SEGUNDO BIMESTRE

FILTRACION

Se denomina filtración al proceso de separación de sólidos en suspensión en un líquido mediante un medio poroso, que retiene los sólidos y permite el pasaje del líquido.¹

Las aplicaciones de los procesos de filtración son muy extensas, encontrándose en muchos ámbitos de la actividad humana, tanto en la vida doméstica como de la industria general, donde son particularmente importantes aquellos procesos industriales que requieren de las técnicas químicas.

La filtración se ha desarrollado tradicionalmente desde un estudio de arte práctico, recibiendo una mayor atención teórica desde el siglo XX. La clasificación de los procesos de filtración y los equipos es diverso y en general, las categorías de clasificación no se excluyen unas de otras.

La variedad de dispositivos de filtración o filtros es tan extensa como las variedades de materiales porosos disponibles como medios filtrantes y las condiciones particulares de cada aplicación: desde sencillos dispositivos, como los filtros domésticos de café o los embudos de filtraciónpara separaciones de laboratorio, hasta grandes sistemas complejos de elevada automatización como los empleados en las industriaspetroquímicas y de refino para la recuperación de catalizadores de alto valor, o los sistemas de tratamiento de agua potable destinada al suministro urbano.

MÉTODO DE SEPARACIÓN DE MEZCLAS

Raramente se encuentran las sustancias puras en la Naturaleza sino en forma de mezclas, disoluciones y suspensiones.

Toda la materia podemos separarla de diferentes formas hasta llegar a sus componentes más simples. Estos métodos se clasifican según sus características y son:

Métodos de separación química: destruyen las sustancias originales

Los métodos químicos de separación son procesos en los que los compuestos químicos se separan en elementos más sencillos. Estos métodos químicos se caracterizan por la necesidad de efectuar una reacción química previa a la separación.

Hay muchos métodos químicos de separación pero los más importantes y conocidos son por: Electrólisis y Gravimetrías.

Otros métodos son la descomposición térmica donde se sometre a un compuesto a una temperatura elevada hasta que se descompone en sus elementos o en otros compuestos más sencillos.

A diferencia de los métodos químicos, en los métodos físicos no se destruyen las sustancias.

SUSPENSIONES Y COLOIDES

SUSPENSIONES:Las suspensiones son mezclas heterogéneas formadas por un sólido en polvo (soluto) o pequeñas partículas no solubles (fase dispersa) que se dispersan en un medio líquido o gaseoso (fase dispersante o dispersora). Cuando uno de los componentes es agua y los otros son sólidos suspendidos en la mezcla, son conocidas como suspensiones mecánicas .Las suspensiones presentan las siguientes características: la suspensión es una manera de disolver todas las caracteristicas de los elementos quimicos de la materia, asi todos los elementos se originan por si solos, hay muchas formas de suspender las mezclas quimicas de los elementos

 COLOIDES: En química un coloide, suspensión coloidal o dispersión coloidal es un sistema fisicoquímico formado por dos o más fases, principalmente: una continua, normalmente fluida, y otra dispersa en forma de partículas; por lo general sólidas. La fase dispersa es la que se halla en menor proporción.

El nombre de coloide proviene de la raíz griega kolas que significa que puede pegarse. Este nombre hace referencia a una de las principales propiedades de los coloides: su tendencia espontánea a agregar o formar coágulos. Se refiere a las soluciones que contienen moléculas muy grandes como proteínas. En la fase acuosa, una molécula se pliega de tal manera que su parte hidrofílica se encuentra en el exterior, es decir la parte la cual puede formar interacciones con moléculas de agua a través de fuerzas Ion-Dipolo o fuerzas puente de hidrógeno se mueven a la parte externa de la molécula. 

SÓLIDOS, LÍQUIDOS Y GASEOSOS.

SOLIDOS:Un cuerpo sólido, es uno de los cuatro estados de agregación de la materia, se caracteriza porque opone resistencia a cambios de forma y de volumen. Las moléculas de un sólido tienen una gran cohesión y adoptan formas bien definidas. Existen varias disciplinas que estudian los sólidos:

