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Quimica 1 – Primer Semestre

1.4.4 APLICACIÓN DEL MODELO

El modelo del estado líquido es una ampliación del modelo del estado gaseoso. La diferencia consiste en que en el estado líquido las moléculas que lo componen están mucho más juntas y unidas por fuerzas de atracción.

Estas fuerzas no son lo suficientemente intensas para mantener a las moléculas formando una red rígida, pero sí hay un cierto grado de agregación , como lo muestra el hecho de que un líquido no llena el recipiente que lo contiene. Las moléculas de un líquido tienen movimiento desordenado, aunque éste es más restringido que un gas. Al tener menos espacio entre ellas, están en contacto más estrecho y los choques son más frecuentes que en un gas.

Lo mismo que en los gases, las moléculas de los líquidos tienen energía cinética relacionada con la temperatura. Si una molécula tiene alta energía cinética y está cerca de la superficie del líquido, puede escapar de éste e integrarse en la atmósfera que la rodea, lo que explica la presión de vapor de los líquidos. El proceso mediante el cual las moléculas de un líquido se incorporan al estado gaseoso se llama evaporación.

Algunas moléculas de la superficie de un líquido tienen mayor energía cinética (velocidad) que otras y su elevada energía cinética les permite separarse de ellas y evaporarse. Si la evaporación tiene lugar en un recipiente cerrado, las moléculas que permanecen cerca de la superficie son captadas por el líquido y se condensan, por lo que rápidamente se establece un equilibrio.

La rapidez de salida de las moléculas del líquido es igual a la velocidad de entrada; la presión ejercida por las moléculas del vapor sobre la superficie del líquido se llama presión de vapor, la cual es una característica de cada líquido y varía con la temperatura. Así, pues, la presión de vapor de un líquido es un indicador de la facilidad de volatilización, es decir, a mayor presión de vapor que tenga un líquido más fácilmente formará vapores.

Si a un líquido se le aplica calor, la energía cinética promedio aumenta y, por lo tanto, la temperatura y la velocidad de evaporación. Cuando se calienta un vaso con líquido, se comienzan a formar pequeñas burbujas de vapor, el cual se eleva y sale del líquido. Dicho proceso se llama ebullición; éste, aunque parecido a la evaporación, no debe confundirse.

Cuando las moléculas se evaporan de un líquido se difunden en la atmósfera que les rodea y, por lo tanto, la presión de la atmósfera no afecta al proceso de evaporación. Por otro lado, si el líquido hierve, el vapor escapa del líquido con presión suficiente para desplazar la atmósfera que rodea al líquido. De tal modo, la temperatura que por la presión de vapor del líquido es igual a la presión de la atmósfera que la rodea se llama

punto de ebullición.

La tensión superficial se debe a las fuerzas de atracción intermoleculares. Una molécula que esté en el centro del líquido es atraída en todas direcciones por las moléculas vecinas, mientras que las que están en la superficie sólo son atraídas al interior del líquido, por lo que el área de la superficie libre tiende a reducirse y una fuerza resultante hacia el interior tiene la tendencia a disminuir su volumen. Es el caso de la forma esférica de las gotas de un líquido. La tensión superficial disminuye al aumentar la temperatura, puesto que el mayor movimiento molecular disminuye el efecto de las fuerzas de atracción intermolecular.

EXPLICACIÓN INTEGRADORA

Para poder explicar los tres estados de agregación se debe partir de un diagrama de fases por medio del cual se puedan explicar los fenómenos que ocurren en tu entorno y así comprender el proceso que se lleva a cabo entre cada evento, para ello podemos recurrir al Modelo Cinético Molecular el cual nos va a dar una explicación del comportamiento de los fenómenos y las variables que participan ante cada evento.

AUTOEVALUACIÓN

Recuerda que en este apartado se te proporcionan los criterios que debiste haber contemplado en las Actividades Experimentales.

Para el caso del cuadro debiste tener presente que:

*
Un Analgésico es una sustancia que permite aliviar el dolor
*
El Antiácido es una sustancia con características básicas para disminuir la acidez.
*
La Dosis es una cantidad necesaria de administración (cuantitativa) de un medicamento.

Respecto a las fórmulas del hidrogénocarbonato de sodio y del ácido acetil salicílico tenemos que:

1) El hidrógenocarbonato de sodio es el nombre con el cual se le conoce dentro de la química, pero también se le conoce como “polvo de hornear”. Sin embargo, en cualquiera de los casos su fórmula es NaHCO3.

2) Comercialmente se conoce como aspirina, y químicamente se le llama ácido acetil salicílico, cuya fórmula es C9H8O4 y se representa:

COOH

O

C

CH3

O

Aspirina (Ácido acetil-salicílico)

Para el caso del desarrollo del experimento:

1) Mientras más homogéneo sea el producto (más granulado), menor será el tiempo de disolución.

2) Al disminuir la cantidad del producto (concentración), el tiempo de disolución disminuye

3) Al incrementar la temperatura, la disolución será más rápida.

4) El tiempo de disolución de la sustancia, dependerá del producto y su presentación que se ha utilizado.

