Conceptos Fundamentales de Química General

Métodos de Separación de Mezclas

Los métodos de separación son procedimientos físicos que permiten separar dos o más componentes de una mezcla.

Métodos para Mezclas Homogéneas

• Filtración
• Decantación
• Tamizaje
• Sublimación
• Magnetismo
• Centrifugación

Métodos para Mezclas Heterogéneas

• Extracción
• Cromatografía
• Destilación
• Cristalización
• Evaporación

Conceptos de Concentración

Partes por Millón (ppm)

Se usa para expresar la concentración como las partes de masa de soluto que se encuentran en un millón de partes de masa de disolución. Se representa con esta fórmula:

ppm = (masa del soluto / masa de disolución) * 1,000,000

Es una unidad de concentración utilizada para representar concentraciones pequeñas o trazas de soluto, se usa en disoluciones muy diluidas.

Concentración de una Mezcla

En una disolución homogénea, la concentración puede ser:

• Cualitativa: Concentración insaturada, saturada y sobresaturada.
• Cuantitativa: %m/m, %m/v, %v/v, ppm.

Conceptos Históricos y Sistemas

Ley del Flogisto

Propuesta por Georg Ernst Stahl. Era la sustancia liberada por cualquier sólido bajo la acción del fuego. Explicaba la pérdida de masa de un cuerpo después de la combustión.

Combustión

Requiere:

• Combustible
• Comburente (O₂)
• Energía de activación (calor)

Sistemas Termodinámicos

• Abierto: Permite cambio de energía y materia con el entorno.
• Cerrado: Permite cambio de energía pero no de materia.
• Aislado: No permite cambio de energía ni de materia.

Lavoisier definió el aire en 1774 como oxígeno e hidrógeno (Nota: Esta afirmación histórica es parcialmente incorrecta; Lavoisier identificó el oxígeno y su papel en la combustión, y demostró que el aire es una mezcla, no solo oxígeno e hidrógeno).

Balanceo de Ecuaciones Químicas

Pasos comunes para el balanceo por tanteo:

1. Metales
2. No metales
3. Hidrógeno
4. Oxígeno

Clasificación de los Materiales

Materia

• Elemento: Sustancia pura que no puede descomponerse en otras más simples por métodos químicos.
• Compuesto: Sustancias puras formadas por dos o más elementos combinados en proporciones fijas y definidas.
• Sustancia Pura: Tienen una composición química fija y definida, no varía sin importar la condición física.
• Mezcla: Material formado por dos o más componentes unidos pero no combinados químicamente.

La materia se clasifica en:

• Sustancias Puras: Elementos y Compuestos.
• Mezclas: Homogéneas y Heterogéneas.

Modelo Corpuscular de la Materia

Sirve para explicar cómo está constituida la materia.

1. La materia y sus estados están formados por partículas pequeñas que se agrupan diferentemente.
2. Entre las partículas existe vacío y fuerzas de repulsión o atracción.
3. Las partículas están en continuo movimiento.
4. Cuando un material se calienta, aumenta la agitación de las partículas que lo componen.

Estructura Atómica

Átomo

Unidad más pequeña de un elemento que conserva sus propiedades químicas. Tiene un núcleo (con neutrones y protones) y electrones que lo rodean.

Modelos Atómicos

Representaciones gráficas de la estructura del átomo que tratan de explicar su comportamiento y propiedades.

Modelo de Bohr

Postulados clave:

1. Los electrones giran alrededor del núcleo en órbitas definidas (niveles de energía).
2. Los átomos tienen un núcleo muy pequeño y denso con partículas subatómicas (protones y neutrones).
3. Los electrones solo pueden existir en ciertas órbitas permitidas, sin irradiar energía.
4. Los átomos son eléctricamente neutros (número de protones igual al número de electrones en estado fundamental).

Los electrones que rodean al núcleo de un átomo pueden ser internos o externos. Están en niveles definidos de energía y a distancias fijas. La órbita más cercana al núcleo tiene energía más baja respecto a la órbita más alejada, que tiene más energía.

Estructura del Átomo:

• Núcleo: Protones (+) y Neutrones (0).
• Órbitas (Niveles de Energía): Electrones (-).

Número Atómico (Z)

Es el número total de protones que tiene cada átomo de un elemento. Se coloca como subíndice y a la izquierda del símbolo del elemento.

Capa de Valencia

Es la última capa o nivel de energía del átomo, la más alejada del núcleo atómico.

Electrones de Valencia

Son los electrones que se encuentran en la capa de valencia. Son los que participan en la formación de enlaces con otros átomos para formar nuevos compuestos.

Relaciones Fundamentales:

• En un átomo neutro: Z = Número de Protones = Número de Electrones.
• Número de Neutrones (n) = Número Másico (A) - Número Atómico (Z).