• La física del estado sólido estudia cómo emergen las propiedades físicas de los sólidos a partir de su estructura de la materia conión, magnitudes termodinámicas, &c.) e ignora la estructura atómica interna porque para cierto tipo de problemas esta no es relevante.
• LÍQUIDOS: Los líquidos están formados por sustancias en un estado de la materia intermedio entre sólido y gaseoso. Las moléculas de los líquidos no están tan próximas como las de los sólidos, pero están menos separadas que las de los gases. Las moléculas en el estado líquido ocupan posiciones al azar que varían con el tiempo. Las distancias intermoleculares son constantes dentro de un estrecho margen. En algunos líquidos, las moléculas tienen una orientación preferente, lo que hace que el líquido presente propiedades anisótropas (propiedades, como el índice de refracción, que varían según la dirección dentro del material).
  Los líquidos presentan tensión superficial y capilaridad, generalmente se dilatan cuando se incrementa su temperatura y pierden volumen cuando se enfrían, aunque sometidos a compresión su volumen es muy poco variable a diferencia de lo que sucede con otros fluidos como los gases. Los objetos inmersos en algún líquido son sujetos a un fenómeno conocido como flotabilidad.
  GASEOSOS:  Se denomina gas al estado de agregación de la materia en el que las sustancias no tienen forma ni volumen propio, adoptando el de los recipientes que las contienen. Las moléculas que constituyen un gas casi no son atraídas unas por otras, por lo que se mueven en el vacío a gran velocidad y muy separadas unas de otras, explicando así las propiedades:
  • Las moléculas de un gas se encuentran prácticamente libres, de modo que son capaces de distribuirse por todo el espacio en el cual son contenidos. Las fuerzas gravitatorias y de atracción entre las moléculas son despreciables, en comparación con la velocidad a que se mueven las moléculas.
  • Los gases ocupan completamente el volumen del recipiente que los contiene.
  • Los gases no tienen forma definida, adoptando la de los recipientes que las contiene.
  • Pueden comprimirse fácilmente, debido a que existen enormes espacios vacíos entre unas moléculas y otras.

PROPIEDADES CUALITATIVAS (COLOR,FORMA,OLOR Y ESTADOS DE AGREGACIÓN)

Cuando tienes que describir un objeto o cuando te lo imaginas recures a visualizar o a enumerar sus PROPIEDADES CUALITATIVAS aquellas que lo caracterizan por ejemplo: la forma, el color , el olor, la textura o el estado de agregación que se encuentra ( solido, liquido, o gas).
Hacer  conjuntos de materiales por la similitud en alguna característica nos da una primera aproximación para plantear ideas sobre la composición de la materia

PROPIEDADES EXTENSIVAS

Son las que dependen de la cantidad de sustancias del sistema, y son recíprocamente equivalentes a las intensivas. Una propiedad extensiva depende por tanto del "tamaño" del sistema. Una propiedad extensiva tiene la propiedad de ser aditiva en el sentido de que si se divide el sistema en dos o más partes, el valor de la magnitud extensiva para el sistema completo es la suma de los valores de dicha magnitud para cada una de las partes.

Algunos ejemplos de propiedades extensivas son la masa, el volumen, el peso, cantidad de sustancia, energía, entropía, entalpía, etc.

En general el cociente entre dos magnitudes extensivas nos da una magnitud intensiva, por ejemplo la división entre masa y volumen nos da la densidad.

PROPIEDADES INTENSIVAS

Algunos ejemplos de propiedades intensivas son la temperatura, la velocidad, el volumen específico (volumen ocupado por la unidad de masa), el punto de ebullición, el punto de fusión, la densidad,viscosidad, dureza, concentración, solubilidad, etc., en general todas aquellas que caracterizan a una sustancia diferenciándola de otras,

Si se tiene un litro de agua, su punto de ebullición es 100 °C (a 1 atmósfera de presión). Si se agrega otro litro de agua, el nuevo sistema, formado por dos litros de agua, tiene el mismo punto de ebullición que el sistema original. Esto ilustra la no aditividad de las propiedades intensivas.

Las propiedades intensivas se dividen en dos:

• Propiedad Característica: permite identificar las sustancias con un valor. Ej.: Punto de ebullición, calor específico.
• Propiedad General: común a diferentes sustancias.

PROPIEDADES FISICAS

Las sustancias se caracterizan por sus propiedades y por su composición. El color, punto de fusión y punto de ebullición son propiedades físicas. Una propiedad física se puede medir y observar sin que cambie la composición o identidad de la sustancia. por ejemplo, es posible determinar el punto de fusión del hielo calentando un trozo de el y registrando la temperatura a la cual se transforma en agua. el agua difiere del hielo solo en apariencia, no en su composición , por lo que este cambio es físico; es posible congelar el agua para recuperar el hielo original. por tanto, el punto de fusión de una sustancia es una propiedad física. de igual manera, cuando se dice que el helio gaseoso es mas ligero que el aire, se hace referencia a una propiedad física.

