Profundizando en el área de la química
1. La caracterización de
la química como ciencia y la materia base del universo
2. La materia
4. El átomo
10. Polaridad de las
moléculas
13. Transformaciones de
la materia
14. Reacciones químicas y
estequiometria
15. Estequiometría
I
UNIDAD.
La caracterización de la química
como ciencia y la materia base del universo
OBJETIVOS:
– Describir las propiedades de
las sustancias puras y mezclas así como su importancia en el mejoramiento de la
calidad de vida.
LA QUÍMICA Y
SU CAMPO DE ESTUDIO
OBJETIVOS:
– Analizar la importancia de la
química respecto al desarrollo de procesos industriales, el avance en la
tecnología, los procesos biológicos y su impacto en el ambiente, la
alimentación, la salud y el desarrollo sostenible en general.
¿QUE ES QUIMICA?
Se
pueden señalar algunas definiciones referentes al concepto de química.
Generalmente las definiciones dependen del autor y de sus ideas con respecto a
ella.
Algunas definiciones son:
- Química es la rama de la ciencias física estrechamente
relacionadas con físicas y que trata esencialmente de la composición y el
comportamiento de la naturaleza
- Química es una ciencia que estudia la naturaleza de la
materia y los cambios en la composición de la misma
En
Conclusión Química es una ciencia que estudia la composición de la materia y
los cambios que en ella ocurren.
“La Química, es la ciencia que estudia
la composición, estructura, leyes
y propiedades de las sustancias materiales, de sus interacciones,
transformaciones y de los efectos producidos sobre ellas al añadir o extraer
energía en cualquiera de sus formas”.
Desde los primeros tiempos, los seres humanos
han observado la transformación de las sustancias —la carne cocinándose, la
madera quemándose, el hielo derritiéndose— y han especulado sobre sus causas.
Siguiendo la historia de esas observaciones y especulaciones, se puede
reconstruir la evolución gradual de las ideas y conceptos que han culminado en
la química moderna.
EL MÉTODO CIENTÍFICO
La química se
considera como una ciencia por que utiliza el método científico.
Método científico:
“ Es el método de estudio sistemático de la
naturaleza que incluye las técnicas de observación, reglas para el razonamiento
y la predicción, ideas sobre la experimentación planificada y los modos de
comunicar los resultados experimentales y teóricos”.
PASOS DEL MÉTODO CIENTÍFICO
1. OBSERVACIÓN:
En el
método científico la observación consiste en el estudio de un fenómeno que se
produce en sus condiciones naturales. La observación debe ser cuidadosa,
exhaustiva y exacta.
2. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA:
A partir de la observación surge el planteamiento
del problema que se va a estudiar, es una pregunta
que se plantea sobre la causa del fenómeno observado.
3. PLANTEAR LA
HIPÓTESIS:
Es una
suposición provisional de la que se intenta extraer una consecuencia. Es una posible respuesta al problema planteado.
4. LA
EXPERIMENTACIÓN:
La experimentación consiste en el estudio de
un fenómeno, reproducido generalmente en un laboratorio, en las condiciones
particulares de estudio que interesan, eliminando o introduciendo aquellas
variables que puedan influir en él. Se entiende por variable todo aquello que
pueda causar cambios en los resultados de un experimento y se distingue entre
variable independiente, dependiente y controlada. En un experimento siempre
existe un control o un testigo, que es una parte del mismo no sometido a
modificaciones y que se utiliza para comprobar los cambios que se producen. Todo
experimento debe ser reproducible, es decir, debe estar planteado y descrito de
forma que pueda repetirlo cualquier experimentador que disponga del material
adecuado. Los resultados de un
experimento pueden describirse mediante tablas, gráficos y ecuaciones de manera
que puedan ser analizados con facilidad y permitan encontrar relaciones entre
ellos que confirmen o no las hipótesis emitidas.
5. LEY CIENTÍFICA:
Una hipótesis
confirmada se puede transformar en una ley científica que establezca una
relación entre dos o más variables, y al estudiar un conjunto de leyes se
pueden hallar algunas regularidades entre ellas que den lugar a unos principios
generales con los cuales se constituya una teoría.
Las leyes y las teorías encierran a menudo una pretensión
realista que conlleva la noción de modelo; éste es una abstracción mental que
se utiliza para poder explicar algunos fenómenos y para reconstruir por
aproximación los rasgos del objeto considerado en la investigación.
