Issuu on Google+

BLOQUE Nยบ 1: DISCIPLINAS AUXILIARES DE LA QUรŒMICA

2011


BLOQUE Nº 1: DISCIPLINAS AUXILIARES DE LA QUÌMICA

Contenido BLOQUE Nº 1: DISCIPLINAS AUXILIARES DE LA QUÌMICA ............ ¡Error! Marcador no definido. OBJETIVO: ................................................................................................................................. 2 CONTENIDOS: .......................................................................................................................... 2 1.2.- CIFRA SIGNIFICATIVA. ................................................................................................. 3 2.- NOTACIÓN CIENTÍFICA/ CIENTÍFICA ........................................................................... 5 3.- EL SISTEMA INTERNACIONAL DE MEDIDAS ............................................................. 7 4.- MEDICIONES ..................................................................................................................... 10


BLOQUE Nº 1: DISCIPLINAS AUXILIARES DE LA QUÌMICA OBJETIVO: Demostrar dominio cualitativo y cuantitativo en el manejo de unidades, múltiplos y submúltiplos del Sistema Internacional de Unidades (S I) y sus equivalencias con otros sistemas de unidades, en la resolución de situaciones problémicas relacionadas con el entorno, mediante el uso de la Matemáticas, respetando fuentes y criterios ajenos. CONTENIDOS: 1.- Medición y cifras significativas. 2.- Notación científica. 3.- El Sistema Internacional de Unidades. 4.- Medición de longitud, masa, volumen, temperatura y densidad. 5.- Relación de la Química con las otras ciencias. 1.1.- MEDICIÓN El estudio de la Química se basa en tres pilares: El lenguaje, el uso de síntesis y análisis y la cuantificación, es decir el uso de mediciones y cálculo. La mayor parte de las veces la finalidad de la observación (primer paso del método científico) es obtener una medida cuantitativa de los fenómenos; es decir, una relación que indique la magnitud del suceso que se está observando. Generalmente dicha magnitud se expresa con un número y una unidad, que sirve para comparar con sucesos similares.

CARÁCTER CUANTITATIVO DE LA QUIMICA

Su objetivo es

sus

OBTENER UNA MEDIDA CUANTITATIVA DE LOS FENOMENOS

PRECURSORES

son

OBSERVACIÓN DE FENOMENOS NATURALES

Que sirven para

ESTABLECER DOSIS DE MEDICAMENTOS S

DETECTAR CONCENTRACIONES DE ALCOHOL EN SANGRE

DETERMINAR LA CALIDAD DEL PRODUCTO EN UNA EMPRESA


BLOQUE Nº 1: DISCIPLINAS AUXILIARES DE LA QUÌMICA TAREA 1 1.- Describa tres fenómenos cuya observación puede ser medida. a.-………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… b.-………………………………………….…………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… c.…………………………………………………………………………………………………… ……….. …………………………………………………………………………………………………… …………... 2.- Investigue los aportes de Robert Boyle, Antoine-Laureant Lavoisier, y Jons Jacob Berzelius. …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………….… …………………………………………………………………………………………………… ………….. …………………………………………………………………………………………………… …………. …………………………………………………………………………………………………… ………….. …………………………………………………………………………………………………… ………….. Medir significa determinar alguna magnitud comparándola con una unidad de medida.(patrón) Magnitud.- Significa tamaño. 1.2.- CIFRA SIGNIFICATIVA. Es un dígito que denota el grado de cantidad en el lugar que ocupa dentro del número. Sus números expresan la exactitud con que se efectuó la medida. Deben incluir todos los dígitos ciertos y únicamente el primer dígito dudoso. Ej. El número 425, las cifras por su posición indican que: hay cuatro centenas, 2 decenas y 5unidades. Por lo tanto todas son cifras significativas. - Algunas consideraciones para determinar cifras significativas: a) Los dígitos confiables de un número más un dígito dudoso se denominan cifras significativas. b) Los ceros utilizados para localizar el punto decimal no constituyen cifras significativas; así: 0,000027 Km. Tiene dos cifras significativas. c) La exactitud del resultado nunca puede ser mayor que la exactitud de la medición más precisa que haga de los elementos constitutivos del problema; en la respuesta sólo deben figurar tantas cifras significativas como el dato que menos tenga el número de dígitos utilizados en las anotaciones. Ej: Expresar el número 375,8 con una exactitud de tres cifras significativas. Respuesta 376. Expresar el número 321,5 con una exactitud de tres cifras significativas. Respuesta 322. Expresar el número 322,5 con una exactitud de tres cifras significativas. Respuesta 322. * Número impar se aproxima el inmediato superior, si es par se mantiene el número sin tomas en cuenta la cifra decimal.