IMÁGENES DE MEZCLAS

HOMOGENEAS                                                                              




HETEROGÉNEAS

TIPOS DE MEZCLAS

HOMOGÉNEA: Es aquella en la que sus componentes no se perciben a simple vista, ni siquiera con la ayuda del microscopio. Su raíz "homo" significa semejanza de procrear de si mismo. Está formada por un soluto y un solvente.

HETEROGÉNEA: Una mezcla heterogénea es aquella que posee una composición no uniforme en la cual se pueden distinguir a simple vista sus componentes y está formada por dos o más sustancias, físicamente distintas, distribuidas en forma desigual. Las partes de una mezcla heterogénea pueden separarse mecánicamente. Por ejemplo, las ensaladas, o la sal mezclada con arena.

MEZCLAS

En química, una mezcla es un sistema material formado por dos o más sustancias puras pero no combinadas químicamente. En una mezcla no ocurre una reacción química y cada uno de sus componentes mantiene su identidad y propiedades químicas. No obstante, algunas mezclas pueden ser reactivas, es decir, que sus componentes pueden reaccionar entre sí en determinadas condiciones ambientales, como una mezcla aire-combustible en un motor de combustión interna. Intentar hacerlo es muy bueno, aprendes mucho mas.

Los componentes de una mezcla pueden separarse por medios físicos como destilación, disolución, separación magnética, flotación, filtración, decantación o centrifugación. Si después de mezclar algunas sustancias, éstas reaccionan químicamente, entonces no se pueden recuperar por medios físicos, pues se han formado compuestos nuevos. Aunque no hay cambios químicos, en una mezcla algunas propiedades físicas, como el punto de fusión, pueden diferir respecto a la de sus componentes.

Las mezclas se clasifican en homogéneas y heterogéneas. Los componentes de una mezcla pueden ser sólidos, líquidos o gaseosos.

TABLA PERIÓDICA DE LOS ELEMENTOS

CLASIFICACIÓN DE LA MATERIA

MATERIA

Materia es todo aquello que ocupa un lugar en el espacio, tiene una energía medible y está sujeto a cambios en el tiempo y a interacciones con aparatos de medida. En física y filosofía, materia es el término para referirse a los constituyentes de la realidad material objetiva, entendiendo por objetiva que pueda ser percibida de la misma forma por diversos sujetos. Se considera que es lo que forma la parte sensible de los objetos perceptibles o detectables por medios físicos. Es decir es todo aquello que ocupa un sitio en el espacio, se puede tocar, se puede sentir, se puede medir, etc.

También se usa el término para designar al tema que compone una obra literaria, científica, política, etc. Esta distinción da lugar a la oposición "materia-forma", considerando que una misma materia, como contenido o tema, puede ser tratado, expuesto, considerado, etc. de diversas formas: de estilo, de expresión, de enfoque o punto de vista. Se usa también para hablar de una asignatura odisciplina en la enseñanza.

DIVICION DE LA QUÍMICA

1. Química General:

Estudia los fundamentos o principios básicos comunes a todas las ramas de la ciencia química.

2. Química Descriptiva:

Estudia las propiedades y obtención de cada sustancia químicamente pura en forma particular. Podemos subdividirla en:

2.1. Química Inorgánica: Estudia todas las sustancias inanimadas o del reino mineral

2.2. Química Orgánica: Estudia todas las sustancias que contienen carbono (con excepción de CO, CO2, Carbonatos, etc) ya sean estos naturales (provenientes del reino animal y vegetal) o artificiales (plásticos, fibras, textiles)

3. Química Analítica:

Estudia las técnicas para identificar, separar y cuantificar las sustancias orgánicas e inorgánicas presentes en una muestra material, o los elementos presentes en un compuesto químico. Se subdivide en:

3.1. Cualitativa: Estudia las técnicas para identificar las sustancias químicas (simples y compuestas) en una muestra material o los elementos químicos presentes en un compuesto. Así por ejemplo, se ha determinado que en el agua pura sólo hay dos elementos: hidrogeno y oxigeno; en la sal común, cloro y sodio; en el azúcar de mesa, carbono, hidrogeno y oxigeno.

