#1 la materia, unidades y medidas química fundamental (1)

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1 QUIMICA: EL ESTUDIO DE LOS CAMBIOS LA MATERIA LA QUÍMICA ES EL ESTUDIO DE LA MATERIA Y DE LOS CAMBIOS QUE EXPERIMENTA Ejemplos: agua, amoniaco, sacarosa, oro, oxígeno La materia es cualquier cosa que ocupa un espacio y que tiene masa Una sustancia es una forma de materia que tiene una composición definida y propiedades características 2 Materia: cualquier cosa que ocupa un espacio y tiene masa Masa: medida de la cantidad de materia La unidad SI de la masa es el kilogramo (kg) 1 kg = 1000 g Peso: fuerza que ejerce la gravedad sobre un objeto peso = gravedad x masa 3 Una MEZCLA es una combinación de dos o más sustancias en la cual cada sustancia conservansus propiedades características. 1. Mezcla homogénea: la composición de la mezcla es la misma en toda la disolución. Sus componentes no se pueden distinguir. 2. Mezcla heterogénea: la composición no es uniforme en todas partes. Sus componentes si se pueden distinguir. Agua azucarada, leche virutas de hierro en arena 4

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1

QUIMICA: EL ESTUDIO DE LOS

CAMBIOS

LA MATERIA

LA QUÍMICA ES EL ESTUDIO DE LA MATERIA Y

DE LOS CAMBIOS QUE EXPERIMENTA

Ejemplos:

agua, amoniaco, sacarosa, oro, oxígeno

La materia es cualquier cosa que ocupa

un espacio y que tiene masa

Una sustancia es una forma de materia

que tiene una composición definida y

propiedades características

2

Materia: cualquier cosa que ocupa un espacio y tiene masa

Masa: medida de la cantidad de materia

La unidad SI de la masa es el kilogramo (kg)

1 kg = 1000 g

Peso: fuerza que ejerce la gravedad sobre un

objeto

peso = gravedad x masa

3

Una MEZCLA es una combinación de dos o

más sustancias en la cual cada sustancia

conservansus propiedades características.

1. Mezcla homogénea: la composición de la

mezcla es la misma en toda la disolución. Sus

componentes no se pueden distinguir.

2. Mezcla heterogénea: la composición no es

uniforme en todas partes. Sus componentes si

se pueden distinguir.

Agua azucarada, leche

virutas de hierro en arena

4

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2

Los medios físicos puede usarse para separar una

mezcla en sus componentes puros.

5

Destilación

Separar agua y azucar

imán

Separar hierro y arena

Un ELEMENTO es una sustancia que no se

puede separar en sustancias más simples por

medios químicos.

• Se han identificado 115 elementos

Ejemplo: oro, aluminio, plomo, oxígeno, carbono

6

Un COMPUESTO es una sustancia formada por

átomos de dos o más elementos unidos

químicamente en proporciones definidas.

Los compuestos sólo pueden separarse en sus

componentes puros (elementos) por medios

químicos.

Agua (H2O) Glucosa (C6H12O6)

7

CLASIFICACIÓN DE LA MATERIA

Materia

Mezclas Sustancias

puras

Separación por

métodos físicos

Separación por

métodos

químicos

Mezclas homogéneas

Mezclas heterogéneas

Compuestos Elementos

8

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3

LOS TRES ESTADOS DE LA MATERIA

Sólido Líquido Gas 9

PROPIEDADES INTENSIVAS

NO DEPENDEN DE LA CANTIDAD DE MATERIA SOBRE

LA CUAL SE MIDE LA PROPIEDAD. (EJ: TEMPERATURA, COLOR, DENSIDAD, PUNTO DE FUSION)

SON MUY UTILES EN QUIMICA PARA IDENTIFICAR SUSTANCIAS

PROPIEDADES EXTENSIVAS

SI DEPENDEN DE LA CANTIDAD DE MATERIA

(EJ: MASA, VOLUMEN)