PERIODOS EN EL DESARROLLO DE LA QUÍMICA
Se establecen 6 períodos básicos que son:
·
Prehistórico
(descubrimiento del fuego)
·
Griego
·
Alquimia
·
Iatroquímica o
química médica
·
Flogisto
·
Período Moderno
PERÍODO GRIEGO
Leucipo y Demócrito (460-370 a.C.):
Ambos son los representantes de la
escuela atomista. Normalmente se presentan juntos, porque es casi imposible
distinguir el pensamiento que pertenece a uno y a otro. Para los atomistas la
realidad está conformada por unidades o partículas pequeñísimas e indivisibles:
átomos. El número de átomos es infinito. Son impenetrables, indestructibles,
eternos, pesados y todos de la misma naturaleza. Sin embargo se da entre ellos
una infinita variedad de formas externas y de tamaños.
La dureza y el peso
de los cuerpos dependen de la cercanía de los átomos. Estos átomos están
situados en el espacio vacío o "no ser" y permanecen en continuo
movimiento. Pero se trata de un movimiento eterno que resulta de las
precisiones y de los choques entre ellos. En esta concepción mecanicista del
mundo todo está determinado por las leyes de la naturaleza.
Las ideas más
fuertes de su doctrina son:
·
Psicología:
El alma es material y está compuesta de átomos materiales y esféricos, sutiles
y de móviles en todos los sentidos; es el principio de la vida y del movimiento
en los animales y en los hombres; se alimenta por la respiración de los átomos
de fuego esparcidos en el aire. Demócrito afirma al respecto: "… de los
cuerpos se desprende constantemente una especie de pequeñísimas imágenes que
penetran por los poros de los órganos sensoriales, y al encontrarse con los
átomos del alma, originan el conocimiento sensible".
·
Teología: En este
concepto esencialmente materialista de la realidad tampoco queda lugar para un
Dios personal y trascendente. No obstante, los atomistas admiten la existencia
de dioses, que moran en los espacios comprendidos entre los distintos mundos, y
que viven felices, sin preocuparse lo más mínimo de los hombres. Los dioses
están también compuestos de átomos, más perfectos que los que constituyen los
seres terrestres, y son merecedores de la veneración y del culto de los
hombres.
·
Ética: En los
atomistas solamente cabe una moral estrictamente limitada a la felicidad en la
presente vida, sin norma trascendente de conducta ni sanciones futuras.
·
Política: Las leyes
son un mal, pues restringen la libertad de la naturaleza; pero son necesarias
para obligar a los hombres a obrar bien.
ALQUIMIA
Período del arte quimerico de la
trasmutacion de los de los mtales que se intento en vano durante la edad media.
Descubrir la piedra filosofal para obtener oro esta dio el nacimiento de la
quimica. alquimia en la edad media
Los sucesores de los griegos en el estudio
de las substancias fueron los alquimistas medievales, aunque sumergidos en la
magia y la charlataneria, llegaron a conclusiones más razonables y verosímiles
que las de aquéllos, ya que por lo menos manejaron los materiales sobre los que
especulaban.
Durante la edad media, especialmente entre
los siglos 5 y 15, la ciencia fue oscurecida por las inquietudes religiosas.
Sin embargo, en el siglo 7 la ciencia reapareció con los árabes, quienes habían
acumulado los antiguos conocimientos de los egipcios y de la filosofía antigua
griega a través de la escuela alejandrina, fundando una práctica: la alquimia,
el precedente de la química.
ÁREAS SE ESTUDIO DE LA QUÍMICA
La Química para su estudio se ha dividido en las
siguientes áreas o ramas de estudio.
DIVISIÓN DE LA QUÍMICA.
- Química General:
Estudia los fenómenos comunes a toda la materia, sus propiedades y leyes - Química Inorgánica: Estudia las sustancias constituyentes de la materia
sin vida. Estudia las sustancias que provienen el reino mineral. - Química
Orgánica: Estudia las
sustancias de la materia viviente. Estudia principalmente los compuestos
que provienen seres vivos, animales y vegetales. - Química Analítica: Estudia la comprensión y estructura de las
sustancias. - Bioquímica:
Estudia los procesos químicos que ocurren en los seres vivos. - Físico-Química:
Estudia los fenómenos comunes a estas dos ciencias. - Quimiurgia:
Estudia la aplicación de la química en la agricultura. - Astroquímica:
Estudia la composición sustancial existente en el universo. - Radioquímica o Química nuclear: Estudia las transformaciones de los elementos y
sustancias radioactivas. - Química Aplicada:
Estudia la utilización de elementos y compuestos en los diferentes campos.
Estudia las propiedades de cada una de las sustancias en particular, desde
el punto de vista útil medicinal, agrícola, industrial, etc. - Química Forense: Estudia lo referente a muertos y procesos de
investigación judicial.
RELACIONES CON OTRAS CIENCIAS
La química esta estrechamente relacionada
con las ciencias físicas, extendiéndose a varias disciplinas que vas desde la
astronomía hasta la biología.