BLOQUE Nº 1: DISCIPLINAS AUXILIARES DE LA QUÌMICA d) Al sumar o restar cantidades, el número de dígitos significativos en la respuesta depende de la posición del punto decimal o coma. La respuesta no puede tener más dígitos a la derecha del punto decimal que aquella cantidad que presenta menor número de dígitos a la derecha del punto decimal. Ej: Sumar las siguientes cantidades y expresar la respuesta con la cantidad correcta de cifras significativas: 41,06 + 0,00364 + 713,2 41,06 + 0,00364 713,2. _______________ 754,26364

Respuesta: 754,2 2 e) Los cálculos de multiplicación y división, cuando incluyen adición y/o sustracción, requieren especial cuidado. La suma o resta debe llevarse a cabo antes de establecer el número de cifras significativas para el factor. El resultado debe tener el número de cifras significativas según el factor que tiene el menor número de ellas. Ejemplo: Cuántas cifras significativas debe tener la respuesta en la siguiente operación: (38 060 – 38 056) ----------------------1,89 4,0 = ------------------ = 2,11 1,89

Respuesta: 2,1

TAREA Nº 2 EN GRUPOS DE TRES ESTUDIANTES RESOLVER LAS SIGUIENTES OPERACIONES Y EXPRESAR EL RESULTADO CON EL NÚMERO CORRECTO DE CIFRAS SIGNIFICATIVAS: a) 4,86 + 0,029 + 11,70.

b) 35 x 35


BLOQUE Nº 1: DISCIPLINAS AUXILIARES DE LA QUÌMICA

c) 37,453 / 286

d) (5,16) (85,26 - 85,11) / 2,32.

3 2.- NOTACIÓN CIENTÍFICA/ CIENTÍFICA En una modalidad matemática que permite expresar con exactitud las mediciones de cantidades muy pequeñas o muy grandes de manera fácil. Una cantidad expresada en notación científica consta de las siguientes partes: 4.5

x

Coeficiente

105 base

exponente

Parte exponencial

Para expresar una cantidad en notación científica, debemos tomar en cuenta algunas consideraciones: a) Cuando se escribe un número exponencial sin un coeficiente explícito, significa que es 1. Ej 1 x 10 x 10 x 10 x 10 x 10 = 100 000 = 1 x 105. b) Se acostumbra a emplear un dígito antes del punto decimal Ej. 75.43 X 103 7.543 X 104 La expresión subrayada es la correcta. c) Al mover dentro de una cifra el punto decimal hacia la izquierda se obtiene un exponente positivo. Ej: 796 136 = 7.96136 x 105 d) Al mover dentro de una cifra el punto decimal hacia la derecha se obtiene un exponente negativo. Ej: 0,0000578 = 5.78 x 10-5. e) Para sumar o restar términos que presenten exponentes; es necesario expresar todos los términos en la misma potencia de 10. Ej: 3.25 x 103 + 4.3 x 104 + 6 x 102 0.325 x 104 + 4,3 x 104 + 0.06 x 104 f) Para multiplicar números exponenciales; se multiplican los coeficientes, se escribe la base (10) y se suman los exponentes. Ej: (3 x 102) (2.6 x 104) = 7.8 x 106. g) Para dividir números exponenciales, se dividen los coeficientes y las partes exponenciales por separado, tomando en cuenta que los exponentes se restan.


BLOQUE Nº 1: DISCIPLINAS AUXILIARES DE LA QUÌMICA 48 x 106 / 6.3 x 102

Ej:

48 6.3

x

106 102

7.61 x 104

TAREA Nº 3 Expresar en notación científica los siguientes términos. - 1 000 000 = - 354 765 = - 9683. 410 = - 0,00000000536 - 0, 010

= =

Realice las siguientes operaciones - Sumar 3.09 x 104 + 6.89 x 10-2 + 4.5 x 103 - Restar 9,2 x 107 - 4,7 x 105 - Multiplicar (7,36 x 10-3) (2.94 x 104) (6.8 x 107) (2.4 x 104) - Dividir 9.35 x 106 / 2,28 x 10-3 7,85 x 10-5 / 105 4 HOJA DE EJERCICIOS Nº 1 I. CIFRAS SIGNIFICATIVAS. 1.- Determine cuántas cifras significativas tiene cada término 2. 00075 …………………………………… 0.0085 …………………………………… 103 0089 …………………………………… .0003 …………………………………… 2.- Realice las siguientes operaciones y determinar las cifras significativas. - 123.57