10

PROPIEDADES FÍSICAS Y QUÍMICAS

Una propiedad física no altera la composición o

identidad de la sustancia

Una propiedad quimica altera la composición o

identidad de la sustancia(s) involucrada(s)

derretimiento de hielo Disolución de azúcar

en agua

11

H2

El hidrógeno arde en presencia

de oxígeno para formar agua

H2

O2

H2O

H2O

12

TEORÍA ATÓMICA DE DALTON (1808)

1. Cada elemento se compone de partículas diminutas

llamadas átomos

2. Todos los átomos de un elemento son idénticos; los

átomos de otro elemento diferente son diferentes con

propiedades diferentes (masa)

3. Los átomos de un elemento no se transforman en otros

en una reacción química, los átomos no se crean ni se

destruyen en una reacción química

4. Los compuestos están formados por átomos de más de

un elemento y su relación del número de átomos entre

dos elementos presentes siempre es un número entero

o una fracción sencilla

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4

13

Algunas partículas tienen una propiedad

llamada carga eléctrica

Cargas iguales se repelen

Cargas opuestas se atraen

Un objeto eléctricamente neutro tiene igual

número de cargas + y -

N S

+ _

Un ion es un átomo o grupo de átomos que tiene una

carga neta positiva o negativa.

catión

es un ion con carga positiva. Si un átomo neutro

pierde uno o más electrones se vuelve un catión.

anión

es un ion con una carga negativa. Si un átomo neutro

gana uno o más electrones se vuelve un anión.

Na 11 cargas +

11 cargas - Na+ 11 cargas +

10 cargas -

Cl 17 cargas +

17 cargas - Cl-

17 cargas +

18 cargas -

UNIDADES Y MEDIDAS

UNA CANTIDAD MEDIDA SE EXPRESA

COMO UN NUMERO SEGUIDO DE UNA

UNIDAD

NÚMERO UNIDAD

MUCHAS PROPIEDADES DE LA MATERIA

SON CUANTITATIVAS; ES DECIR, ESTAN

ASOCIADAS CON NUMEROS

Cantidad fundamental Nombre de la

unidad

Símbolo

Longitud metro m

Masa kilogramo kg

Tiempo segundo s

Corriente eléctrica amperio A

Temperatura kelvin K

Cantidad de sustancia mol mol

Intensidad luminosa candela cd

UNIDADES BÁSICAS DEL

SISTEMA INTERNACIONAL

Page 5: #1 la materia, unidades y medidas química fundamental (1)

5

Cantidad

fundamental

Nombre de

la unidad

Símbolo

Longitud pulgada in

Longitud pie ft

Masa libra lb

Tiempo segundo s

UNIDADES DEL SISTEMA

INGLÉS (ANGLOSAJÓN)

PREFIJOS UTILIZADOS CON UNIDADES

DEL SISTEMA INTERNACIONAL

Prefijo Símbolo Significado

Tera- T 1012

Giga- G 109

Mega- M 106

Kilo- k 103

Deci- d 10-1

Centi- c 10-2

Milli- m 10-3

Micro- m 10-6

Nano- n 10-9

Cantidad Nombre de la

unidad

Símbolo

Volumen metro cúbico m3

Densidad masa/volumen Kg/m3

Velocidad metro/segundo m/s

Fuerza Newton (N) Kg.m/s2

UNIDADES DERIVADAS DEL SISTEMA

INTERNACIONAL

Unidades derivadas son resultado de combinar

unidades consideradas como básicas

Volumen: es la medida de la cantidad de

espacio que ocupa la materia.

La unidad de volumen derivada del SI es

el metro cúbico (m3)

1 L = 1000 mL = 1000 cm3

1 mL = 1 cm3

1 m3 = 1000 L

En química se suelen trabajar

con volumenes pequeños

Page 6: #1 la materia, unidades y medidas química fundamental (1)

6

Densidad: Se define como la cantidad de masa en

una unidad de volumen de sustancia.

