QUÍMICA GENERAL

INTRODUCCIÓN

Antecedentes de la Química¿Qué es la Química?

No existe un criterio definido sobre el significado de la palabra química.Así,proviene del griego chema,que significa negro; del hebreo cheman que es misterioso; del árabe kema que es oculto.

Definición: La química se puede definir con una sola palabra: transformación que ocurre en la materia.

Un concepto mas amplio dice: ¨La química estudia la estructura de la materia, sus

propiedades, las transformaciones o reacciones que puede sufrir y que están sujetas a leyes y principios, que producen absorción y liberación de energía¨.

Historia Resumida de la Evolución de la Química

1. Período Prehistórico La química tiene un origen muy antiguo, no se puede

precisar fecha, pero documentos históricos indican que se inicio como arte, vale decir que comenzó como forma empírica, de acuerdo con la cultura del hombre, que hace 5000 años aprendió el arte de extraer metales de la tierra, como el oro, la plata, el cobre y que mediante técnicas rudimentarias los transformó en herramientas, utensilios domésticos.

Antecedentes de la Química

1. Período Prehistórico

En este período la alfarería alcanzó un considerable desarrollo; así, hace unos 3600 años, En China ,se fabricaron artículos de porcelana, se utilizaron colorantes para objetos de cerámica. Entonces el hombre ya se beneficiaba de la materia, es decir de la química.

Antecedentes de la Química

2. Período de los Filósofos Griegos

A los sabios o filósofos no solo les preocupaba estudiar el aspecto intelectual y moral del hombre

Se preocupaban de estudio del universo mediante las ciencias físicas y naturales, astronomía, matemáticas.

Proponen la existencia de los llamados “elementos”. A partir de ellos se constituirían todas las cosas y organismos en la naturaleza

Antecedentes de la Química

2. Período de los Filósofos Griegos Hombres destacados que se refieren a cómo están

constituidos los cuerpos, su estado físico, enuncian teorías importantes y válidas para esa época.

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Tales de Mileto: “el agua es el principio de todas las cosas” (hindúes igual) Anaxímenes: “Todo viene del

aire y todo a él retorna”

Heráclito de Éfeso: “El fuego es la fuerza primordial, que tiene bajo su dependencia todos los fenómenos” “Los cuerpos pueden transformarse, pero no el fuego, que modifica todo lo que es”

Empédocles: Agrego la Tierra, divulga en forma amplia los Cuatros Elementos

2. Período de los Filósofos Griegos Aristóteles: Discípulo de Platón, formuló la teoría de los 4

elementos ( aire, agua, fuego y tierra ),y agregó un quinto el éter, más móvil que los demás elementos formaría el cielo, y de él hace derivar Aristóteles el calor de los animales . Estos elementos han sido designados los " elementos aristotélicos”.

Antecedentes de la Química

Aristóteles de Estagira

“Todas las sustancias son originadas por la combinación de estos elementos y no se podrán convertir en otras unidades más simples. De este modo un elemento puede convertirse en otro a medida que una propiedad va primando sobre la opuesta”

2. Período de los Filósofos Griegos

HIPÓTESIS ATÓMICA

Antecedentes de la Química

En el siglo V a.C., Leucipo pensaba que sólo había un tipo de materia. Sostenía, además, que si dividíamos la materia en partes cada vez más pequeñas, acabaríamos encontrando una porción que no se podría seguir dividiendo.

Un discípulo suyo, Demócrito, bautizó a estas partes indivisibles de materia con el nombre de átomos, término que en griego significa “que no se puede dividir”.

3. Período de la Alquimia

Antecedentes de la Química

ALQUIMIA (100 A.C a 1500 D.C)

Alquimia proviene del árabe: al y Khum, que significa ciencia oscura o arte negro. La Alquimia es un conjunto de especulaciones y experiencias, generalmente de carácter esotérico, relativas a las transmutaciones de la materia y que influyó en el origen de las ciencias químicas.

Tenía dos metas fundamentales:

•Transmutación de metales comunes en oro o plata. •Encontrar medios de prolongarían definidamente la vida humana.

3. Período de la Alquimia

Los químicos de esta época se llamaban alquimistas, quienes se propusieron descubrir dos asuntos importantes:

a) La piedra filosofal, un mineral que al contacto con cualquier metal lo convertía en oro, era como una piedra mágica.

b) El elixir de la larga vida, que debía tener la propiedad de que las personas que tomaban este líquido no envejecían y podían prolongar la vida indefinidamente

Antecedentes de la Química

3. Período de la Alquimia

Ni la piedra filosofal ni el elixir de la larga vida se descubrieron, pero tuvieron la virtud de estimular en los hombres de esa época el afán de investigar, se descubrieron nuevas técnicas químicas, nuevos metales, sustancias orgánicas, jarabes, remedios, etc., que hasta ahora utilizamos.

