vaporización, es cuando un gas se
c) Una muestra de sal común se disuelve en un vaso de agua convierte en líquido.
d) Con el tiempo, una batería de linterna pierde su carga.
e) Combustión de un cerillo La sublimación: es el paso de sólido a gas directamente.
f) Dilatación de un metal
Licuefacción: ocurre cuando una sustancia pasa del estado gaseoso al líquido, por
CAMBIOS DE ESTADOS acción de disminuir la temperatura y el aumento de presión.
DE LA MATERIA
La diferencia entre un gas y vapor es que el gas se licúa y el vapor se condensa.
En nuestro medio ambiente y
bajo ciertas
condiciones, las sustancias METODOS DE SEPARACION DE MEZCLAS
se presentan en uno de los estados Raramente se encuentran las sustancias puras en la Naturaleza sino en forma de
de agregación antes mezclas, disoluciones y suspensiones. Toda la materia podemos separarla de
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diferentes formas hasta llegar a sus componentes más simples. Estos métodos se sólido. Los filtros más comunes son: papel filtro, redes metálicas, fibra de asbesto,
clasifican según sus características y son: fibra de vidrio, algodón fibras vegetales y tierras especiales.
Métodos de separación química: destruyen las sustancias originales.
Los métodos químicos de separación son procesos en los que los compuestos
químicos se separan en elementos más sencillos. Estos métodos químicos se LA FILTRACIÓN POR VACIO. Es
caracterizan por la necesidad de efectuar una reacción química previa a la una operación como la anterior, sólo que
separación. ahora interviene un matraz quitazato, una
bomba de vacío para extraer aire y
Hay muchos métodos químicos de separación pero los más importantes y conseguir vacío con un filtrado en el
conocidos son por: Electrólisis y Gravimetrías. menor tiempo. Un ejemplo muy común
Otros métodos son la descomposición térmica donde se somete a un compuesto a de filtración es aplicado en los
una temperatura elevada hasta que se descompone en sus elementos o en otros automóviles en la gasolina que llevan un
compuestos más sencillos. filtro con papel y en el aceite que puede
ser de papel como filtros GONNER o red
A diferencia de los métodos químicos, en los métodos físicos no se destruyen las metálica como el VW ).
sustancias.
LA CENTRIFUGACIÓN. Es un
LA DECANTACIÓN. Es un método método utilizado para separar un
utilizado para separar un sólido, de grano sólido insoluble de grano muy fino y
grueso e insoluble, de un líquido. de difícil sedimentación de un líquido.
Consiste en esperar que se sedimente el Esta operación se lleva a cabo en un
sólido para poder vaciar el líquido en aparato llamado centrífuga, en el que
otro recipiente. aumenta la fuerza gravitación
provocando la sedimentación del
sólido.El plasma de la sangre puede
separarse por este método.
DECANTACIÓN DE LÍQUIDOS. Este método se utiliza DESTILACIÓN. Este método permite separar mezclas de líquidos miscibles,
para la separación de dos líquidos no miscibles y de diferentes aprovechando sus diferentes puntos de ebullición. Un ejemplo sencillo es separar
densidades, utilizando un embudo de decantación. Este una mezcla de agua y alcohol el cual no se puede decantar y es más apropiado
método es aplicado en la extracción de petróleo en destilarlo, colocando la mezcla en un matraz de destilación.
yacimientos marinos la cual separan el petróleo, al ser menos
denso, quedando en la parte superior del agua. El petróleo se Por destilación con arrastre de vapor se separa el
almacena y el agua es devuelta al mar. solvente que extrae el aceite de las semillas, por
ejemplo, hexano que extrae el aceite de ajonjolí.
También de esta forma se extrae esencias como la de
anís o de orégano.
LA FILTRACIÓN. Con este método se puede separar
un sólido insoluble de grano relativamente fino de un CRISTALIZACIÓN. Con este método se provoca la
líquido. En este método es indispensable un medio separación de un sólido que se encuentra disuelto en una solución quedando el
poroso de filtración que deja pasar el líquido y retiene el sólido como cristal y en este proceso involucra cambios de temperatura, agitación,
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eliminación del solvente, etc. Por este método se obtiene azúcar, productos
farmacéuticos, reactivos para laboratorio (sales), etc. El equipo para esta operación puede ser tan simple como una columna rellena, un
papel o una placa que contienen el medio poroso, o bien un cromatógrafo. Por este
proceso se analizan mezclas como aire, productos extraídos de plantas y animales,
productos elaborados como tintas, lápices labiales, etc. Un ejemplo sencillo se
puede hacer con un gis y agua. En la parte media del gis se hace una marca de tinta
(plumón) y luego se coloca el gis en agua sin que ésta llegue a la marca. Después
de un tiempo se verán los componentes de la tinta.
EVAPORACIÓN. Con este método se separa
un sólido disuelto en un líquido y consiste en
aplicar incremento de temperatura hasta que el
líquido hierve y pasa del estado líquido a estado
de vapor, quedando el sólido como residuo en IMANTACIÓN. Con este método se aprovecha la
forma de polvo seco. El líquido puede o no propiedad de algún material para ser atraído por un
recuperarse. campo magnético. Los materiales ferrosos pueden ser
separados de otros componentes por medio de un
electroimán, para su tratamiento posterior.
SUBLIMACIÓN. Método utilizado en la
separación de sólidos, aprovechando que DIFERENCIA DE SOLUBILIDAD.
alguno de ellos es sublimable, pasa de manera Permite separar sólidos de líquidos o líquidos
directa del estado sólido al gaseoso por de líquidos al contacto con un solvente que
incremento de temperatura. selecciona uno de los componentes de la
mezcla. Este componente es soluble en el
solvente adecuado y es arrastrado para la
separación ya sea por decantación, filtración
vaporización, destilación, etc., dejándolo en
estado puro. Es muy común en la preparación
y análisis de productos farmacéuticos.
CROMATOGRAFÍA. Este método consiste en separar mezclas de gases o
líquidos, pasando la solución o muestra a través de un medio poroso y adecuado,
con la ayuda de un solvente determinado.
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En la naturaleza y en la vida diaria, nos encontramos constantemente con
fenómenos físicos y con fenómenos químicos. Pero, qué son cada uno de estos
fenómenos:
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