3.2. Cuantitativa: Estudia las técnicas para cuantificar las sustancias químicas puras en una muestra material o el porcentaje en peso que representa cada elemento en un compuesto, para luego establecer su formula química. Así por ejemplo, tenemos que en el agua hay 88,89% en peso de oxigeno y 11,11% de hidrogeno, luego, la formula del agua será H2O.

Bioquímica: La bioquímica es la ciencia que estudia los componentes químicos de los seres vivos, especialmente las proteínas, carbohidratos, lípidos y ácidos nucleicos, además de otras pequeñas moléculas presentes en las células.

4. Fisicoquímica: La fisicoquímica representa una rama donde ocurre una combinación de diversas ciencias, como la química, la física, termodinámica, electroquímica y la mecánica cuántica donde funciones matemáticas pueden representar interpretaciones a nivel molecular y atómico estructural. Cambios en la temperatura, presión, volumen, calor y trabajo en los sistemas, sólido, líquido y/o gaseoso se encuentran también relacionados a estas interpretaciones de interacciones moleculares.

QUIMICA CON OTRAS CIENCIAS

La química se relaciona con diferentes ciencias como la física, la astronomía, la biología, entre otras. Gracias a esta interrelación es posible explicar y comprender los complejos fenómenos de la naturaleza.

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 de 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

PASOS DEL MÉTODO CIENTIFICO

Por proceso o "método científico" se entiende aquellas prácticas utilizadas y ratificadas por la comunidad científica como válidas a la hora de proceder con el fin de exponer y confirmar sus teorías. Las teorías científicas, destinadas a explicar de alguna manera los fenómenos que observamos, pueden apoyarse o no en experimentos que certifiquen su validez. Sin embargo, hay que dejar claro que el mero uso de metodologías experimentales, no es necesariamente sinónimo del uso del método científico, o su realización al 100%. Por ello, Francis Bacondefinió el método científico de la siguiente manera:

1. Observación: Observar es aplicar atentamente los sentidos a un objeto o a un fenómeno, para estudiarlos tal como se presentan en realidad, puede ser ocasional o causalmente.
2. Inducción: La acción y efecto de extraer, a partir de determinadas observaciones o experiencias particulares, el principio particular de cada una de ellas.
3. Hipótesis: Planteamiento mediante la observación siguiendo las normas establecidas por el método científico.
4. Probar la hipótesis por experimentación.
5. Demostración o refutación (antítesis) de la hipótesis.
6. Tesis o teoría científica (conclusiones).

HISTORIA DE LA QUIMICA

La historia de la química está ligada al desarrollo del hombre y el estudio de la naturaleza, ya que abarca desde todas las transformaciones de materias y las teorías correspondientes. A menudo la historia de la química se relaciona íntimamente con la historia de los químicos y según la nacionalidad o tendencia política del autor resalta en mayor o menor medida los logros hechos en un determinado campo o por una determinada nación.

La ciencia química surge antes del siglo XVII a partir de los estudios de alquimia populares entre muchos de los científicos de la época. Se considera que los principios básicos de la química se recogen por primera vez en la obra del científico británico Robert Boyle: The Sceptical Chymist (1661). La química como tal comienza sus andares un siglo más tarde con los trabajos de Antoine Lavoisier que junto a Carl Wilhelm Scheele descubrieron el oxígeno, Lavoisier a su vez propuso la ley de conservación de masa y la refutación de la teoría del flogisto como teoría de la combustión.

QUE ES CIENCIA

Es el conjunto de conocimientos sistemáticamente estructurados obtenidos mediante la observación de patrones regulares, de razonamientos y de experimentación en ámbitos específicos, de los cuales se generan preguntas, se construyen hipótesis, se deducen principios y se elaboran leyes generales y esquemas metódicamente organizados.¹

La ciencia utiliza diferentes métodos y técnicas para la adquisición y organización de conocimientos sobre la estructura de un conjunto de hechos suficientemente objetivos y accesibles a varios observadores, además de basarse en un criterio de verdad y una corrección permanente. La aplicación de esos métodos y conocimientos conduce a la generación de más conocimiento objetivo en forma de predicciones concretas, cuantitativas y comprobables referidas a hechos observables pasados, presentes y futuros. Con frecuencia esas predicciones pueden formularse mediante razonamientos y estructurarse como reglas o leyes generales, que dan cuenta del comportamiento de un sistema y predicen cómo actuará dicho sistema en determinadas circunstancias.

QUE ES QUIMICA

Se denomina química  a la ciencia que estudia la composición, estructura y propiedades de la materia, como los cambios que ésta experimenta durante las reacciones químicas y su relación con la energía.