Laboratorio de física
Introducción ala química
Práctica numero 1
Introducción
La química es la que estudia todos los agentes químicos de los elementos. En este
trabajo tenemos una introducción ala química donde se nos presentan unos
ejemplos en los cuales se nos presenta en nuestra vida cotidiana la química.
Peso
El peso es la medida de la fuerza gravitatoria actuando sobre un objeto. Cerca de la superficie de la tierra, la aceleración
de la gravedad es aproximadamente constante; esto significa que el peso de un objeto material es proporcional a su masa.
Realmente, dado que la intensidad de la fuerza gravitatoria varía según la
posición —en los polos es igual a 9,83 m/s², en la línea ecuatorial es igual a
9,79 m/s² y en latitud de 45° es igual a 9.8 m/s²— el peso depende de la
ubicación. Si no se especifica lo contrario, se entiende que se trata del peso provocado por una intensidad de la gravedad
definida como
normal, de valor 9 m/s². Al estado en el que un cuerpo tiene pesonulo, se le llama ingravidez.
El peso, al ser una fuerza, se mide con un dinamómetro
y su unidad en el sistema internacional es el newton (N). El dinamómetro está
formado por un resorte con un extremo libre y posee
una escala graduada en unidades de peso. Para saber el peso de un objeto sólo se debe colgar del
extremo libre del
resorte, el que se estirará; mientras más se estire, más pesado es el objeto.
Diferencia entre peso y masa
Diagrama del cuerpo libre para un cuerpo, donde se
especifican las fuerzas que actúan sobre él.
A diferencia de la masa, el peso depende de la posición relativa del
objeto o de su distancia a la Tierra, y de la aceleración con que se mueve.
También depende del
planeta u otro cuerpo masivo que actúa sobre el objeto. En las proximidades de
la Tierra, y mientras no haya una causa que lo impida, todos los objetos caen
animados de una aceleración de la gravedad, g, por lo que están sometidos a una
fuerza constante, que es el peso.
Los objetos diferentes son atraídos por fuerzas gravitatorias
de magnitud distinta. La fuerza gravitatoria que actúa sobre un objeto
de masa m se puede expresar matemáticamente por la expresión
donde: = peso, = masa y = aceleración de la gravedad
(aproximadamente 9,81 metros sobre segundo al cuadrado).
No se debe confundir el peso con la masa ya que, según la ecuación expresada en
la parte superior, la masa es igual
En el uso moderno del campo de la mecánica, el peso y la masason cantidades
fundamentalmente diferentes: la masa es una propiedad intrínseca de la materia
mientras que el peso es la fuerza que resulta de la acción de la gravedad en la
materia.
Sin embargo, el reconocimiento de la diferencia es, históricamente, un descubrimiento relativamente reciente. Es
por eso que en muchas situaciones cotidianas la palabra peso continúa siendo
usada cuando se piensa en masa. Por ejemplo, se dice que un objeto pesa un kilogramo cuando el kilogramo es una
unidad de masa.
La distinción entre masa y peso no es tan importante para muchos sucesos
prácticos porque, con una razonable aproximación, la intensidad de la gravedad
es la misma en casi toda la superficie terrestre. En tal
campo gravitatorio, la fuerza gravitatoria que ejerce en un objeto (su peso) es
proporcional a su masa. Así, si el peso de un objeto A, se dice, 10 veces mas
que la del objeto B, entonces la masa del objeto A es diez veces mayor que la
del objeto B. Ésto significa que la masa de un objeto puede ser medida indirectamente
por su peso.
El uso de peso por el de masa también persiste en
alguna terminología científica, por ejemplo en los términos peso atómico o peso
molecular.
Unidad de peso
El dinamómetro mide el peso de un objeto.
Los sistemas de unidad de peso (fuerza) y masa tienen mucha historia
compartida, en parte porque su distinción no fue propiamente entendida cuando
muchas de ellas comenzaron a usarse.
En la mayoría de trabajo científico moderno, las cantidades físicas semiden en
unidades del
SI. La unidad del
SI de masa es el kilogramo, para la fuerza es el newton (N) que expresada en
otras unidades fundamentales es kg.m.s-2.
En unidades inglesas, la libra puede ser una unidad de fuerza
o de masa. Las unidades relacionadas son usadas en subsistemas separados
de unidades como
el slug. El kilogramo fuerza no es una unidad del SI de fuerza, definida como la fuerza ejercida a un kilogramo de
masa en una gravedad estándar. La dina es la unidad
cgs de fuerza y tampoco es parte del
SI.
Peso aparente
La fuerza del peso
que en realidad se siente no es la baja de la fuerza de gravedad pero la fuerza
normal ejercida por la superficie en donde estamos parados que se opone a la
gravedad y nos contiene para no caer hacia el centro de la tierra.