(comúnmente en g/mL)

D = masa / volumen

ES UNA PROPIEDAD INTENSIVA

SE USA PARA CARACTERIZAR SUSTANCIAS

MANEJO DE NÚMEROS NOTACIÓN CIENTÍFICA

NÚMEROS DEMASIADO GRANDES O

DEMASIADO PEQUEÑOS

En 1 g de hidrógeno hay:

602 200 000 000 000 000 000 000 átomos

Cada átomo de hidrogeno tiene una masa de:

0.000 000 000 000 000 000 000 001 66 gramos

Lo engorroso de usar estos numeros se evita

mediante la notacion cientifica.

N x10n

Donde N es un numero entre 1 y 10

n es un entero (positivo ó negativo)

NOTACION CIENTÍFICA

Cualquier numero sin importar si es grande

o pequeño puede representarse mediante:

NOTACION CIENTÍFICA N x10n

EL “TRUCO” ES ENCONTRAR EL VALOR DE n

n se obtiene contando el número de

lugares que se requiere mover el punto

decimal de modo que N quede entre 1 y 10.

1 N 10

SI EL PUNTO DECIMAL DEBE MOVERSE…

a la izquierda entonces n es positivo (+)

a la derecha entonces n es negativo (-)

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7

568.762

n es positivo

568.762 = 5.68762 x 102

mover decimal a la izquierda

0.00000772

n es negativo

0.00000772 = 7.72 x 10-6

mover decimal a la derecha

NOTACION CIENTÍFICA NOTACIÓN CIENTÍFICA

602 200 000 000 000 000 000 000

n es positivo

6.022 x 1023

mover decimal a la izquierda

0.000 000 000 000 000 000 000 001 66

n es negativo

1.66 x 10-24

mover decimal a la derecha

OPERACIONES CON NOTACIÓN

CIENTÍFICA

7.4 x 103 + 2.1 x 103

ADICIÓN Y SUSTRACCIÓN 1. Escriba cada cantidad de forma que tengan el

mismo exponente n.

2. Combine N1 y N2 sin que cambie el exponente.

Ej.

4.31 x 104 + 3.9 x 103

= 9.5 x 103

4.31 x 104 + 0.39 x 104 = 4.70 x 104

OPERACIONES CON NOTACIÓN

CIENTÍFICA

3.5 x 104 x 2.0 x 102

MULTIPLICACIÓN 1. Multiplique normalmente N1 por N2

2. Luego sume los exponentes.

Ejemplo:

= (3.5 x 2.0) x 104+2 = 7.0 x 106

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8

OPERACIONES CON NOTACIÓN

CIENTÍFICA

8.5 x 104 =

5.0 x 109

DIVISIÓN 1. Divida normalmete N1 entre N2

2. luego reste los exponentes.

Ejemplo:

8.5 x 104-9 = 1.7 x 10-5

5.0

CIFRAS SIGNIFICATIVAS

EXISTEN DOS CLASES DE NÚMEROS

Los números obtenidos al contar o a partir de

definiciones son números exactos.

Los números obtenidos por medicion, no son

exactos. Toda medición involucra un estimado.

Exactitud: cuán cercana está una medición del valor real de la

cantidad medida.

Precisión: cuánto concuerdan dos o más mediciones de una

misma cantidad.

Exactitud y

Precisión buenas

exactitud deficiente

y buena precisión

Exactitud y

precisión

deficientes 31

CIFRAS SIGNIFICATIVAS MEDICIÓN DE LA MASA EN TRES TIPOS

DE BALANZA

PRECISIÓN ± 0.01 g ± 0.001 g ± 0.0001 g

25 g

25.02 g 25.019 g 25.0189 g MEDICIÓN

Page 9: #1 la materia, unidades y medidas química fundamental (1)

9

CIFRAS SIGNIFICATIVAS

• Las cantidades medidas deben ser

reportadas de tal manera que el número

refleje la precisión con la cual la medición fue

realizada.

