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Materia:
Definición, Propiedades no características.
Unidades de medidas.
El presente trabajo aborda un inicio al
estudio de la Química como ciencia y su
incidencia en la vida del hombre por el
conocimiento que aporta sobre todos los
elementos existentes en la naturaleza. Al tratar
sobre este aspecto de hecho se incluye el
estudio de la materia, sus propiedades
características y no características , la
clasificación de los materiales según su estado
físico y las unidades de medida que se emplean
para determinar cantidades de las distintas
magnitudes físicas que aparecen en dicho estudio. |
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Éste es el primer trabajo que realizaremos en un
área de extraordinaria importancia para todos
los que habitamos en el planeta Tierra, porque
se trata de informarnos de la naturaleza de todo
lo que nos rodea.
Una definición sencilla de lo que se conoce como
química es: |
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La vida es una propiedad que marca la diferencia
entre los seres vivos y los que no lo son; no
obstante, la constitución de los seres vivos no
se diferencia de la del resto de los no
vivientes, pues la materia que los constituye
está formada por moléculas y átomos; de esto nos
ocuparemos en otro tema. |
La química está presente en nuestros hogares:
actividades como lavar, desinfectar, fumigar son
ahora mucho más fáciles de realizar que
anteriormente; ello se debe a que en el mercado
encontramos productos elaborados químicamente
que simplifican estas tareas domésticas.
De igual manera, perfumes, desodorantes, polvos
faciales, cremas dentales, cremas para afeitar o
para proteger la piel se elaboran con el auxilio
de la química; entonces podemos decir que esta
ciencia ayuda al hombre a mejorar sus
condiciones de vida y a realizar de manera más
fácil sus tareas cotidianas. |
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¿Cómo pueden utilizarse los huesos de ganado
para elaborar algún producto a utilizar en la
higiene bucal? ¿Se trata entonces de una materia
prima? Escribe aquí tu respuesta bien razonada;
puedes imprimirla y llevarla al salón de clases
para discutirla con tus compañeros.
Con relación al cuidado de la salud, ya se
trate de prevenir o de curar enfermedades, la
química está presente en la elaboración de
fármacos; la producción de desinfectantes
médicos y la utilización de productos químicos
obtenidos del cloro, sosa cáustica, amoníaco y
otros, ha permitido la eliminación de hongos,
bacterias y algunos protozoarios (animales
unicelulares) que afectan la salud, ocasionando
enfermedades como micosis, sabañones, amibiasis,
etc. |
Asociada con otras ciencias como la biología y
la ingeniería genética, la química ha
contribuido a conocer más la naturaleza humana y
con ello prevenir y mejorar la salud de los
habitantes del planeta; un ejemplo lo constituye
el reciente hecho de descifrar el misterio del
DNA (ácido desoxiribonucléico) responsable de
nuestras características genéticas.
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En la industria, la química ayuda a elaborar
muchos productos que no se encuentran en la
naturaleza de manera directa, pero que si están
las materias primas a partir de las cuales es
posible elaborarlos; estos productos se conocen
como sintéticos; ejemplos son el nylon, licra,
poliéster, polietileno, acrílico, etc. que son
usados en las industrias textil, automotriz y
otras. |
De una manera sencilla por materia
se entiende todo; cuando se dice todo es todo
: casas, edificios, personas,
árboles, animales, atmósfera, agua, todo
. |
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Materia es todo lo que
nos rodea, que tiene masa y ocupa un
volumen en el espacio. todo |
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Materiales: así se llaman las
diferentes formas de presentación de la materia
en la naturaleza, bien sea en estado sólido,
líquido o gaseoso, de manera que a los elementos
enunciados en el párrafo anterior se les puede
designar como materiales. |
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Trata de establecer la diferencia entre los
términos materia y materiales; si te es posible,
ejemplifícala. Escribe tu respuesta aquí.
La química, como ya está dicho,
se ocupa del estudio de la materia y de sus
propiedades, ya sean éstas cualitativas o
cuantitativas. Los materiales en cualquier
estado, poseen un conjunto de propiedades que
los diferencian, a saber: los materiales sólidos
tienen forma y volumen propio, los líquidos se
amoldan a la forma del recipiente que los
contiene; los gases no tienen forma ni volumen
propios, ellos ocupan el espacio del recipiente
que los contiene, al igual que también adoptan
la forma del mismo.