Para un cuerpo en una
posición estacionaria, la fuerza normal equivale a la fuerza gravitacional
terrestre y así, aparentemente, el peso tiene la misma magnitud que el peso
actual. (Rigurosamente, las cosas son un poco más
complicadas). Por ejemplo, un objeto en el agua pierde
peso que lo gana en el aire; esto es debido a la flotabilidad que es opuesta a
la fuerza del
peso y por lo tanto genera una normal más pequeña.
Si no hay contacto con cualquier superficie que provea una
fuerza opuesta entonces no hay sensación de peso (no hay peso aparente).
Éste caería libremente, como lo experimentan los
paracaidistas (hasta que se acercan a su velocidad final) y los astronautas en
órbita que se sienten carentes de masa. Laexperiencia de no tener peso aparente
se la conoce como
microgravedad.
Un grado de reducción del peso aparente ocurre en los elevadores.
Ahí se registra un decrecimiento en el peso (aparente)
de la persona cuando el elevador comienza a acelerarse hacia abajo. Esto es
porque la fuerza contraria al piso del elevador se acelera bajo
nuestros pies.
Gases
Se denomina gas al estado de agregación de la materia que no tiene forma ni volumen propio. Su principal composición son moléculas no
unidas, expandidas y con poca fuerza de atracción, haciendo que no tengan
volumen y forma definida, provocando que este se
expanda para ocupar todo el volumen del
recipiente que la contiene, con respecto a los gases las fuerzas gravitatorias
y de atracción entre particulas resultan insignificantes.
Ley general de los gases
Artículo principal: Ley de los gases ideales
Existen diversas leyes que relacionan la presión, el volumen y la temperatura
de un gas.
Ley de Boyle - Mariotte
Cuando el volumen y la presión de una cierta cantidad de gas es mantenida a
temperatura constante, el volumen será inversamente proporcional a la presión:
V=KP (Donde K es constante si la temperatura y la masa del gas permanecen
constantes).
Cuando aumenta la presión, el volumen disminuye; si la
presión disminuye el volumen aumenta. El valor exacto de la constante k , no es necesario conocerlo para poder hacer uso de la
Ley; si consideramos las dos situaciones, manteniendo constante la cantidad de
gas y la temperatura, deberácumplirse la relación:
sPor que ocurre esto?
Al aumentar el volumen, las partículas (átomos o moléculas) del gas tardan más en llegar a las paredes del recipiente y por lo
tanto chocan menos veces por unidad de tiempo contra ellas. Esto significa que
la presión será menor ya que ésta representa la frecuencia de choques del
gas contra las paredes.
Ley de Avogadro
Es aquella en el que las constantes son Presión y Temperatura, siendo el
Volumen directamente proporcional a el Numero de moles (n)
matemáticamente, la fórmula es:
Ley de Charles
A una presión dada, el volumen ocupado por un gas es directamente proporcional
a su temperatura.
Matemáticamente la expresión es
o
Ley de Gay-Lussac
La presión de un gas que se mantiene a volumen constante, es directamente
proporcional a la temperatura:
Es por esto que para poder envasar gas, como gas licuado, primero se ha de
enfriar el volumen de gas deseado, hasta una temperatura característica de cada
gas, a fin de poder someterlo a la presión requerida para licuarlo sin que se
sobrecaliente, y, eventualmente, explote.
Ley de los gases ideales
Artículo principal: Ley de los gases ideales
Las tres leyes mencionadas pueden combinarse matemáticamente en la llamada ley
general de los gases. Su expresión matemática es pic]
siendo P la presión, V el volumen, n el número de moles, R la constante
universal de los gases ideales y T la temperatura en Kelvin.
El valor de R dependede las unidades que se estén utilizando:
• R = 0,082 atm·l·K-1·mol-1 si se trabaja con atmósferas y litros
• R = 8,31451 J·K-1·mol-1 si se trabaja en Sistema Internacional de Unidades
• R = 1,987 cal·K-1·mol-1
• R = 8,31451 10-10 erg ·K-1·mol-1
De esta ley se deduce que un mol de gas ideal ocupa siempre un volumen igual a
22,4 litros a 0 °C y 1 atmósfera. También se le llama la
ecuación de estado de los gases; ya que solo depende de el estado actual en que
se encuentre el gas.
Gases reales
Si se quiere afinar más o si se quiere medir el comportamiento de algún gas que
escapa al comportamiento ideal habrá que recurrir a las ecuaciones de los gases
reales que son variadas y más complicadas cuanto más precisas.
Los gases reales no se expanden infinitamente, sino que llegaría un momento en el que no ocuparían más volumen. Esto se debe a que entre sus átomos/moléculas se establecen unas
fuerzas bastante pequeñas, debido a los cambios aleatorios de sus cargas
electrostáticas, a las que se llama fuerzas de Van der Waals.