- Física: Se estudia conjuntamente con la química en la ciencia
fisicoquímica debido a que muchos fenómenos ocurren simultáneamente combinando
las propiedades físicas con las químicas.
- Arqueología: Para descifrar datos e interrogantes como la antigüedad
de piezas arqueológicas. La exactitud se logra por medio de métodos químicos
como el del carbono 14.
- Biología: La ciencia de la vida, se auxilia de la química para
determinar la composición y estructura e tejidos y células.
- Astronomía: Se auxilia de la química para construcción de
dispositivos, basados en compuestos químicos para lograr detectar algunos
fenómenos del espacio exterior.
- Medicina: Como auxiliar de la biología y la química, esta ciencia
se ha desarrollado grandemente ya que con esta se logra el control de ciertos
desequilibrios de los organismos de los seres vivos.
IMPORTANCIA DE LA QUÍMICA
La química ha tenido una influencia enorme sobre la
vida humana. En otras épocas las técnicas químicas se utilizaban para aislar
productos naturales y para encontrar nuevas formas de utilizarlos. En el
siglo XIX se desarrollaron técnicas para sintetizar sustancias nuevas que
eran mejores que las naturales, o que podían reemplazarlas por completo con
gran ahorro. Al aumentar la complejidad de los compuestos sintetizados,
empezaron a aparecer materiales totalmente nuevos para usos modernos. Se
crearon nuevos plásticos y tejidos, y también fármacos que acababan con todo
tipo de enfermedades.
Al mismo
tiempo empezaron a unirse ciencias que antes estaban totalmente separadas. Los
físicos, biólogos y geólogos habían desarrollado sus propias técnicas y su
forma de ver el mundo, pero en un momento dado se hizo evidente que cada
ciencia, a su modo, era el estudio de la materia y sus cambios. La química era
la base de todas ellas.
La creación de disciplinas inter-científicas
como la geoquímica o la bioquímica ha estimulado a todas las ciencias
originales.
El progreso de la ciencia en los últimos años ha
sido espectacular, aunque los beneficios de este progreso han acarreado los
riesgos correspondientes. Los peligros más evidentes proceden de los materiales
radiactivos, por su potencial para producir cáncer en los individuos expuestos
y mutaciones en sus hijos. También se ha hecho evidente que la acumulación, en
las plantas o células animales, de pesticidas (que antes se consideraban
inocuos), o de productos secundarios de los procesos de fabricación, suele
tener efectos nocivos. Este descubrimiento, lentamente reconocido al principio,
ha llevado a establecer nuevos campos de estudio relacionados con el medio
ambiente y con la ecología en general.
IMPORTANCIA DE LA
QUIMICA EN LA INDUSTRIA, EN LA ALIMENTACION, AGRICULTURA Y EN LA FARMACIA.
La industria química es uno de los
sectores más productivos, considerada
dentro del sector secundario de la economía, el cual corresponde a las
industrias de transformación y procesamiento de materiales. Dada la tendencia
mundial hacia la globalización comercial, la industria nacional deberá
incrementar la productividad de sus plantas y elevar la calidad de sus
productos para competir en el mercado internacional.
La
sociedad y la industria generan millones de toneladas de residuos peligrosos y
no-peligrosos anualmente, por ello es indispensable el uso adecuado y eficiente
de materias primas y energéticos, el desarrollo de nuevos procesos con
tecnologías limpias, así como la optimización del uso de recursos y de la
operación de los procesos existentes. Indudablemente la ingeniería química a
contribuido al bienestar económico moderno, y estos cambios lo transformarán en
calidad de vida.
Para lograr esto es necesario realizar
investigación en áreas como: síntesis y catálisis química, ingeniería y ciencia
de procesos, bioquímica y metrología. Esta investigación debe realizarse
enfatizando el análisis, síntesis y desarrollo de tecnología considerando
restricciones económicas, ambientales y energéticas. Con esto el rango de
investigación-aplicación es considerable tomando en cuenta que en la actualidad
los mayores problemas son generados por desechos industriales.
Existen empresas con nuevos conceptos y
retos para una agricultura inteligente. Que son conscientes de la necesidad que
tiene la moderna agricultura de productos de acción específica para ayudar,
tanto al técnico como al agricultor, a desarrollar técnicas para aumentar la
calidad de los frutos y mejorar la producción.
Desarrollan productos cada vez más
específicos para dar a la planta lo que necesita en cada momento de su ciclo
biológico.
Para el medio ambiente y la ecología
trabajan con los métodos más modernos para ofrecer al agricultor soluciones
concretas, innovadoras y rentables en el ámbito de la nutrición y protección
vegetal, compatibles con el medio ambiente para mantener sus cultivos sanos y
hacerle partícipe de las últimas técnicas para conseguir el máximo beneficio.