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Son propiedades físicas extrínsecas generales de
los materiales la masa y el volumen
, a las cuales se les considera
propiedades no características, por cuanto
varían con la cantidad de materia: a mayor
cantidad de materia mayor masa y en consecuencia
mayor volumen. Estas propiedades no nos permiten
diferenciar un material de otro, ya que pueden
existir otros materiales con la misma masa y
volumen. |
Otras propiedades no características son: la
temperatura, la longitud y la forma, las cuales
tampoco permiten diferenciar un material de otro
. Los dibujos que siguen
ilustran estas propiedades físicas, tratándose
de materiales diferentes, determinada cantidad
de ellas ocupa un mismo volumen y tienen la
misma masa.
Para establecer con carácter universal las
propiedades de la materia, en especial las
cuantitativas, se precisa unificar criterios de
medida, es decir, hablar en el mismo lenguaje.
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Medir consiste en
comparar una magnitud o propiedad con
otra que se toma como patrón de medida.
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A todo lo que se mide se le llama
magnitudes físicas .
Toda medida consta de dos partes: una numérica y
otra la unidad de patrón. A los efectos de
medidas, universalmente se emplea el Sistema
Métrico . También existe una modernización del
sistema antiguo conocida como Sistema
Internacional de pesas y medidas (SI) que se
establece sobre siete unidades básicas, las
cuales se muestran en el cuadro siguiente:
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Unidades Básicas de Medida
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MAGNITUD
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UNIDAD
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SIMBOLO
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Longitud |
Metro |
M |
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Masa |
Kilogramo |
Kg |
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Tiempo |
Segundo |
S |
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Corriente eléctrica |
Amperio |
A |
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Temperatura |
ªkelvin |
ªK |
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Cantidad de sustancia |
Mol |
Mol |
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Intensidad luminosa |
Candela |
cd |
Los múltiplos o submúltiplos de las unidades
básicas se integran con prefijos convencionales
agregados al nombre de la unidad; por ejemplo:
kilogramo, milímetro, etc.
La unidad en el S.I. de masa (m) es el kilogramo
(Kg.) también se puede expresar en los múltiples
o submúltiplos del Kg. cuando se considere
necesario y práctico, haciendo las conversiones.
Se toma como equivalencia 1 Kg. equivale a 1000
g; a 2,2046 libra y a
toneladas.
Múltiplos y Submúltiplos de las
Unidades Si
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Prefijo |
Símbolo |
Significado |
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Múltiplos |
Mega |
M |
 =
1000000
|
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Kilo |
K |
= 1000
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Sub - Múltiplos |
Deci |
D |
 =
0.1 |
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Centi |
C |
= 0.01
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Mili |
M |
= 0.001
|
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Micro |
µ |
= 0.000001
|
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Nano |
N |
= 0.000000001 |
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Ya se indicó que entre las propiedades no
características de los materiales se encuentra
la masa.
Masa es la cantidad de materia que tiene un
cuerpo y se mide con un instrumento llamado
balanza. |
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¿Conoces otro tipo de balanza? Si es así,
descríbela aquí, puede ser mediante dibujo.
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La masa de un material se
determina de la siguiente manera:
Si es sólido :
• Se pesa el papel y se
anota el peso.
• Se coloca el papel de filtro sobre el
sobre el platillo de la balanza y sobre él se
coloca el material.
• Se pesa el sólido con el papel y se
anota este peso.
• La masa del sólido se determina por
diferencia de masas:
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Masa del sólido = Masa del (papel +
sólido) - Masa del papel
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Ejemplo: se
tiene una cantidad no determinada de sal común y
se desea saber cuál es su masa; se procede así:
1. En uno de los platillos
de una balanza se coloca un papel (preferiblemente
del papel de filtro que se usa en el laboratorio).
2. En el otro platillo se coloca una ó más
pesas hasta que la balanza esté en equilibrio y
se anota el valor de las pesas como masa
del papel; supongamos que fue 2,5
gramos
3. Masa del papel = 2,5 g
4. Se coloca sobre el papel la cantidad de
sal común y se determina la masa igual que en el
caso anterior (colocando pesas en el otro
platillo hasta que la balanza esté en equilibrio);
supongamos que fue 7 gramos
5. Masa del (papel + sólido) = 7
g.
6. Masa del sólido = Masa del (papel +
sólido) – Masa del papel.
7. Masa del sólido = 7 g. – 2,5 g.
= 4,5 g. |
Si se trata de un líquido , se mide
colocando el líquido en un envase al cual
previamente se le ha determinado la masa. Luego
se determina la masa del envase; la masa del
líquido se determina por diferencia. |
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Masa del líquido = Masa del (envase
+ líquido) - Masa del envase
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Ejemplo: Se quiere determinar la masa de una cantidad
no determinada de ácido acético (vinagre). Se
procede así:
1. Se toma un recipiente volumétrico, puede
ser un cilindro graduado y se determina la masa,
supongamos que fue de 40 gramos, se escribe:
Masa del envase = 40 g.