El comportamiento de un gas suele concordar más con el
comportamiento ideal cuanto más sencilla sea su fórmula química y cuanto menor
sea su reactividad, tendencia a formar enlaces. Así, por ejemplo, los gases
nobles al ser monoatómicos y tener muy baja reactividad, sobre todo el helio,
tendrán un comportamiento bastante cercano al ideal.
Les seguirán los gases diatómicos, en particular el más liviano hidrógeno.
Menos ideales serán los triatómicoscomo el dióxido de carbono, el caso del
vapor de agua aún es peor ya que la molécula al ser polar tiende a establecer
puentes de hidrógeno lo que aún reduce más la idealidad. Dentro de los gases
orgánicos el que tendrá un comportamiento más ideal
será el metano perdiendo idealidad a medida que se engrosa la cadena de
carbono. Así el butano es de esperar que tenga un
comportamiento ya bastante alejado de la idealidad. Esto es porque cuanto más
grande es la partícula fundamental constituyente del gas, mayor es
la probabilidad de colisión e interacción entre ellas, factor que hace
disminuir la idealidad. Algunos de estos gases se pueden aproximar
bastante bien mediante las ecuaciones ideales mientras que en otros casos hará
falta recurrir a ecuaciones reales muchas veces
deducidas empíricamente a partir del
ajuste de parámetros.
También se pierde la idealidad en condiciones extremas, altas
presiones o bajas temperaturas. Por otra parte, la concordancia con la
idealidad puede aumentar si trabajamos a bajas presiones o altas
temperaturas. También por su estabilidad química.
Comportamiento de los gases
Para el comportamiento térmico de partículas de la materia existen cuatro
cantidades medibles que son de gran interés: presión, volumen, temperatura y
masa de la muestra del
material.
Cualquier gas se considera como
un fluido, porque tiene las propiedades que le permiten comportarse como tal.
Sus moléculas, en continuo movimiento, logran colisionar las
paredes que los contiene y casi todo eltiempo ejercen una presión permanente.
Como el gas se
expande, la energía intermolecular (entre molécula y molécula) hace que un gas, al ir añadiéndole energía calorífica, tienda a
aumentar su volumen.
Un gas tiende a ser activo químicamente debido a que
su superficie molecular es también grande, es decir entre cada partícula se
realiza mayor contacto, haciendo más fácil una o varias reacciones entre las
sustancias.
Para entender mejor el comportamiento de un
gas siempre se realizan estudios con respecto al gas ideal aunque este en
realidad nunca existe y las propiedades de este son
• Un gas está constituido por moléculas de igual tamaño y masa, pero una mezcla
de gases diferentes, no.
• Se le supone con un número pequeño de moléculas, así
su densidad es baja y su atracción molecular es nula.
• El volumen que ocupa el gas es mínimo, en comparación con el volumen total del
recipiente.
• Las moléculas de un gas contenidas en un recipiente,
se encuentran en constante movimiento, por lo que chocan, ya entre sí o contra
las paredes del
recipiente que las contiene.
Para explicar el comportamiento de los gases, las nuevas teorías utilizan tanto
la estadística como la teoría cuántica, además de experimentar con gases de
diferentes propiedades o propiedades límite, como el UF6, que es el gas más
pesado conocido.
Un gas no tiene forma ni volumen fijo; se caracteriza
por la casi nula cohesión y a la gran energía cinética de sus moléculas, las
cuales se mueven.
Químicainorgánica
La química inorgánica se encarga del estudio integrado de la
formación, composición, estructura y reacciones de los elementos y compuestos
inorgánicos; es decir, los que no poseen enlaces carbono-hidrógeno, porque
éstos pertenecen al campo de la química orgánica. Dicha separación no es
siempre clara, como
por ejemplo en la química organometálica que es una superposición de ambas.
Antiguamente se definía como la química de la materia inorgánica, pero quedó
obsoleta al desecharse la hipótesis de la fuerza vital, característica que se
suponía propia de la materia viva que no podía ser creada y permitía la
creación de las moléculas orgánicas.
Radiactividad
El color indica el periodo de semidesintegración de los isótopos radiactivos
conocidos, también llamado semivida y vida mitad.
La radiactividad o radioactividad es un fenómeno físico natural, por el cual
algunos cuerpos o elementos químicos llamados radiactivos, emiten radiaciones
que tienen la propiedad de impresionar placas fotográficas, ionizar gases,
producir fluorescencia, atravesar cuerpos opacos a la luz ordinaria, etc.
Debido a esa capacidad se las suele denominar
radiaciones ionizantes (en contraste con las no ionizantes). Las radiaciones
emitidas pueden ser electromagnéticas en forma de rayos X o rayos gamma, o bien
partículas, como
pueden ser núcleos de Helio, electrones o positrones, protones u otras.