Antecedentes de la Química

4. Período de la Iatroquímica

IATROQUIMICA (SIGLO XVI)

Antecedentes de la Química

Período que se caracteriza por la introducción de productos químicos en la práctica médica. Se aplican los conocimientos y las técnicas de la alquimia para elaborar remedios y drogas. Se curan enfermedades usando extractos minerales y vegetales.

4. Período de la Iatroquímica

Antecedentes de la Química

IATROQUIMICA (SIGLO XVI)

Paracelso

Su líder más connotado y fundador fue Paracelso, un alquimista suizo del siglo XVI. Los Iatroquímicos creían que la fisiología dependía del balance de fluidos corporales específicos.

La iatroquímica es una rama de la química y la medicina. Teniendo sus bases en la alquimia, la iatroquímica busca encontrar explicaciones químicas a los procesos patológicos y fisiológicos del cuerpo humano, y proporcionar tratamientos con sustancias químicas. Se le puede considerar como la precursora de la bioquímica. Aquí se cambia el nombre de Alquimia por Química.

5. Período Moderno

Ubicado a partir de 1800,en donde vale destacar los trabajos de Roberto Boyle sobre estructura de la materia; de Sthal, autor de la teoría del Flogisto referente a las combustiones.

Antecedentes de la Química

Georg Ernst Stahl

La teoría del flogisto intentaba explicar el fenómeno de la combustión y la causa de que algunos elementos fueran combustibles mientras que otros no. Su creador, el médico y químico alemán Georg Ernst Stahl (1660-1734), suponía que el calor se presenta en dos formas: libre y en combinación. Éste último, que denominó flogisto –palabra que en griego significa inflamable–, es inherente a todos los cuerpos combustibles.

5. Período Moderno

Antecedentes de la Química

Lavoisier: El Newton de la Química

Antoine Lavoisier, también llamado el Newton de la química, se considera el padre o creador de la química moderna, por los detallados estudios sobre: la oxidación de los cuerpos, el fenómeno de la respiración animal y su relación con los procesos de oxidación, análisis del aire, uso de la balanza para establecer relaciones cuantitativas en las reacciones químicas estableciendo su famosa Ley de conservación de la masa, estudios en calorimetría.Enuncia Leyes apegadas a la ciencia y al fenómeno,ahora sí con fundamento,leyes que hasta el momentoactual tienen validez

En esta llamada era del modernismo continúan químicos importantes como Priestley, Scheele, Gay Lussac, y científicos como Dalton, Thompson, Lewis, Hahn, Einstein, entre otros que han contribuido para el desarrollo de la Química Orgánica, Inorgánica , Bioquímica, etc.

En el siglo XX se estudia más la relación que existe entre la Química con la Biología, la Física, la Matemática, y se han descubierto nuevos elementos químicos, el cuarto y quinto estado físico de la materia llamados plasma quark gluón y super átomo.

La Biología molecular y la Genética alcanzan progresos significativos con el estudio de los genes. Watson y Crick realizaron trabajos sobre los genes especialmente sobre la estructura química del ADN. De esta manera la Química ha evolucionado al mundo con sus inventos, descubrimientos en medicina, Biología, Farmacia, Ingenierías; etc.

Antecedentes de la Química

Importancia de la Química La Química es un pilar fundamental del avance

tecnológico del mundo, genera el desarrollo industrial y económico de un pueblo, ya que el poderío económico, social y cultural de un país se mide por el numero de industrias que posee, pues sin ellas no hay comercio, no hay dinero y desempleo.

Es una ciencia en permanente dinamismo, lo que significa que todos los días y en los diferentes laboratorios del mundo se descubren nuevos cuerpos, nuevos medicamentos, nuevas partículas atómicas, nuevas tecnologías

Importancia y división de la química y su relación con otras ciencias

En los últimos 20 años del siglo XX y a principios del XXI, hemos tenido la suerte de sentir el extraordinario cambio que ha sufrido el mundo, formidables experimentos y descubrimientos se han realizado: radioactividad; el estudio de mecánica cuántica; del electrón y la electrónica, de los viajes espaciales; de los análisis químicos de la tierra, tanto en su corteza como en su atmósfera; la computación, la información por satélite, la genética, la biología molecular, la clonación, el genoma humano; etc.

Importancia y división de la química y su relación con otras ciencias

Importancia y división de la química y su relación con otras ciencias

¿Cómo se relaciona la química en la vida cotidiana?