• Al expresar una cantidad con el número

correcto de cifras significativas, se da por

entendido que el último digito es el incierto.

• A todos los dígitos reportados, incluido el

incierto, se les denomina cifras significativas

GUIA PARA DETERMINAR EL NÚMERO

DE CIFRAS SIGNIFICATIVAS Cualquier dígito diferente de cero SIEMPRE es significativo

1.234 kg 4 cifras significativas

Los ceros entre dígitos distintos de cero SIEMPRE son significativos.

606 m 3 cifras significativas

Los ceros al principio de un numero NUNCA son significativos. Se usan para indicar el lugar del punto decimal.

0.00081 L 2 cifras significativas

CIFRAS SIGNIFICATIVAS

Si un número es mayor a 1, los ceros a la derecha del punto decimal SIEMPRE son significativos.

2.0 Kg 2 cifras significativas

Si un número es menor a 1, los ceros al final del número son significativos.

0.0900 Kg 3 cifras significativas

Cuando un numero termina en ceros pero no tiene un punto decimal, los ceros pueden ser ó no significativos.

800 L 1 ó 3 cifras significativas?

Esta ambigüedad se elimina usando la notación científica.

8 x 102 L 1 cifra significativa

8.00 x 102 L 3 cifras significativas

LAS CONVENCIONES DE CIFRAS SIGNIFICATIVAS NO APLICAN A “NUMEROS EXACTOS”:

SE CONSIDERA QUE LOS NUMEROS EXACTOS TIENEN UN NUMERO INFINITO DE CIFRAS SIGNIFICATIVAS.

Ejemplos:

• 1 pie 12 pulg (Exactamente)

• 1 pulg 2.54 cm (Exactamente)

• CUALQUIER NÚMERO ENTERO

CIFRAS SIGNIFICATIVAS

Page 10: #1 la materia, unidades y medidas química fundamental (1)

10

¿Cuántas cifras significativas hay en

cada una de las medidas siguientes?

2 cifras significativas

4 cifras significativas

3 cifras significativas

2 cifras significativas

2 ó 3 cifras significativas

24 mL

3001 g

0.0320 m3

6.4 x 104 moléculas

560 kg

17 alumnos Infinitas cifras significativas

CIFRAS SIGNIFICATIVAS EN

ADICIÓN Y SUSTRACCIÓN

EL RESULTADO DE UNA SUMA O RESTA

DEBE REPORTARSE CON EL MISMO

NÚMERO DE CIFRAS DECIMALES DE LA

MEDIDA QUE TENGA EL MENOR

NÚMERO DE CIFRAS DECIMALES.

La respuesta no puede tener más dígitos a la derecha del

punto decimal que cualquiera de los números originales.

89.332 1.1 +

90.432 redondeo a 90.4

Después del punto solo hay un decimal

3.70 -2.9133

0.7867

Después del punto hay dos decimales

redondeo a 0.79

CIFRAS SIGNIFICATIVAS EN

ADICIÓN Y SUSTRACCIÓN

EL RESULTADO DE UNA MULTIPLICACIÓN

O DIVISIÓN DEBE REPORTARSE CON EL

MISMO NÚMERO DE CIFRAS

SIGNIFICATIVAS DE LA MEDIDA QUE

TENGA EL MENOR NUMERO DE CIFRAS

SIGNIFICATIVAS

CIFRAS SIGNIFICATIVAS EN

MULTIPLICACIÓN Y DIVISIÓN

Page 11: #1 la materia, unidades y medidas química fundamental (1)

11

El número de cifras significativas en el resultado

está determinado por el número original que

tenga la menor cantidad de cifras significativas.

4.51 x 3.6666 = 16.536366 = 16.5

redondeo a

3 cifras sig.

6.8 ÷ 112.04 = 0.0606926

redondeo a

2 cifras sig.

= 0.061

CIFRAS SIGNIFICATIVAS EN

MULTIPLICACIÓN Y DIVISIÓN

3 cifras sig.

2 cifras sig.

