1.S: Materia y medición (resumen)

1.1: El estudio de la química

Una comprensión de la química es esencial para comprender gran parte del mundo natural y es fundamental para muchas otras disciplinas. La química es el estudio de la materia y los cambios que sufren las sustancias materiales. Es esencial para comprender gran parte del mundo natural y es fundamental para muchas otras disciplinas científicas, incluidas la astronomía, la geología, la paleontología, la biología y la medicina.

La perspectiva molecular de la química

     
• Materia – material físico del universo, tiene masa y ocupa espacio

     

• Átomos – los bloques de construcción de la materia

     

• Moléculas – grupos de átomos combinados

 

¿Por qué estudiar química?

     
• importante para entender nuestro mundo

     

• la química es la ciencia central

     

• muchos temas diversos tienen algún tipo de relación con la química

 

1.2: Clasificación de la materia

La ​​materia puede clasificarse según sus propiedades físicas y químicas. La materia es cualquier cosa que ocupa espacio y tiene masa. Los tres estados de la materia son sólido, líquido y gaseoso. Un cambio físico implica la conversión de una sustancia de un estado de materia a otro, sin cambiar su composición química. La mayor parte de la materia consiste en mezclas de sustancias puras, que pueden ser homogéneas (de composición uniforme) o heterogéneas (las diferentes regiones poseen diferentes composiciones y propiedades.

Estados de la materia

     
• estados de la materia: líquido, sólido y gas

 

Sustancias y mezclas puras

     
• sustancia pura – materia que tiene una composición fija y propiedades distintas

     

• las sustancias pueden clasificarse como elementos o compuestos

     

• elementos – compuesto de un solo átomo

     

• compuestos – dos o más elementos

     

• mezclas – combinación de dos o más sustancias

     

• heterogéneo – mezclas que no son uniformes en todo

     

• homogéneo – mezclas que son uniformes en todas partes; también llamadas soluciones

 

Separación de mezclas

     
• los componentes de una mezcla conservan sus propias propiedades

     

• las mezclas se pueden separar usando las diferentes propiedades de cada sustancia

     

• tipos de separación: filtración, destilación, cromatografía

 

Elementos

     
• más del 90% de la corteza terrestre consiste en oxígeno, silicio, aluminio, hierro y calcio

     

• el cuerpo humano consiste en 90% de oxígeno, carbono e hidrógeno

 

Compuestos

     
• ley de composición constante (ley de proporciones definidas) – la composición elemental de un compuesto puro es siempre la misma

 

1.3: Propiedades de la materia

Toda la materia tiene propiedades físicas y químicas. Las propiedades físicas son características que los científicos pueden medir sin cambiar la composición de la muestra en estudio, como la masa, el color y el volumen (la cantidad de espacio ocupado por una muestra). Las propiedades químicas describen la capacidad característica de una sustancia de reaccionar para formar nuevas sustancias; incluyen su inflamabilidad y susceptibilidad a la corrosión.

     
• propiedades físicas – propiedades medidas al no cambiar la identidad y composición de la sustancia

     

• propiedades químicas – la forma en que una sustancia puede cambiar o reaccionar para formar otras sustancias

     

• propiedades intensivas – identificar sustancias

     

• amplias propiedades – cantidad de sustancia

 

Cambios físicos y químicos

     
• el cambio físico da como resultado un cambio en la apariencia pero no en la composición

     

• los cambios de estado son cambios físicos

     

• los cambios químicos (reacciones químicas) dan como resultado una sustancia químicamente diferente

 

1.5: Incertidumbre en la medición

Las mediciones pueden ser precisas, lo que significa que el valor medido es el mismo que el valor verdadero; pueden ser precisos, lo que significa que las mediciones múltiples dan valores casi idénticos (es decir, resultados reproducibles); pueden ser tanto precisos como precisos; o pueden no ser ni precisos ni precisos. El objetivo de los científicos es obtener valores medidos que sean precisos y precisos.

1.5.1 Precisión y precisión

     
• precisión – la cercanía de las mediciones individuales entre sí

     

• precisión – la exactitud de las mediciones individuales

 

Cifras significativas

     
• Los dígitos distintos de cero son siempre significativos

     

• Los ceros entre dígitos distintos de cero siempre son significativos

     

• Los ceros al comienzo de un número nunca son significativos

     

• Los ceros que caen tanto al final de un número como después del punto decimal siempre son significativos

     

• Cuando un número termina en ceros pero no contiene punto decimal, los ceros pueden o no ser significativos

     

• La notación científica se puede utilizar para obtener los números significativos correctos

 

Cifras significativas en los cálculos

     
• Suma / resta: el número de lugares decimales está determinado por el número que tiene la menor cantidad de lugares decimales en el cálculo

     

• Multiplicación / división: el número de cifras significativas está determinado por el número que tiene la menor cantidad de cifras significativas en el cálculo

 

1.6: Análisis dimensional

El análisis dimensional se utiliza en cálculos numéricos y en unidades de conversión. Puede ayudarnos a identificar si una ecuación está configurada correctamente (es decir, las unidades resultantes deben ser como se esperaba). Las unidades se tratan de manera similar a los valores numéricos asociados, es decir, si se supone que una variable en una ecuación es al cuadrado, entonces las dimensiones asociadas son al cuadrado, etc.

     
• ayuda en la resolución de problemas

     

• factor de conversión: fracción donde el numerador y el denominador son la misma cantidad