2. Se vierte el líquido dentro del
cilindro y se determina la masa; supongamos que
fue de 87 gramos; se escribe: Masa del (envase
+ líquido) = 87 g.
3. Se determina la masa del líquido:
Masa del líquido = Masa del (envase + líquido) –
Masa del envase.
Masa del líquido = 87 g. – 40 g. = 37 g.
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Si es un gas se mide pesando un
globo de goma o una bolsa, luego se llena con
gas el globo de goma o la bolsa y se pesa. La
masa del gas se determina por diferencia de
masas:
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Masa del gas = Masa del (globo +
gas) - Masa del globo
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Ejemplo: Se
desea determinar la masa del gas contenido en un
globo inflado; se procede así:
1. Se determina la masa del
globo vacío; supongamos que fue 5 gramos; se
escribe: Masa del globo vacío = 5 g.
2. Se infla el globo y se determina de
nuevo la masa; supongamos que fue 6,9 gramos; se
escribe: Masa del (globo + gas) = 6,9 g.
3. Se determina la masa del gas así:
Masa del gas = Masa del (globo + gas) – Masa del
globo vacío
Masa del gas = 6,9 g. – 5 g. = 1,9 g.
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Otra propiedad no característica de los
materiales es el volumen.
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Volumen es el espacio ocupado por un
material en cualquier estado físico.
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La unidad de volumen (v) en el
sistema SI es el metro cúbico ( ).
El volumen se mide haciendo uso de
instrumentos volumétricos apropiados.
Entre las medidas de
volumen y las medidas de capacidad hay
equivalencias que deben conocerse,
porque tienen mucha aplicación; por
ejemplo: |
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¿ Cómo se
determina el volumen de un líquido)
?Se determina colocando
directamente el líquido en el
recipiente volumétrico y observando
la medición del instrumento tomando
en cuenta el menisco , que es la
doble curvatura que forman los
líquidos en los recipientes que los
contiene. El menisco
puede ser cóncavo como el caso del
agua y convexo como en el mercurio.
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¿Cómo se determina el
volumen de un sólido?
Es necesario distinguir qué tipo de
sólido es: Si es un sólido regular
(aquel que tiene forma definida) como por
ejemplo un cubo o una esfera, el volumen se
calcula aplicando la formula matemática
respectiva de volumen.
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Si es un sólido
irregular (aquel que no tiene
forma definida) por ejemplo una piedra,
se determina a través del método de
desplazamiento del agua (sólo en el caso
de que el material no sea soluble en
agua y sea más duro, es decir, que no
flote). Dicho método consiste en
sumergir el sólido en un volumen
conocido de agua, contenido en un
cilindro graduado. Al introducir el
sólido en el agua, éste desplaza un
volumen de agua igual a su propio
volumen, de modo que por diferencia se
puede conocer el volumen dado. Esta
técnica se basa en el principio de
Arquímedes.
V. sólido = V (agua + sólido) –
V del agua |
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¿Cómo se determina el volumen de un gas?
Se determina también por desplazamiento
de agua; para esto se monta un aparato
para recoger el gas en un recipiente
graduado completamente lleno de agua y
sumergido boca abajo en un envase con
agua. El gas desplaza un volumen de agua
igual al volumen que ocupa, por lo que
su volumen es igual al del agua
desplazada.
V. gas = V. agua desplazada
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Temperatura es la medida de intensidad
de calor, es decir, del grado de calor
de un cuerpo. |
La temperatura se mide con el termómetro. No
se considera como una propiedad extensiva porque
no depende de la cantidad de materia.
La temperatura y el calor se diferencian en que
la temperatura mide el grado de calor y se mide
en ºC (Celsius), ºK (kelvin) y ºF (Fahrenheit),
mientras que el calor es una forma de energía y
se mide en calorías. |
Conversiones de Unidades de Temperatura
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ºC a ºK = ºC
+ 273º |
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ºK a ºC = ºK
- 273º |
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ºC a ºF = ºF
=(ºC x 5/9) + 32 |
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ºF a ºC = (ºF
- 32) x 5/9 |
Para transformar ºK a ºF primero
se convierten los ºK en ºC y luego a ºF y para
convertir de ºF a ºK, primero se convierten los
ºF a ºC y luego a ºK.
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Conversión de unidades
de masa
Para convertir Kg a g .se multiplica
los kg por 1000
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Conversiones de unidades de volumen
1l = 1000 ml
1ml = 1cc = 1 cm 3
Para convertir litros a ml se multiplica por
1000
Para convertir ml o cc. a litros se divide entre
1000
Símbolos : l = litro;
ml = mililitro , cc o
cm 3 = centímetro cúbico |
= 1.000 dm3 = 1 l(litro)
= 1.000
. h.