Se considera que los números de definiciones o los

números de objetos tienen una cantidad infinita de

cifras significativas.

• Calcule el promedio de las siguientes medidas: 6.64, 6.68 y 6.70

Exprese el resultado con el número correcto de cifras significativas

6.64 + 6.68 + 6.70

3 = 6.67333 = 6.67

Como 3 es exacto se considera que tiene infinitas cifras sig.

CIFRAS SIGNIFICATIVAS EN

OPERACIONES CON NÚMEROS EXACTOS

Si un objeto tiene una masa de 5.0 g entonces cual es la

masa de 9 de esos objetos.

5.0 x 9 = 45 g

REGLAS PARA REDONDEAR Si se desea redondear un numero hasta cierto

punto, simplemente se eliminan los dígitos que

siguen al ultimo que desea conservarse.

Mire el digito que le sigue al último que se va a

conservar y….

• si es menor que 5, el digito precedente (el ultimo que

se conserva) permanece inalterado.

• si es mayor que 5, el digito precedente se

incrementa en una unidad.

• si es igual a 5, el digito precedente se incrementa en

una unidad, si es impar; pero si es par se deja igual.

ANÁLISIS DIMENSIONAL (MÉTODO DEL FACTOR UNITARIO)

Es una técnica sencilla pero sistemática,

útil para resolver problemas numéricos

El análisis dimensional es un procedimiento

que se usa para la conversión entre

unidades.

Se basa en la relación que existe entre

diferentes unidades que expresan la misma

cantidad física

Ejemplos:

1 lb = 453.6 g 1 dólar = 100 centavos

Page 12: #1 la materia, unidades y medidas química fundamental (1)

12

ANÁLISIS DIMENSIONAL (MÉTODO DEL FACTOR UNITARIO)

Estas equivalencia permiten escribir los

siguientes factores de conversión:

Un factor de conversión es una fracción cuyo

numerador y denominador son la misma cantidad

expresada en unidades distintas.

1 lb = 453.6 g 1 dólar = 100 centavos

1 lb

453.6 g

453.6 g

1 lb

1 dólar

100 centavos

100 centavos

1 dólar

ANÁLISIS DIMENSIONAL

La utilidad de los factores unitarios es que

permiten efectuar conversiones entre

diferentes unidades que miden la misma

cantidad:

Ejemplo: Convertir 2.46 dólares a centavos.

2.46 dólares = ? centavos

2.46 dólares x 100 centavos 1 dólar

= 246 centavos

Ejemplo: 2 libras de azúcar cuestan 1.11 dólares.

Cuantos dólares cuestan 2500 g de azúcar ?

2500 g azúcar = ? dólares

Con frecuencia uno debe usar mas de un

factor en la solución de un problema.

2500 g x 1 lb 453.6 g

1.11 dólares 2 lb

x = 3.06 dólares

2 lb = 1.11 dólares 1 lb = 453.6 g

ANÁLISIS DIMENSIONAL La velocidad del sonido en el aire es

aproximadamente 343 m/s. ¿Cuál es esta

velocidad en millas por hora?

1 mi = 1609 m 1 min = 60 s 1 hora = 60 min

343 m s

x 1 mi

1609 m

60 s

1 min x

60 min

1 h x

Hay que convertir los metros a millas

y los segundos a horas:

343 m = ? mi

s h

= 767 mi

h

Page 13: #1 la materia, unidades y medidas química fundamental (1)

13

cm 2.54

pulg 1x

m 1

cm 100 x m 0.0616

22

2

Una hoja de block tiene un área 0.0616 m2.

¿Cuál es el área de esta hoja en pulg2 ?.

1 m = 100 cm 1 pulg = 2.54 cm

0.0616 m2 = ? pulg2

2pulg 95.5 cm 6.452

pulg 1x

m 1

cm 10000 x m 0.0616

2

2

2

22

g 1.49 mg 1

g1x10 x mg1.49x10 (g) litio de Masa

-33

Si un pequeño bloque de litio pesa 1.49 x103 mg

y sus lados miden 20.9 mm por 11.1 mm x 11.9

mm. Cual es la densidad del litio en g/cm3 ?.