-

+ 0.7546

+ 29,4

(3105 - 107) / 23,4

II.- NOTACIÓN CIENTÍFICA


BLOQUE Nº 1: DISCIPLINAS AUXILIARES DE LA QUÌMICA 1.- Exprese en notación científica los siguientes términos. - 5 200 000 - 0.00760 - 2410.86 - 0.000003

2.- Resuelva las siguientes operaciones. - 7.7 x 10-8

/ 3.3 x 10-7

- (9.2 x 107) (4.7 x 106)

- 6 x 105

+ 0.03 x 102

- 4.8 x 10-2

5 3.- EL SISTEMA INTERNACIONAL DE MEDIDAS Para comparar las magnitudes de los cuerpos y procesos se usan los sistemas de medidas; los más utilizados son: a) El Sistema Métrico Decimal. b) El Sistema Inglés. c) El Sistema Internacional de Medidas (S I), vigente desde 1960, por modificaciones del Sistema Métrico Decimal. Las magnitudes se clasifican en dos clases: a) Magnitudes Básicas o Fundamentales.- Aquellas que no dependen de otras, y son: MAGNITUD Longitud Masa Tiempo Temperatura Cantidad de sustancia Intensidad luminosa Corriente eléctrica

UNIDAD metro kilogramo segundo grado Kelvin mole candela amperio

SÍMBOLO M Kg S ºK Mol Cd A

b) Magnitudes Derivadas.- Se definen en función de las anteriores y son un producto o combinación de las fundamentales. Así, la densidad es una magnitud que se obtiene dividiendo la masa por el volumen. MAGNITUD Área o superficie

UNIDADES metro cuadrado

SÍMBOLOS m2


BLOQUE Nº 1: DISCIPLINAS AUXILIARES DE LA QUÌMICA Volumen Velocidad Aceleración Densidad * Presión Fuerza Energía Carga eléctrica Calor específico Diferencia de potencial

metro cúbico metro/segundo metro/segundo cuadrado Kilogramo/metro cúbico Newton/metro cuadrado (Pascal) Newton Julio ó Joule Culombio Calor específico Voltio

m3 m/s m/s2 Kg/m3 N/m2 (Pa) Kg. m/s2 N.m A.s J/Kg. ºK J/A.s

* Las unidades que se utilizan en Química para expresar la densidad son: gr/cm3 (gramos/centímetros cúbicos) ó gr/ml (gramos/mililitros) para líquidos y sólidos y gr/l (gramos/litros) para los gases. MULTIPLOS Y SUBMÚLTIPLOS DE LAS UNIDADES EN EL SISTEMA INGLÉS MÚLTIPLOS FACTOR 1018 1015 1012 109 106 105 104 103 102 101

PREFIJO exa peta tera giga mega hecto miria kilo hecto deca

SUBMÚLTIPLOS SÍMBOLO E P T G M h ma k h da

FACTOR 10-1 10-2 10-3 10-4 10-5 10-6 10-9 10-12 10-15 10-18

PREFIJO deci centi mili decimili centimili micro nano pico femto atto

SIMBOLO D C M Dm Cm U N P F A

6 TAREA Nº 4 Conteste correctamente el siguiente cuestionario 1.- Enumere: a) Clases de magnitudes:…………………………………………………………………………………… b) Sistemas de unidades que conoce………………………………………………………………………… c) Unidades en las que se puede expresar la densidad……………………………………………………….. 2.- Clasifique: Corriente – calor específico –volumen - longitud – densidad – tiempo – velocidad – masa energía Cantidad de sustancia. Magnitudes derivadas

Magnitudes fundamentales


BLOQUE Nº 1: DISCIPLINAS AUXILIARES DE LA QUÌMICA

3.- Complete la expresión correctamente. a) El prefijo mega tiene un valor de …………………….. y es un …………………………………………. b) Magnitud que se expresa en Pascal……………………………………………………………………….. c) La densidad se expresa en…………………………………………………………………………………. d) Sistema de medidas del que se originó El Sistema Internacional ………………………………………… 4.- Compare los siguientes términos: a) Magnitudes fundamentales y magnitudes derivadas 1 semejanza………………………………………………………………………………………… …….. 1 diferencia………………………………………………………………………………………… ……... b) Múltiplos y submúltiplos 1 semejanza………………………………………………………………………………………… ……... 1diferencia……………………………………………………………………………………......... ............ c) metro y mole 1semejanza………………………………………………………………………………………… ……… 1 diferencia………………………………………………………………………………………… ……… 5.- Responda verdadero o falso; si responde falso argumente su repuesta. a) Los términos magnitud y medidas son sinónimos……………………………………………………… b) La corriente eléctrica se mide en amperios…………………………………………………………….. c) El prefijo nano pertenece a los múltiplos……………………………………………………………… d) La masa y la fuerza son magnitudes fundamentales…………………………………………………….