La radiactividad es una propiedad de los isótopos que son
'inestables'. Es decir que se mantienen en un
estadoexcitado en sus capas electrónicas o nucleares, con lo que para alcanzar
su estado fundamental deben perder energía. Lo hacen en emisiones
electromagnéticas o en emisiones de partículas con una determinada energía
cinética. Esto se produce variando la energía de sus electrones (emitiendo
Rayos X), sus nucleones (rayo gamma) o variando el isótopo (al emitir desde el
núcleo electrones, positrones, neutrones, protones o partículas más pesadas), y
en varios pasos sucesivos, con lo que un isótopo pesado puede terminar
convirtiéndose en uno mucho más ligero, como el Uranio que con el transcurrir
de los siglos acaba convirtiéndose en plomo.
Es aprovechada para la obtención de energía, usada en
medicina (radioterapia y radiodiagnóstico) y en aplicaciones industriales
(medidas de espesores y densidades entre otras).
Radiactividad natural
Véase también: Radiactividad natural, Rayos cósmicos, y Redradna
En 1896 Becquerel descubrió que ciertas sales de uranio emitían radiaciones
espontáneamente, al observar que velaban las placas fotográficas envueltas en
papel negro. Hizo ensayos con el mineral en caliente, en frío, pulverizado,
disuelto en ácidos y la intensidad de la misteriosa radiación era siempre la
misma. Por tanto, esta nueva propiedad de la materia, que recibió el nombre de
radiactividad, no dependía de la forma física o química en la que se
encontraban los átomos del cuerpo radiactivo, sino que era una propiedad que
radicaba en el interior mismo del átomo.
El estudio del nuevo
fenómenoy su desarrollo posterior se debe casi exclusivamente a los esposos
Curie, quienes encontraron otras sustancias radiactivas como el torio, polonio y radio. La intensidad
de la radiación emitida era proporcional a la cantidad de uranio presente, por
lo que dedujo Marie Curie que la radiactividad era una propiedad atómica. El fenómeno de la radiactividad se origina exclusivamente en el
núcleo de los átomos radiactivos. Se cree que
la causa que lo origina es debida a la interacción neutrón-protón del mismo. Al estudiar
la radiación emitida por el radio se comprobó que era compleja, pues al
aplicarle un campo magnético parte de ella se desviaba
de su trayectoria y otra parte no.
Pronto se vio que todas estas reacciones provenían del núcleo atómico que describió Rutherford en 1911.
Con el uso del
neutrino, partícula descrita en 1930 por Pauli pero no medida hasta 1956 por
Clyde Cowan y sus colaboradores, consiguió describirse la radiación beta.
En 1932 James Chadwick descubrió la existencia del neutrón que
Wolfgang Pauli había predicho en 1930, e inmediatamente después Enrico Fermi
descubrió que ciertas radiaciones emitidas en fenómenos no muy comunes de
desintegración eran en realidad neutrones.
Radiactividad artificial
Se produce la radiactividad inducida cuando se bombardean ciertos núcleos
estables con partículas apropiadas. Si la energía de estas partículas tiene un valor adecuado penetran dentro del núcleo bombardeado y forman un nuevo
núcleo que, en caso de ser inestable, sedesintegra después radiactivamente. Fue
descubierta por los esposos Jean Frédéric Joliot-Curie e Irène Joliot-Curie,
bombardeando núcleos de boro y aluminio con partículas alfa .
Observaron que las sustancias bombardeadas emitían
radiaciones después de retirar el cuerpo radiactivo emisor de las partículas de
bombardeo.
En 1934 Fermi se encontraba en un experimento
bombardeando núcleos de uranio con los neutrones recién descubiertos. En 1938, en Alemania, Lise Meitner, Otto Hahn y Fritz Strassmann
verificaron los experimentos de Fermi. Es más, en 1939
demostraron que parte de los productos que aparecían al llevar a cabo estos
experimentos era bario. Muy pronto confirmaron que era resultado de la
división de los núcleos de uranio: la primera observación experimental de la
fisión. En Francia, Joliot Curie descubrió que además del bario, se
emitían neutrones secundarios en esa reacción, haciendo factible la reacción en
cadena.
También en 1932 Mark Oliphant teorizó sobre la fusión de núcleos ligeros (de
hidrógeno), describiendo poco después Hans Bethe el funcionamiento de las
estrellas en base a este mecanismo.
El estudio de la radiactividad permitió un mayor
conocimiento de la estructura del
núcleo atómico y de las partículas subatómicas. Se abre la
posibilidad de convertir unos elementos en otros. Incluso
el sueño de los alquimistas de transformar otros elementos en oro se hace
realidad, aunque no resulte rentable.
Clases de radiación
Se comprobó que la radiación puede ser de tresclases diferentes
1. Radiación alfa: son flujos de partículas cargadas positivamente compuestas
por dos neutrones y dos protones (núcleos de Helio). Son
desviadas por campos eléctricos y magnéticos. Son poco
penetrantes aunque muy ionizantes. Y son muy
energéticos.