Cálculo de la densidad a partir de la masa

y longitud, con análisis dimensional

volumen

masa Densidad

33 cm 2.76 cm 1.19 x cm 1.11 x cm 2.09 )(cm litio deVolumen

3

3g/cm 0.540

cm 2.76

g 1.49 litio del Densidad

Partículas subatómicas

Partícula Masa

(g) Carga

(Coulombs) Carga

(unitaria)

Electrón (e-) 9.1 x 10

-28 -1.6 x 10

-19 -1

Protón (p+) 1.67 x 10

-24 +1.6 x 10

-19 +1

Neutrón (n) 1.67 x 10-24

0 0

masa p ≈ masa n = 1840 x masa e-

52

Protón Carga (1+) Masa 1,0073 UMA

Neutrón Neutro Masa 1.0087 UMA

Electrón Carga (1-) Masa 5.486x10-4 UMA

UMA Unidad de Masa Atómica

1/12 de la masa de un átomo de carbono-12

1 UMA = 1.66054 x 10-24 g

Calcular la masa en gramos de un protón y de un electrón

si sus masas en UMA son 1.0073 y 5.486x10-4

respectivamente

Page 14: #1 la materia, unidades y medidas química fundamental (1)

14

Número atómico (Z) = número de protones en el núcleo

Número de masa (A) = número de protones + número de

neutrones

= número atómico (Z) + número de neutrones

Isotópos son átomos del mismo elemento (X) con

diferente número de neutrones en su núcleo

X A Z

H 1 1 H (D)

2 1 H (T)

3 1

U 235 92 U 238

92

Número de masa

Número atómico Símbolo del elemento

C 14 6

¿Cuántos protones, neutrones y electrones están en ?

C 13 6

¿Cuántos protones, neutrones y electrones están en ?

6 protones, 8 (14 - 6) neutrones, 6 electrones

6 protones, 7 (13 - 6) neutrones, 6 electrones

¿Sabe qué son los isótopos?

C 12 6

¿Cuántos protones, neutrones y electrones están en ?

6 protones, 6 (12 - 6) neutrones, 6 electrones

Por definición:

1 átomo 12C “pesa” 12 uma

En esta escala:

1H = 1.008 uma

16O = 16.00 uma

La masa atómica es la masa de un átomo

en unidades de masa atómica (uma)

Micro-mundo

Átomos y moléculas

Macro-mundo

gramos

3.1

Page 15: #1 la materia, unidades y medidas química fundamental (1)

15

El litio en la naturaleza se

encuentra como

(isótopos):

7.42% 6Li (6.015 uma)

92.58% 7Li (7.016 uma)

7.42 x 6.015 + 92.58 x 7.016

100 = 6.941 uma

3.1

Masa atómica promedio del litio:

Masa atómica promedio (6.941)

Un mol es la cantidad de sustancia que contiene

tantos átomos como hay en exactamente 12.00

gramos de 12C.

3.2

1 mol = NA = 6.0221367 x 1023

El número de Avogadro (NA)

DOCENA = 12 PAR = 2 La masa molar es la masa molecular expresada en gramos

1 mol de átomos 12C es = 6.022 x 1023 átomos =

12.00 g

1 átomo 12C = 12.00 uma

1 mol de átomos 12C = 12.00 g 12C

1 mol de átomos de litio = 6.941 g de Li

Para cualquier elemento

masa atómica (uma) = masa molar (gramos)

3.2

Page 16: #1 la materia, unidades y medidas química fundamental (1)

16

Un mol de:

C S

Cu Fe

Hg

3.2

x 6.022 x 1023 átomos K

1 mol K =

¿Entiendes qué es la masa molar?

¿Cuántos átomos hay en 0.551 g de potasio (K) ?