BLOQUE Nº 1: DISCIPLINAS AUXILIARES DE LA QUÌMICA e) La unidad del Newton es kg . m/s……………………………………………………………………...

7 4.- MEDICIONES. a) MEDICIONES DE LONGITUD. Longitud.- Es la distancia entre dos puntos. La unidad de patrón de medida en el S I es el metro. El metro resulta una medida muy grande para longitudes en Química, ya que se manejan partículas muy pequeñas. UNIDADES DE LONGITUD EN EL S I. UNIDAD angstron nanómetro Micra milímetro centímetro decímetro Metro kilómetro

SÍMBOLO Aº nm u mm cm dm m km

EQUIVALENCIA 10-10 m. 10-9 m 10-6 m. 10-3 m 10-2 m 10-1 m Unidad patrón 103 m

UNIDADES DE LONGITUD EN EL SISTEMA INGLÉS UNIDAD pulgada pie milla yarda

SÍMBOLO Pulg. pie mi yd

EQUIVALENCIA 1 pulg. = 2,54 cm 1pie= 30,48 cm 1 mi= 1,609 Km 1 yd = 0,914 m

Para resolver situaciones problémicas de este tema utilizaremos el factor de conversión unitario. Factor de conversión unitario.- Es una relación exacta entre dos cantidades en el cual el numerador y el denominador son cantidades equivalentes expresadas en unidades diferentes, la expresión se generaliza así: Unidad buscada = unidad conocida x unidad buscada unidad conocida


BLOQUE Nº 1: DISCIPLINAS AUXILIARES DE LA QUÌMICA TAREA Nº 4 1.-¿A cuántos metros equivalen 6,5 km?

2.- ¿Cuántos centímetros hay en 34,25 km?

3.- La longitud de un bolígrafo es de 18 cm. Expresar esta magnitud en: a) metros b) Angstroms.

4.- La longitud de un libro es 27,5 cm. ¿Cuál será su longitud en: angstroms, pulgadas y metros?

5.- La distancia del colegio al parque es de 6,2 km. Expresar la longitud en centímetros.

8 b) MEDICIONES DE MASA Masa.- Es la cantidad de materia que posee un cuerpo. La unidad patrón de masa es el kilogramo (kg), en Química se usa frecuentemente el gramo, miligramo, microgramo y la u.m.a. (unidad de masa atómica). La masa de un cuerpo no depende del lugar en que se encuentra, mientras que el peso varía de un lugar a otro por ser el resultado de la fuerza de atracción (gravedad) que ejerce el centro de la Tierra sobre todos los cuerpos. UNIDADES DE MASA EN EL SISTEMA INTERNACIONAL UNIDAD Unidad de masa atómica microgramo miligramo Gramo kiligramo

UNIDAD

SÍMBOLO uma

EQUIVALENCIA 1,66 x 10-24 g

ug mg G kg

1 x 10-6 g 1x 10-3 g

SÍMBOLO

1 x 103 g

EQUIVALENCIA


BLOQUE Nยบ 1: DISCIPLINAS AUXILIARES DE LA QUรŒMICA Libra americana

lb

onza tonelada

oz t

1lb = 453,6 g 1lb = 16 oz 1 oz = 28,35 g 1t = 907,2 kg

UNIDADES DE MASA EN EL SISTEMA INGLES


BLOQUE Nº 1: DISCIPLINAS AUXILIARES DE LA QUÌMICA TAREA Nº 5 Resolver: 1.- Encontrar las siguientes equivalencias entre los sistemas Internacional e Inglés a) 6,7 libras en gramos b) 18,5 kg en libras. c) 23 kg en onzas

2.- ¿Cuántos kilogramos de azúcar hay en 610 gramos de esta?

3.- Convertir las siguientes expresiones: a) b) c) d)

138 gramos en kilogramos. 4,5 x 10-4 kg a gramos. 39 gramos a miligramos. 2,3 x 108 microgramos a gramos

9


MANUAL DE QUÍMICA 1º DE BACHILLERATO