En nuestra vida diaria podemos observar constantemente cambios como:◦ La fermentación de alimentos◦ Alimentos que se transforman dentro de nuestro cuerpo◦ El funcionamiento del auto cuando agregamos gasolina◦ Entre otros¿Donde se encuentra la

química?La química se encuentra en todas las áreas de nuestra vida, en la escuela, en el hogar, oficina, al caminar por la calle, etc.Se encuentra a nuestro alrededor como dentro de nuestro organismo, donde todo el tiempo están ocurriendo procesos químicos, por ejemplo: el metabolismo, la respiración, la digestión, etc.

La Química en la Vida

Importancia y división de la química y su relación con otras ciencias

La química esta presente en todas las actividades del ser humano, ya que muchos de los objetos que usamos en nuestra vida están hechos de materiales que se obtienen por procesos químicos, por ejemplo: Cuando despertamos en la cama, estamos rodeados de ropa, es decir de tejidos hechos ya sea con fibras naturales o sintéticas. Al asearnos utilizamos agua, jabones, geles, pasta de dientes, shampoo, desodorante, cremas. Posteriormente, desayunamos, consumiendo hidratos de carbono, ácidos grasos y proteínas.

¿Será importante?

Importancia y división de la química y su relación con otras ciencias

La química nos ayuda a generar nuevos materiales que permitan:

Hacer mas sencillas y seguras nuestras vidas.

Producir fuentes alternativas, abundantes de energía que al utilizarlas no contaminen.

Ayuda a comprender y tratar muchas enfermedades que amenazan a la humanidad y a las fuentes de alimento.

División de la Química de acuerdo con su campo de estudio

Importancia y división de la química y su relación con otras ciencias

Químicase divide

en

General Inorgánica

Orgánicaestudia estudia estudia

• Fundamentos• Estructura atómica• Estructura molecular• Leyes y principios• Cálculos estequiométricos• Constantes físicas y químicas• Clases de reacciones• Equilibrio químico• Potencial hidrógeno• Termoquímica• Química nuclear

Cuerpos inanimados que en su mayoría no llevan el elemento carbono; ejemplos: hierro(Fe),sal común (NaCl),agua (H2O)

Compuestos que contienen carbono e hidrógeno y otros elementos como oxígeno . nitrógeno , azufre

Importancia y división de la química y su relación con otras ciencias

Inorgánica

División de la Química de acuerdo con su campo de estudio

Orgánica

Analítica

Descriptiva

Cualitativa

Cuantitativa

puede ser

Identifica el o los componentes,ej:H2O

Indica la proporción en que se encuentran ej. : H = 11 %; O = 89 %

Cuerpos en su estado natural, propiedades y usos

estudia

puede ser Bioquímica

• Reacciones químicas en los seres vivosBromatología• Control y producción de alimentos

Petroquímica• Industria del petróleo

Farmacéutica• Fabricación de medicinas

Relación de la Química con otras ciencias

Importancia y división de la química y su relación con otras ciencias

QUÍMICA

Medicina

Ingeniería

VeterinariaAbogacía

Bioquímica

Farmacia

GeologíaAgronomía

Relación de la Química con otras ciencias

Con la Medicina El cuerpo humano o animal es un verdadero laboratorio de

química donde se realizan permanentes reacciones a nivel celular o a nivel de órganos, tejidos, sistemas; por lo tanto, el profesional médico debe tener profundos conocimientos de química para interpretar lo que ocurre en el organismo cuando falta o hay excesos de elementos o compuestos químicos en el cuerpo; saber interpretar la composición química de un medicamento y la reacción que produce en el organismo.

Con la Bioquímica La Bioquímica es la química de la vida; este profesional estudia

el proceso de cambio permanente de las sustancias que están en el organismo, vale decir, su metabolismo

Importancia y división de la química y su relación con otras ciencias

Con la Farmacia El farmacéutico es el profesional que prepara los

medicamentos y como tal debe saber las propiedades físicas, químicas y fisiológicas de un cuerpo puro y de las mezclas, medicamentos como Alkaseltzer, el Comtrex, las Vitaminas,etc.

Con la Ingeniería El ingeniero civil debe saber química por cuanto

requiere estudiar la resistencia de materiales a calidad de cementos, el material de hierro, de aluminio, el análisis del suelo, el estudio de minerales.

El ingeniero químico es quien diseña las plantas de producción de alimentos ,plásticos, tejidos.

Importancia y división de la química y su relación con otras ciencias

Con la Agronomía Porque requiere saber la composición química de los

suelos, de los abonos, la humedad del terreno y su composición química, el papel de los fertilizantes ,de los insecticidas, fungicidas, que son formulas químicas.

Con la Veterinaria Lo dicho para la medicina pero aplicado al campo animal.

Con la Geología Se requiere el conocimiento de las rocas, de las capas

del suelo, de análisis micropaleontológico, de la composición del petróleo y sus derivados.