1 mol K = 39.10 g K

1 mol K = 6.022 x 1023 átomos K

0.551 g K 1 mol K

39.10 g K x

8.49 x 1021 átomos K

3.2

Masa molecular (o peso molecular) es la suma de masas

atómicas (en uma) de los elementos de una molécula.

SO2

1S 32.07 uma

2O + 2 x 16.00 uma

SO2 64.07 uma

Para cualquier molécula

masa molecular (uma) = masa molar (gramos)

1 molécula SO2 = 64.07 uma

1 mol SO2 = 64.07 g SO2

3.3

¿Entiendes que es la masa o peso molecular?

¿Cuántos átomos de H hay en 72.5 g of C3H8O ?

1 mol C3H8O = (3 x 12) + (8 x 1) + 16 = 60 g C3H8O

1 mol H = 6.022 x 1023 átomos H

5.82 x 1024 átomos de H

3.3

1 mol C3H8O moléculas = 8 mol átomos de H

72.5 g C3H8O 1 mol C3H8O 60 g C3H8O

x 8 mol átomos H

1 mol C3H8O x

6.022 x 1023 átomos H

1 mol átomos H x =

Page 17: #1 la materia, unidades y medidas química fundamental (1)

17

EN ANALISIS DIMENSIONAL, LAS UNIDADES

DEBEN ESTAR PRESENTES A LO LARGO DE

TODO EL CALCULO.

EL ANÁLISIS DIMENSIONAL ES UNA PODEROSA

AYUDA PARA CHEQUEAR POSIBLES ERRORES

EN EL PROCEDIMIENTO DE UN PROBLEMA.

LAS UNIDADES TAMBIEN SE

MULTIPLICAN O DIVIDEN (CANCELAN)

ENTRE SI.

ANALISIS DIMENSIONAL RESUMEN

UNO DEBE HACERSE TRES PREGUNTAS:

1- QUE DATOS SE DAN EN EL PROBLEMA ?

2- QUE CANTIDAD Y UNIDAD QUEREMOS OBTENER

EN EL PROBLEMA?

3- DE QUE FACTORES DE CONVERSION (EQUIVA-

LENCIA) TENEMOS QUE DISPONER PARA “IR”

DE LA UNIDAD DADA A LA UNIDAD DESEADA?

ANALISIS DIMENSIONAL RESUMEN

USO DE LA CALCULADORA

LAS CALCULADORAS GENERALMENTE MUESTRAN

MAS CIFRAS DE LAS QUE SON SIGNIFICATIVAS

OJO: EN OPERACIONES DE DOS O MAS PASOS,

PARA MINIMIZAR ERRORES ORIGINADOS EN EL

“REDONDEO”, RETENGA TODOS LOS DIGITOS

DESPUES DE CADA PASO Y REDONDEE SOLO LA

RESPUESTA FINAL

Ejemplo:

TENEMOS UNA HOJA DE PAPEL DE ALUMINIO

CON UN GROSOR DE 8.0 X 10-5 cm. CUAL ES

EL GROSOR EN µm ?

1- SE DA UNA DISTANCIA DE 8.0 X 10-5 cm

2- QUEREMOS µm

3- FACTORES DE CONVERSION A CONSIDERAR:

cm m 102 cm = 1 m ó 1cm = 10-2m

m µm 106 µm = 1 m ó 1µm = 10-6m

Page 18: #1 la materia, unidades y medidas química fundamental (1)

18

ANALISIS DIMENSIONAL

Ejemplos:

LA DISTANCIA ENTRE ATOMOS DE CARBONO

EN UN DIAMANTE ES DE 154 pm

CONVIERTA ESTA DISTANCIA EN mm

¿CUAL ES LA MASA EN GRAMOS DE 1.50 GAL

DE AGUA? LA DENSIDAD DEL AGUA ES DE

1.00 g/cm3

Información Util :

1 gal = 4 qt

1.0567 qt = 1 L

Ejemplos:

UNA PERSONA PROMEDIO TIENE UNOS 200 mg DE

COLESTEROL POR CADA 100 mL DE SANGRE. SI EL

VOLUMEN TOTAL DE SANGRE DE ESTE INDIVIDUO ES 35.0 L

¿CUÁNTOS GRAMOS DE COLESTEROL CONTIENE ESTE

INDIVIDUO?