2. Radiación beta: son flujos de electrones (beta negativas) o positrones (beta
positivas) resultantes de la desintegración de los neutrones o protones del
núcleo cuando este se encuentra en un estado excitado. Es
desviada por campos magnéticos. Es más penetrante aunque su poder de
ionización no es tan elevado como el de las partículas alfa. Por
lo tanto cuando un átomo expulsa una partícula beta
aumenta o disminuye su número atómico una unidad (debido al protón ganado o
perdido).
3. Radiación gamma: son ondas electromagnéticas. Es el tipo
más penetrante de radiación. Al ser ondas
electromagnéticas de longitud de onda corta, tienen mayor penetración y se
necesitan capas muy gruesas de plomo u hormigón para detenerlos.
Las leyes de desintegración radiactiva, descritas por Soddy y Fajans, son
• Cuando un átomo radiactivo emite una partícula alfa, la masa del átomo resultante disminuye
en 4 unidades y el número atómico en 2.
• Cuando un átomo radiactivo emite una partícula beta,
el número atómico aumenta en una unidad y la masa atómica se mantiene
constante.
• Cuando un núcleo excitado emite radiación gamma no
varía ni su masa ni su número atómico, solo pierde una cantidad de energía
hν (donde 'h' es laconstante de Planck y 'nu' es la
frecuencia de la radiación emitida).
Las dos primeras leyes indican que cuando un átomo
emite una radiación alfa o beta se transforma en otro átomo de un elemento
diferente. Este nuevo elemento puede ser radiactivo,
transformándose en otro, y así sucesivamente, dando lugar a las llamadas series
radiactivas.
Causa de la radiactividad
En general son radiactivas las sustancias que no presentan un
balance correcto entre protones o neutrones, tal como
muestra el gráfico al inicio del
artículo. Cuando el número de neutrones es excesivo o demasiado pequeño
respecto al número de protones se hace más difícil que la fuerza nuclear fuerte
debida al efecto del
intercambio de piones pueda mantenerlos unidos. Eventualmente el desequilibrio
se corrige mediante la liberación del exceso de neutrones o
protones, en forma de partículas α que son realmente núcleos de Helio,
partículas ß que pueden ser electrones o positrones. Estas emisiones llevan a
dos tipos de radiactividad mencionados
• Radiación α, que aligera los núcleos atómicos en 4 unidades másicas, y
cambia el número atómico en dos unidades.
• Radiación ß, que no cambia la masa del núcleo, ya que implica la conversión
de un protón en un neutrón o viceversa, y cambia el número atómico en una sola
unidad (positiva o negativa, según la partícula emitida sea un electrón o un
positrón).
La radiación por su parte se debe a que el núcleo pasa de un estado excitado de
mayor energía a otro de menor energía,que puede seguir
siendo inestable y dar lugar a la emisión de más radiación de tipo α,
β o γ. La radiación γ es por tanto un tipo de radiación
electromagnética muy penetrante ya que tiene una alta energía por fotón emitido.
Riesgos para la salud
El riesgo para la salud no sólo depende de la intensidad de la radiación y la
duración de la exposición, sino también del tipo de tejido afectado y de su
capacidad de absorción, por ejemplo, los órganos reproductores son 20 veces más
sensibles que la piel.
Véase también: Contaminación radiactiva
Dosis aceptable de irradiación
Hasta cierto punto, las radiaciones naturales (emitidas por el medio ambiente)
son inofensivas. El promedio de tasa de dosis equivalente medida a nivel del
mar es de 0 mSv/h = 0,012 mrem/h.
Se puede establecer un umbral de inocuidad, en torno a los 0,002 mSv/h = 0,2
mrem/h. Como este umbral está dado en términos de tasa de dosis, es evidente
que la dosis acumulada (integrada), que es la que realmente determina el daño
recibido, depende del tiempo durante el cual se expone a la persona a las
radiaciones. Es por ello que aunque en tratamientos diagnósticos, como en las
radiografías o las tomografías axiales computarizadas, las tasas de dosis son
más elevadas, al recibirse la exposición en un corto periodo de tiempo la dosis
recibida, y por tanto el daño recibido, será pequeña.
La dosis efectiva (suma de las dosis recibida desde el exterior del
cuerpo y desde su interior) que se considera que empieza aproducir efectos en
el organismo de forma detectable es de 100 mSv = 10 rem en un periodo de 1 año.
Los métodos de reducción de la dosis son: “Tiempo, Blindaje y Distancia”.
A modo de ejemplo, se muestran las tasas de dosis actualmente utilizadas en una
central nuclear para establecer los límites de permanencia en cada zona, el
personal que puede acceder a ellas y su señalización
Dosis efectiva permitida
La dosis efectiva es una dosis acumulada. La exposición continua a las
radiaciones ionizantes se considera a lo largo de un
año, y tiene en cuenta factores de ponderación que dependen del
órgano irradiado y del
tipo de radiación de la que se trate.