Importancia y división de la química y su relación con otras ciencias

Con la Jurisprudencia El abogado requiere de conocimientos de química

cuando se trata de envenenamientos, saber las propiedades de los tóxicos; de drogadicción, la acción y composición química de las drogas, en caso de atentados al pudor; de huellas de sangre, de heridas con arma de fuego.

Así el odontólogo, los tecnólogos, las obtetrices, las enfermeras, ingenieros mecánicos, quienes hacen pequeña industria doméstica como quesos, mantequillas, bacerolas, tinte es para cabello, esmalte de uñas, pinturas, barnices, fotografía, amas de casa, padres de familia, etc., deben tener básicos conocimientos de química, porque tienen que saber que materia manejan ,qué propiedades tiene, qué peligros conlleva

Importancia y división de la química y su relación con otras ciencias

Flogisto significó algo que existía en un cuerpo

pero que era volátil, como el éter. Esta teoría se resume así:

1. Un cuerpo sólido, líquido o gas para que se queme,arda o combustione debe contener flogisto.Por ejemplo, la madera, la gasolina, los tejidos el caucho.Según esto,la piedra, el vidrio no se queman porque carecen de flogisto.

Entonces, hay dos clases de cuerpos: unos que arden porque tienen flogisto y otros que no arden porque carecen de flogisto.Esto explicaría porque el agua (sin flogisto) apaga un insendio (con flogisto).

Teoría del Flogisto

Georg Ernst Stahl

Teoría del Flogisto

2. Cuando el cuerpo se quema, arde o combustiona va perdiendo el Flogisto que al ser volátil va a la atmósfera. Así, si se quema la leña, pierde flogisto y queda ceniza que es materia sin flogisto.

Esta teoría no explicaba porque ciertos metales, como el magnesio que se lo consideraba carente de flogisto, si se quemaba con llama; lo mismo ocurre con el hierro. Hoy sabemos que existen combustiones lentas.

Observación y Experimentación Científica

Método Científico

Observación Ley TeoríaExperimentación Hipótesis

etapas

realiza enunciarealiza explica es

Recolección y

ordenamiento de datos

Prácticas en el

laboratorio

El comportamiento de lo observado

El comportamiento de la naturaleza frente a la materia

La confirmación de la hipótesis

El Método científico La Química es una ciencia que busca el

descubrimiento de nuevas sustancias, de nuevas técnicas de trabajo, de nuevos procedimientos para los diferentes campos que requiera el hombre. La persona que se dedica a esta ciencia debe poseer cualidades especiales como la observación, la perseverancia, la paciencia y debe estar preparada para constituirse en un ser de laboratorio; de allí saldrán los descubrimientos con sus leyes y principios cualitativos y cuantitativos..el investigador tiene que ser ordenado en su trabajo, y lo ideal sin que sea una regla fija: tiene que someterse al método científico, que le permite organizar y utilizar el conocimiento en la predicción o explicación de un hecho.

Observación y Experimentación Científica

El Método Científico se desarrolla en cinco etapas:

1. Observación: Conduce a la recolección y ordenamiento de datos

sobre un determinado fenómeno. por ejemplo, si en el laboratorio colocamos tres portaobjetos y disponemos de tres líquidos: agua, alcohol, éter, y colocamos unas cinco gotas de cada uno en la respectiva placa, observamos que ellos disminuyen su volumen, se evaporan.

2. Experimentación: La observación anterior nos lleva a la práctica: si cada

una de las placas se calienta en lámparas de alcohol, se experimenta que el éter se volatiza rápidamente, luego el alcohol y finalmente el agua. Deducimos que la elevación de temperatura acelera la evaporación.

Observación y Experimentación Científica

3. Ley: Se ha deducido de lo anterior que todos los líquidos

se evaporan teniendo un comportamiento semejante; se establece una ley que dice: ¨los líquidos se evaporan¨. La ley no explica la razón del fenómeno, simplemente enuncia.

4. Hipótesis: Trata de explicar por qué la naturaleza tiene un

comportamiento especial frente a la materia. En el ejemplo que estamos analizando, la hipótesis es una suposición de lo que ocurre en la masa de los líquidos, y suponemos que las moléculas están en completo movimiento, que una moléculas están en contacto con el aire, mientras otras no, y que las moléculas pueden escapar del estado líquido al estado de vapor.

Observación y Experimentación Científica

5. Teoría:

Si el investigador ha seguido realizando una serie de experiencias de evaporación no solamente con tres líquidos: agua, alcohol ,éter, sino con algunos más como benceno, cloroformo, acetona, gasolina, y los resultados de estos experimentos resultan con base cierta, que son convincentes, entonces deja de ser hipótesis y se eleva a la categoría de teoría, es decir, La hipótesis supone, la teoría confirma.

Observación y Experimentación Científica