LA DOSIS RECOMENDADA DE ELIXOFILINA® , UNA DROGA

UTILIZADA PARA TRATAR EL ASMA, ES DE 6 mg POR kg DE

“PESO” (DEL PACIENTE). CALCULAR LA DOSIS EN

MILIGRAMOS PARA UNA PERSONA DE 150 lb.

1 lb = 453.59 g

ANALISIS DIMENSIONAL

ANALISIS DIMENSIONAL

Ejemplo:

EL RADIO DE UN ATOMO DE ALUMINIO ES DE 1.43 Å.

CUANTOS ATOMOS DE ALUMINIO SE NECESITARIAN

PARA HACER UN COLLAR DE UNA PULGADA DE

LARGO?

ASUMIR QUE LOS ÁTOMOS SON ESFERICOS

1Å = 1.0 X 10-10 m

ANALISIS DIMENSIONAL

Ejemplo:

EL PAPEL DE ALUMINIO SE VENDE EN LOS

SUPERMERCADOS EN LARGOS ROLLOS DE 66

YARDAS POR 12 PULGADAS, CON UN ESPESOR

DE 0.00065 PULGADAS. SI LA DENSIDAD DEL

ALUMINIO ES 2.70 g/cm3, CALCULAR LA MASA DE

UN ROLLO. (Resp: 8.2 x 102 g)

Page 19: #1 la materia, unidades y medidas química fundamental (1)

19

Ejemplo:

EN UN PUNTO DADO DE SU ORBITA, LA

SUPERFICIE DE LA TIERRA ESTA A 92.98

MILLONES DE MILLAS DE LA SUPERFICIE DEL

SOL. ¿CUÁNTO LE LLEVA A LA LUZ DE LA

SUPERFICIE DEL SOL ALCANZAR LA SUPERFICIE

DE LA TIERRA?

LA VELOCIDAD DE LA LUZ ES 3.00 X 108 m/s

ANALISIS DIMENSIONAL

El volumen de agua de mar en la Tierra es

aproximadamente de 330 millones de mi3. Si el

agua de mar tiene un 3.5% en masa de cloruro

de sodio (NaCl) y una densidad de 1.03 g/mL,

cual es la masa aproximada de NaCl,

(expresada en toneladas), disuelta en el agua

de mar del planeta Tierra?

1 cm = 10-2 m 1 km = 103 m 1 mi = 1.6093 km

1 mL = 1 cm3 1 ton = 2 000 lb 1 lb = 453.6 g

ANALISIS DIMENSIONAL

Ejemplo

ANALISIS DIMENSIONAL

Otro ejercicio

El metal magnesio, Mg, puede extraerse del agua de

mar mediante un proceso conocido como Dow. Este

metal se encuentra en el mar en una proporción de

1.4 g de Mg por kg de agua de mar. La producción

anual de Mg en los EU es alrededor de 105 toneladas;

si todo este Mg fuera extraído del mar, que volumen

de agua de mar, en metros cúbicos, tendría que

procesarse? Suponga una densidad de 1.025 g/mL

para el agua de mar.

1 cm = 10-2 m 1 mL = 1 cm3 1 kg = 103 g

1 ton = 2 000 lb 1 lb = 453.6 g

Ejemplo: Un gas a 25ºC llena un recipiente cuyo volumen

es de 1.05 x 103 cm3. El gas tiene una masa de

0.03760 g. Cual es la densidad del gas a 25ºC ?

Cuantas cifras significativas debe tener el

volumen del recipiente con el fin de que la

densidad calculada tenga 4 cifras significativas ?

33 cm1005.1

g03760.0

V

mD

3

53

5 1058.310580952.3cm

gcm

g