La dosis efectiva comienza a ser peligrosa a partir de 100 mSv = 10 rem, donde
se ha comprobado que comienza a elevarse la aparición
de cánceres.
La dosis efectiva permitida para un trabajador que
trabaje con radiaciones ionizantes (por ejemplo en una central nuclear o en un
centro médico) es de 100 mSv en un periodo de 5 años, no pudiendo superar en
ningún caso los 50 mSv en un único año. Para
las personas que no trabajan con radiaciones ionizantes este
límite se fija en 1 mSv al año. Estos valores se establecen por encima del fondo natural (que
en promedio es de 2 mSv al año en el mundo).
Las diferencias en los límites establecidos entre trabajadores y otras personas
se deben a que los trabajadores reciben un beneficio
directo por la existencia de la industria en la que trabajan, y por tanto,
asumen un mayor riesgo que las personas queno reciben un beneficio directo.
Por ese motivo, se fijan para los estudiantes, unos
límites algo superiores a los de las personas que no trabajan con radiaciones
ionizantes pero algo inferior a las personas que trabajan con radiaciones
ionizantes. Para ellos se fija un límite de 6 mSv en un año.
Además, esos límites se establecen en función de ciertas hipótesis, como es la del comportamiento lineal sin umbral de los
efectos a la salud de las radiaciones ionizantes (el modelo LNT). A partir de
este modelo, basado en medidas experimentales (de grandes grupos de personas
expuestas a las radiaciones, como los supervivientes de Hiroshima y Nagasaki)
de aparición de cánceres, se establecen límites de riesgo considerado aceptable
consensuados con los organismos internacionales como el OIT, y a partir de esos
límites se calcula la dosis efectiva resultante.
Véase también: Modelo lineal sin umbral
Química
Química (del egipcio
kA“me (kem), que significa 'tierra') es la ciencia que estudia la
composición, estructura, y propiedades de la materia, como los cambios que esta experimenta durante
reacciones químicas. Históricamente la química moderna es la
evolución de la alquimia tras la revolución química (1733).
Las disciplinas de la química han sido agrupadas por
la clase de materia bajo estudio o el tipo de estudio realizado. Entre estas se
tienen la química inorgánica, que estudia la materia inorgánica; la química
orgánica, que trata con la materia orgánica; la bioquímica, el estudio
desubstancias en organismos biológicos; la físico-química, comprende los
aspectos energéticos de sistemas químicos a escalas macroscópicas, moleculares
y submoleculares; la química analítica, que analiza muestras de materia
tratando de entender su composicion y estructura. Otras ramas de la química han emergido en tiempos recientes, por ejemplo, la
neuroquímica que estudia los aspectos químicos del cerebro.
Átomo
En química y física, átomo (del
latín atomus, y éste del
griego I¬τομος, indivisible) es la unidad más pequeña
de un elemento químico que mantiene su identidad o sus propiedades y que no es
posible dividir mediante procesos químicos.
El concepto de átomo como
bloque básico e indivisible que compone la materia del universo ya fue postulado por la escuela
atomista en la Antigua Grecia. Sin embargo, su existencia no quedó demostrada
hasta el siglo XIX. Con el desarrollo de la física nuclear en el siglo XX se
comprobó que el átomo puede subdividirse en partículas más pequeñas.
Estructura Atómica
La teoría aceptada hoy es que el átomo se compone de un
núcleo de carga positiva formado por protones y neutrones, en conjunto
conocidos como nucleón, alrededor del cual se encuentra
una nube de electrones de carga negativa.
El Núcleo Atómico
El núcleo del átomo se encuentra formado por nucleones, los cuales pueden ser
de dos clases
• Protones: Partícula de carga eléctrica positiva igual a una carga elemental,
y 1,67262 × 10–27 kg y una masa 1837 veces mayor que la delelectrón
• Neutrones: Partículas carentes de carga eléctrica y una masa un poco mayor
que la del protón (1,67493 × 10-27 kg)
El núcleo más sencillo es el del hidrógeno, formado únicamente por un protón.
El núcleo del
siguiente elemento en la tabla periódica, el helio, se encuentra formado por
dos protones y dos neutrones. La cantidad de protones contenidas en el núcleo del átomo se conoce como número atómico, el cual se representa por la letra Z
y se escribe en la parte inferior izquierda del símbolo químico. Es el que distingue a un elemento químico de otro. Según lo descrito
anteriormente, el número atómico del
hidrógeno es 1 (1H), y el del
helio, 2 (2He).
La cantidad total de nucleones que contiene un átomo
se conoce como número másico, representado por
la letra A y escrito en la parte superior izquierda del símbolo químico. Para los ejemplos dados
anteriormente, el número másico del
hidrógeno es 1(1H), y el del
helio, 4(4He).