3.1 SISTEMA INTERNACIONAL DE UNIDADES

En nuestra vida cotidiana nos encontramos muchas veces ante la necesidad de cuantificar magnitudes, metros de tela, litros de leche, kilogramos de tortilla, watts en un foco, metros cuadrados de alfombra, etcétera. En cada caso se ha establecido una unidad diferente para medir.

Desde siempre, el hombre ha establecido distintas formas de medir. Por ejemplo, en la antigua Escocia se determinó como unidad de medida la pulgada, que correspondía al ancho de un dedo pulgar e incluso un rey llegó a definirla como el promedio del ancho de tres pulgares: un gordo, uno mediano y uno delgado. Hoy una pulgada equivale a

2.54 cm. Por otra parte, en Inglaterra la pulgada se definió en algunas ocasiones como la longitud de cuatro granos de cebada y como tres en otra. La unidad de longitud llamada pie estaba relacionada con el tamaño del pie de un hombre, pero en lugares diferentes esta unidad de medida equivalía a 10, 12, 13 e inclusive a 17 pulgadas modernas. Luego se acordó su equivalencia con 30.5 cm.

Esta imprecisión y variedad de unidades generó la necesidad de unificar las medidas, ya que cada lugar tenía su propia forma de hacerlo.

¿Qué sucedía cuando había intercambios comerciales entre lugares con diferentes unidades de medida?.

¿Cuál unidad era la que debería usarse?.

Bajo estas circunstancias fue necesario acordar un sistema único e internacional que pudiera unificar y agrupar unidades diferentes para magnitudes tales como: longitud, masa, tiempo, entre otras.

En Francia se originó el Sistema Métrico Decimal hacia 1780 y se extendió por Europa y los demás continentes. En 1796 la Asamblea Nacional nombró una comisión con el propósito de estudiar el problema de las unidades de medida, y se constituyó el primer metro patrón como unidad de longitud, mismo que actualmente se utiliza en todas las naciones.

El primer tratado internacional, la Convención del Metro, fue firmado por 17 países el 20 de mayo de 1875. En nuestro país se estableció el Sistema Métrico Decimal como obligatorio desde enero de 1886, época en que se llevó a cabo la Primera Conferencia General de Pesas y Medidas. Fue a partir de la decimocuarta reunión, en 1971, cuando se hizo oficial definitivamente el Sistema Internacional de Unidades, que define con precisión las diferentes unidades de medida en todo el mundo.

Ahora bien, para que diferentes cantidades de una misma especie se distingan entre sí, es necesario “medirlas”, lo cual requiere definir primeramente un patrón preciso y reproducible que sirva de base, el cual se denomina unidad.

Para definir el concepto de “unidad” diremos que es una medida aceptada convencionalmente, misma que, por comparación, sirva para conocer el tamaño de otras magnitudes. Medir una magnitud es encontrar cuántas veces ésta contiene a la unidad.

El sistema MKS absoluto (Metro, Kilogramo, Segundo) se considera como la base del llamado Sistema Internacional de Unidades, conocido comúnmente por las siglas SIU o SI.

Dentro del SI existen dos tipos de unidades:

Unidades fundamentales, que son siete: Metro para longitud; kilogramo para masa; Segundo para tiempo; Ampere para intensidad eléctrica; Kelvin para temperatura; Candela para intensidad luminosa y; Mol para la cantidad de sustancia.

Unidades derivadas que se obtienen a partir de las fundamentales, como por ejemplo; metro cuadrado para área; metro cúbico para volumen; pascal para presión, entre otras. En los cuadros 1 y 2 se consideran dichas unidades.

Cuadro 1

Unidades Básicas del Sistema Internacional de Unidades
Magnitud Unidades básicas Símbolo
Longitud Masa Tiempo Energía eléctrica Temperatura Intensidad luminosa Cantidad de sustancia metro Kilogramo segundo ampere Kelvin candela mol m Kg s A °K cd mol
Magnitud Unidades Complementarias Símbolo
Ángulo plano Ángulo sólido radián esterradián rad sr

A continuación se definen las unidades que emplearás en tu curso de Química.

Unidad de longitud: metro (m). Originalmente se estableció como la diezmillonésima parte de la distancia del Polo Norte al Ecuador, la cual se grabó en una barra de platino e iridio que se encuentra depositada en la Oficina de Pesas y Medidas de París. Actualmente se define como la distancia que recorre la luz en:

seg

2. 997 925 x 109

Unidad de masa: Kilogramo (Kg). Se puede definir como la masa de 1 dm3 (1L) de agua a 40C. El kilogramo patrón es una pieza metálica que se conserva en Francia.

Unidad de tiempo: segundo (s). Se considera como una ochenta y seis mil cuatrocientosava parte (1/86400) del día solar medio y actualmente se mide con la duración de la radiación emitida por los átomos de cesio 133.

Unidad de temperatura: Kelvin (K); Corresponde a una doscientos setenta y tresava parte (1/273) de la temperatura del punto en el que ocurren los tres estados físicos del agua (temperatura a la que el agua coexiste en estado sólido, líquido y gaseoso).

Unidad de cantidad de sustancia mol (mol). Se estableció de acuerdo con el número de partículas contenidas en 12 gramos de carbono (6.023 x 1023). Este número se conoce como el número de Avogadro.