Conceptos Fundamentales de Química: Materia, Soluciones y Estequiometría

Conceptos Básicos de la Materia

• Elemento: Sustancia pura que no se puede dividir.
• Molécula: Mínima cantidad de sustancia que conserva sus propiedades físicas y químicas.
• Compuesto: Unión química de dos o más elementos que sólo pueden ser divididos por medios químicos.
• Átomo: Mínima cantidad de materia que entra en combinación química.
• Mezcla: Unión de dos o más elementos en proporciones variables.
• Ion: Especie cargada eléctricamente.

Clasificación de las Mezclas y Soluciones

1. Mezclas homogéneas: Sustancias que se disuelven completamente y no se distinguen (ej. agua y azúcar, agua y sal).
2. Mezclas heterogéneas: Mezclas donde se pueden diferenciar las fases o partes que la componen y no poseen composición uniforme (ej. agua y vinagre, ensalada).
3. Ósmosis: Paso del solvente de una región de baja concentración a una de alta concentración a través de una membrana semipermeable.

Cálculos Estequiométricos y Concentraciones

• Mol: Mínima cantidad de una sustancia que contiene el mismo número de partículas elementales.
• Masa en gramos: n = gr / PM
• Número de átomos: a = (n) * (6.022 x 10²³)
• Molaridad: M = n / V
• Presión osmótica: πV = nRT
• Normalidad: N = gr / (Peq * V)
• Tipos de soluciones: Diluida, concentrada, saturada y sobresaturada.
• Composición porcentual: %Ca = (valor / PM) * 100
• Reactivo limitante: n = gr / PM

Métodos de Separación de Mezclas

• Filtración: Se utiliza para separar sólidos insolubles.
• Destilación: Sirve para separar líquidos con diferente punto de ebullición.
• Cromatografía: Separa las mezclas usando dos fases: móvil y estacionaria.
• Cristalización: Sirve para separar el solvente del líquido.
• Centrifugación: Se utiliza una centrífuga para acelerar la sedimentación de los sólidos insolubles.
• Decantación: Separación de dos líquidos no miscibles.
• Sublimación: Cuando pasa directamente de sólido a gas.
• Tamizado: Separación de dos sólidos de diferente tamaño.
• Magnetismo: Cuando es capaz de ser atraído por un imán.

Propiedades de los Sistemas Dispersos

• Soluciones: Mezclas homogéneas cuyas partículas son cercanas al tamaño del mol; deben ser sustancias polares para mezclarse y no se ven a simple vista. Miden menos de 1 nanómetro.
• Coloides: Presentan efecto Tyndall, tienen la propiedad de formar coágulos espontáneamente y se clasifican según su estado físico. Miden de 1 a 1000 nanómetros. Ejemplos: adhesivos, pinturas, helados, mantequillas, aerosoles, geles, neblina, pasta de dientes, mermeladas y cosméticos.
• Suspensiones: Sus partículas se pueden ver a simple vista, tienen aspecto turbio y reflejan la luz. Miden más de 1000 nanómetros (1x10^-9 m).

Leyes Ponderales y Medio Ambiente

Leyes Ponderales

• Conservación de la materia (Lavoisier)
• Proporciones definidas (Proust)
• Proporciones múltiples (Dalton)
• Proporciones recíprocas (Dalton)

Contaminación Ambiental

• Contaminantes del aire: Detergentes, nitritos, cloruros, sulfitos, dióxido de carbono y partículas suspendidas.
• Consecuencias: Inversión térmica, smog, lluvia ácida y efecto invernadero.
• Contaminantes del agua: Físicos (líquidos insolubles, sólidos naturales), químicos (nitratos, cloruros, sulfatos, carbonatos), biológicos (virus, bacterias, protozoarios), orgánicos (desechos, aceites, grasas) e industriales (mercurio, arsénico, cromo, antimonio).

Glosario de Variables

• π: Presión osmótica
• V: Volumen de la solución en litros
• n: Moles
• R: 0.082 L·atm / K·mol
• T: Grados Celsius + 273.15 (conversión a Kelvin)