Existen también átomos que tienen el mismo número atómico, pero diferente
número másico, los cuales se conocen como isótopos. Por ejemplo, existen
tres isótopos naturales del hidrógeno, el protio (1H), el
deuterio (2H) y el tritio (3H). Todos poseen las mismas propiedades químicas del
hidrógeno, y pueden ser diferenciados únicamente por ciertas propiedades
físicas.
Otros términos menos utilizados relacionados con la estructura nuclear son los isótonos, que son átomos con el mismo número de neutrones.
Los isóbaros son átomos que tienen el mismo número másico.Debido a que los
protones tienen cargas positivas se deberían repeler entre sí, sin embargo, el
núcleo del átomo mantiene su cohesión debido a la existencia de otra fuerza de
mayor magnitud, aunque de menor alcance conocida como la interacción nuclear
fuerte.
Interacciones eléctricas entre protones y electrones
Antes del experimento de Rutherford la
comunidad científica aceptaba el modelo atómico de Thomson, situación que varió
después de la experiencia de Rutherford. Los modelos posteriores se
basan en una estructura de los átomos con una masa central cargada
positivamente rodeada de una nube de carga negativa[1]
.
Este tipo de estructura del
átomo llevó a Rutherford a proponer su modelo en que los electrones se moverían
alrededor del
núcleo en órbitas. Este modelo tiene una dificultad proveniente del hecho de que una particula
cargada acelerada, como
sería necesario para mantenerse en órbita, radiaria radiación electromagnética,
perdiendo energía. Las leyes de Newton, junto
con la ecuaciones de Maxwell del electromagnetismo aplicadas al átomo de
Rutherford llevan a que en un tiempo del orden
de 10 − 10s, toda la energía del
átomo se habría radiado, con el consiguiente caida de los electrones sobre el núcleo[2] .
Preguntas
1. sque pasa si se le retira el gas que se le agrego?
Cuando se le agrego gas aumento su peso pero lógicamente si se le retira la
misma cantidad que se agrego pesaría lo mimo que inicialmente
2. sQué tendríamos que hacer si encontramos unafuga de gas?
Primero abrir todas las entradas de aire que tenga el lugar, luego localizar la
fuga de gas y con la ayuda de un objeto húmedo que en
este caso puede ser una toalla o trapo de limpieza se coloca encima tratando de
evitar que esta fura se siga produciendo y que disminuyan los riesgos a una
explosión. También dependiendo del recipiente donde este gas si
este tiene una llave de paso serrar inmediatamente esta para evitar que siga
escapándose el gas.
3. sCómo podemos hacer para que las cosas duren más tiempo?
Dando su respectivo mantenimiento cada cierto tiempo ya que cada objeto produce
gastos físicos y estos hacen que se vaya deteriorando y eso reduce su tiempo de
vida entonces dándole su servicio cada cierto tiempo y tratando la manera de
utilizarlo adecuadamente este se prolongara mucho más
tiempo.
4. sPor qué cuando una mecha se mete a agua no se
apaga?
Le objeto no se apaga por que el agua no llega directamente al centro de la
mecha y como
generalmente los materiales de combustión suelen separarse del agua entonces primero tiene que hacer
combustión y después ya tiene contacto con este.
5. sCómo hacer una buena clasificación de productos?
Una buena clasificación de productos puede ser con forme sus componentes
químico, por su físico, por la utilidad que se le va a
dar, y por su efectividad.
6. sQué agente químico logra separar el petróleo y el agua?
El petróleo llega al mar por las petroleras que derrama en el mar susdesechos
esto se puede combatir utilizando algún aceite que logre separa el agua del
petróleo y luego que pase a unas purificadoras donde se logre separar el
petróleo y el aceite del agua, luego sacando el agua purificada de nuevo al
mar. Pero para evitar esto se debería de mejorar los
estándares de calidad de estas petroleras.
7. ssi hay polvo radioactivo como se pudiera eliminar?
Usando tollas atrayentes al polvo y tratar de tener una
limpieza cada cierto periodo. Pero para evitar esto tabn se puede poner
en todas la entradas de aire de la casa esta toalla extendida ya q no es muy
densa y ala ves entra luz y cambiarlo periódicamente.
8. sPor qué hierve el nitrógeno si se le ingresa algún elemento?
Este es un elemento contiene una alta temperatura
cuando otro elemento es ingresado dentro del
mismo este efectúa una igualación de temperaturas dando lugar a estos efectos
cuando el elemento se saca del
nitrógeno este iguala la temperatura normal y regresa a su estado normal.
9. shay otros combustibles que puedan ser usados?
Se puede usar el keroseno, aceite mineral, biodisel. Ya ques los elementos mencionados anteriormente también producen
combustión.
