Introducción a la química

1.1 sPor qué estudiar química?
Es la ciencia que se dedica al estudio de la composición estructura, propiedades y reacciones de la materia.

El conocimiento de la química es útil casi para todo el mundo: está presente en nuestra vida diaria. Aprender los beneficios y los riesgos asociados con los productos químicos nos ayuda a ser ciudadanos informados, capaces e tomar decisiones inteligentes respecto del mundo que nos rodea. Estudiar química nos permite resolver problemas y comunicarnos con los demás en forma organizada y lógica.

1.2 La naturaleza de la química

La química tiene una relación muy estrecha con la biología, no solo porque los organismos vivos están constituidos por sustancias materiales, sino también porque la vida misma es, en esencia, un sistema complejo de procesos químicos interrelacionados.
Un químico puede interpretar fenómenos naturales; diseñar experimentos que revelan la composición y estructura de sustancias complejas; estudiar métodos para mejorar procesos naturales o sintetizar sustancias.


1.3 Pensando como químico

Los químicos observan las cosas de manera especial, buscando entender la naturaleza de los cambios químicos que tienen lugar. Para entender este enfoque, consideremos un lago. Al mirarlo desde lejos, tenemos una vista panorámica del agua y sus márgenes, a la cual llamamos imagen macroscópica.

1.4 Un enfoque científico aplicado a la resolución de problemas

Un enfoque lógico puede ser útil para resolver los problemas diarios:
1. Definir el problema. Primero necesitamos reconocer que tenemos un problema yenunciarlo con toda claridad, incluyendo toda la información que tengamos. Cuando hacemos esto en ciencia, decimos que hacemos una observación.
2. Proponer las posibles soluciones al problema. En ciencia esto equivale a formular una hipótesis.
3. Decidir cuál es la mejor manera de proceder o resolver el problema. En la vida cotidiana recurrimos a nuestra memoria de experiencias vividas para ayudarnos. En el mundo de la ciencia realizamos un experimento.

1.5 El método científico

1. Recopilación de hechos o datos relevantes del problema que se trata de resolver o de la pregunta que trata de responder. De ordinario, esto se lleva a cabo mediante experimentación planeada.
2. Formular una hipótesis que explique los datos y sea comprobable mediante experimentación posterior.
3. Planear y realizar experimentos adicionales para comprobar la hipótesis.
4. Modificar la hipótesis tanto como sea necesario para que sea compatible con los datos pertinentes.
Una hipótesis es una explicación tentativa de ciertos hechos que proporciona las bases de experimentos posteriores.
Una hipótesis bien establecida suele recibir el nombre de teoría, o modelo.
Las hipótesis y teorías permiten explicar fenómenos naturales, en tanto que las leyes científicas son enunciados sencillos de fenómenos naturales, de los cuales no se conoce ninguna excepción en las condiciones dadas.
4.-Agitacion. El efecto de la agitación es cinético. Cuando un sólido se pone en contacto por primera vez con agua, este entra en contacto solo con el solvente que se halla en su vecindad inmediata.

5 Soluciones como medio de reacción

Muchos sólidos deben disolverse para que tenga lugar una reacción química entre ellos. Podemos escribir la ecuación de la reacción de doble desplazamiento que ocurre el cloruro de sodio y el nitrato de plata.

NaCI + AgCI3 ---------- AgCI + NaNO3
Las soluciones también actúan como diluyentes en reacciones en las que los reactivos sin diluir se combinarían en forma violenta.


6 Concentración de las soluciones

La concentración de una solución expresa la cantidad de soluto disuelta en determinada cantidad de solvente o de solución. Como lasreacciones suelen llevarse a cabo en solución, es indispensable entender los métodos para expresar la concentración y saber cómo preparar las soluciones de determinada concentración.


Soluciones diluidas y concentradas

Cuando decimos que una solución es diluida o concentrada expresamos, en forma relativa, la cantidad presente de soluto. El termino solución diluida, entonces, describe una solución que contiene una cantidad relativamente pequeña de soluto disuelta. Por el contrario, una solución concentrada contiene cantidades relativamente grandes del soluto disueltas.


Concentración de una solución expresada en porcentaje en masa (m/m)

En el método de porcentaje en masa, la concentración de una solución se expresa como porcentaje de soluto en determina masa de solución. Suponga que tomamos un frasco del anaquel de reactivos que dice “hidróxido de sodio, NaOH, 10%”. Esta leyenda significa que por cada 100 g de esa solución, 10 g serán de NaOH y 90 g serán de agua.










Concentración de una solución expresada en porcentaje masa/volumen (m/v)

Con este sistema, una solución de glucosa a 10.00% (m/v) se prepara disolviendo 10.0 g de glucosa en agua, diluyendo a 100 ml y mezclando.
La solución a 10.0% (m/v)
También puede prepararse por disolución y dilución de 20.0 g a 200mL, 50.0 g a 500mL, etc.




Concentración de una solución expresada en porcentaje volumen/ volumen (v/v)

La concentración de solución que se preparan con dos líquidos suelen expresarse en términos de porcentaje en volumen con respecto al soluto. Es el volumen de un líquido en 100 mL de solución.



Molaridad

Enla expresión de la concentración de soluciones en porcentaje en masa no se tiene en cuenta ni se expresa la masa molar del soluto en la solución. Por ejemplo, 100 g de solución de NaOH a 10.0% contienen 100g de NaOH; 1000 g de solución de KOH a 10.0% contienen 100 g de KOH.





Problemas de dilución

Con frecuencia es necesario diluir una solución de determinada concentración para obtener otra de menor concentración añadiendo mas solvente

7 Propiedades coligativas de las soluciones

La solución que se forma por adición de un soluto no volátil a un solvente tiene un punto de congelación mas bajo, un punto de ebullición mas alto y una presión de vapor mas baja que los del solvente puro. Estos efectos están relacionados.

8 Osmosis y presión osmótica

Una membrana semipermeable permite el paso de moléculas de agua (solvente) a través de ellas, en cualquier dirección pero evita el paso de moléculas o iones de soluto de mayor tamaño