Una agricultura basada en el respeto al medio ambiente, elaboran
productos que no deterioran la calidad de nuestra ecología, rechazando
productos tóxicos y utilizando productos naturales en los métodos biotecnológicos
de formulación.
CUADRO Nº 1
ALGUNAS APLICACIONES DE SUSTANCIAS QUIMICAS
SUSTANCIA | APLICACION |
Ácido | Grabado de Vidrio |
Cloro | Decolorante de la |
Ácido | Obtención de |
Bromuro | En medicina se |
Yoduro y Bromuro | En la elaboración |
Yodo | Fabricación de |
Sulfuro
| En la |
Azufre | En la fabricación |
Ácido Sulfúrico | Acumuladores de |
Nitrógeno | Elaboración de |
Sulfuro | Fabricación de |
Baquelita | Producto |
EFECTOS QUE PRODUCE LA INFLUENCIA DE LA QUIMICA EN EL MEDIO AMBIENTE.
Las propiedades de los aerosoles que más
afectan a los proceso de contaminación atmosférica son el tamaño de sus
partículas, la forma y la composición química.
Como tóxico se entiende cualquier
sustancia que, introducida en el cuerpo en una cierta cantidad, ocasiona la
muerte o graves trastornos. Los efectos tóxicos pueden variar entre reacciones
alérgicos mas o menos leves y la muerte, con todo tipo de enfermedad o daño
temporal o permanente en el entremedio.
Son muy escasos los casos de que una
contaminación ambiental causa una intoxicación tan grave que se produce la
muerte instantánea o en poco tiempo (aunque se conocen casos extremos de este
tipo). Más común es que contaminaciones del agua o del suelo producen algún
tipo de enfermedad (incluyendo cáncer) o reacciones alérgicas.
Existen numerosos sustancias que, en
pequeña dosis, son necesarios o beneficiosos para el cuerpo / la salud y que
ingeridas en dosis superior a un cierto limite pueden dañar al organismo.
La ciencia que estudia las propiedades
venenosas (o tóxicas) de las sustancias y sus efectos en seres vivos es la
toxicología. La meta principal de la toxicología es la definición del limite (o
sea, de la concentración) en que una sustancia comienza a tener efectos
nocivos.
TRABAJO DIRIGIDO Nº
1
Realice
la siguiente guia en su cuaderno en grupos de tres estudiantes
1. ¿Qué es la química?
2. ¿Qué es el método científico?
3. Describa los pasos de este método de estudio.
4. Enumere los principales períodos en el desarrollo de
la química:
5. Mencione las principales áreas o ramas de la química y
que estudia cada una de ellas?
6.Justique con varias razones la importancia de la
química en la actualidad:
7. Realice la practica del tema I.
PRACTICA TEMA I.
PARTE A. COMPLETE.
Escriba en el espacio en blanco
la rama de la química que ejemplifica cada aplicación de la misma.
1. | La utilización de rellenos para evitar a | _________________________ |
2. | La mayoría de los productos contiene un | _________________________ |
3. | En el interior de la corteza terrestre | _________________________ |
4. | La fabricación de los jabones y | _________________________ |
5. | Fertilizar adecuadamente las tierras. | _________________________ |
6. | En hornos convertidores y hornos de arco | _________________________ |
7. | Las transformaciones radiactivas espontáneas, | _________________________ |
8. | Coloración de la ropa con tintes gallo o el | _________________________ |
9. | La aplicación de nitrógeno como gas inerte | _________________________ |
10. | Los suelos presentan bajos rendimientos en | _________________________ |
11. | Flotación con el uso de nitrógeno/dióxido | _________________________ |
12. | La congelación mediante los sistemas | _________________________ |
13. | Otra vía para alimentar el suelo es el uso | _________________________ |
14. | Muchos fabricantes de vidrio prensado y
| _________________________ |
15. | Con la Irradiación consiste en exponer a niveles altos de radiación para |
_________________________ |
16. | Cirugía |
_________________________ |
17. | El láser y su aplicación en los lectores de discos compactos (CD), | _________________________ |
18. | Fotoquimioterapia: Esta | _________________________ |
|
|
|
PARTE B. SELECCIÓN.
1.
Lea los siguientes textos,
identificados con los números 1, 2, 3 y 4.
Los textos ejemplifican la
aplicación de las áreas de la
Química denominadas
A)
2 y 3 – Fisicoquímica – 1 y 4 –
Inorgánica.
B)
1 y 2 – Inorgánica – 3 y 4 –
Bioquímica.
C)
3 y 4 – Inorgánica - 1 y
2 – Industrial.
D)
1 y 4 – Bioquímica – 2 y 3 –
Analítica.
2.
Lea los siguientes ejemplos.
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