10. sCuál es la llama más fuerte?
La llama mas fuerte es la de color azul ya que esta se pone de este color por que esta a su máxima temperatura.
11. sPor qué se la llama se vuelve azul?
Depende del combustible o del elemento que tenga el la llama
ya que no todos producen la mismacombustión. Cuando esta de
color azul es por que ya alcanzo su máxima temperatura y el nivel de combustión
es muy alto.
12. slas llamas que son amarillas que peligro
representan?
Que esta al momento de estar haciendo combustión esta liberando una serie de
gases y estos puede ser dañina para la salud. Un
ejemplo es la candela de cera esta al momento de hacer combustión libera un gas
que en su momento puede llegar a hacer daño ala salud (exceso).
13. sQué otro tipo de energía renovable pueden mocionarse?
Una energía renovable es la que se pueda trasformas. Una de las energías renovable podemos mencionar es la
hidroeléctrica, solar, eólica, geotérmica, biogás, fermentación orgánica.
14. sCómo comprobar si una pasta es eficaz?
Se busca un material que se le asemeje a los dientes, luego séle untan varios
alimentos que un ser humano consume diariamente ya que estos van a produce
placa, luego se prueba unta la pasta en el material utilizado y se mira si la
limpieza que izo es buena que no quede ninguna bacteria ya que estas también
producen caries.
15. sCómo saber si una aspiradora es buena?
La función de la aspiradora es recoger el polvo por medio de una succión. Para
poder ver que una aspiradora es buena depende del nivel de
limpieza que de y de la desinfección que produzca.
16. sCómo haríamos lo mismo pero con otro electrodoméstico?
Depende el fin para que se vaya a utilizar el electrodoméstico es la prueba que
se le va a hacer. Perotambién hay otros factores que
influyen como
su costo y su ahorro de energía, también ver el tiempo de vida estimado para su
uso.
Apéndice
Fuga de gas
Llama azul (mas fuerte)
Dándole limpieza al agua de por el petróleo que hay se encuentra.
17
Símbolo de la radiactividad
Nitrógeno
18
Aspiradora
Llama producida por el aceite mineral
Anexo
Energía renovable
El girasol, icono de las energías renovables por su aprovechamiento de la luz
solar, su uso para fabricar biodiésel y su parecido con el sol, origen de las
energías renovables.
Se denomina energía renovable a la energía que se obtiene de fuentes
naturales virtualmente inagotables, unas por la inmensa cantidad de energía que
contienen, y otras porque son capaces de regenerarse por medios naturales.
1000 millones de euros para energía eólica en Castilla y León
La empresa Iberdrola Renovables quiere invertir entre 500 y 1.000 millones de
euros en energía eólica destinada a Castilla y León.
El director de la empresa, Víctor Rodríguez hizo el enuncio que esperan cumplir
a lo largo de los próximos 4 años. Firmó un convenio en Valladolid
con la Fundación Patrimonio Natural de Castilla y León.
La idea es que Iberdrola mantendría su cuota de participación en el sector a
cambio de realizar semejante inversión en energía eólica
“Dinero tenemos”, dijo Rodríguez, “está claro que tenemos
recursos económicos, deseos y ganas de hacer la mayor inversiónposible”.
Que bueno es leer esto, que alguien tan contento quiera invertir en energías
renovables, y que se lo reciba tan bien. Ya lo sé, no soy naif, hay mucha
ganancia en estos momentos en este medio, pero no deja
de ser esperanzador para quienes queremos que la energía se vuelva por completo
renovable y ya no tengamos que depender de los combustibles fósiles.
Aspiradora
Una aspiradora es un dispositivo que utiliza una bomba
de aire para aspirar el polvo y otras partículas pequeñas de suciedad,
generalmente del
suelo.
La mayoría de hogares con suelo enlosado tienen un
modelo doméstico para la limpieza. El polvo se recoge mediante el sistema de
filtrado un ciclón para una posterior disposición.
Últimamente están apareciendo aspiradoras robotizadas, que
limpian sin intervención humana el suelo. Un
ejemplo de ellas es Roomba.
Conclusiones
Gracias a este trabajo podemos darnos cuenta como nos afecta cada día
la química y que todo elemento tiene un agente químico.
Recomendaciones
Ayudarnos a aclararnos un poco mas nuestras peguntas
en el laboratorio, hablar un poco sobre el trabajo en el laboratorio.
Bibliografía
https://es.wikipedia.org/wiki/Peso
https://es.wikipedia.org/wiki/Gas
https://es.wikipedia.org/wiki/Qu%C3%ADmica_inorg%C3%A1nica
https://es.wikipedia.org/wiki/Radioactividad
https://es.wikipedia.org/wiki/Quimica
https://es.wikipedia.org/wiki/%C3%81tomos_en_mol%C3%A9culas
https://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_renovable
