La Química a pesar de su importancia universal, al igual que el resto de las Ciencias, comienza con un vocabulario y con un conjunto de conceptos fundamentales. La materia, despues de todo, incluye todo aquello que es tangible, desde nuestros cuerpos y los objetos de la vida diaria hasta los mayores cuerpos del universo. Para conocer el Mundo Metalúrgico y la ciencia de los materiales es necesario tener conocimientos solidos de Química Inorganíca, ya que esta es una de las bases importantes para el estudio de la ciencia metalúrgica.
¿Que son Materiales?
Analizando el mundo que nos rodea vemos que todos los objetos están formados por Materia. Si observas a tu alrededor; tienes pupitres, cuadernos, escritorios, árboles, rejas, etc., hasta el aire que respiramos es un "objeto" material que existe en nuestro mundo ya que, si es cierto que no podemos verlo, tenemos constancia de él por nuestros sentidos. Asi pues diremos que el mundo fisico, que constituye todo el universo, está fomado por Materiales. Sin embargo aunque todo sea materia, notamos diferencia entre un ferrón de azúcar, un acéano y un elefante. La materia ofrece propiedades que nos permiten diferenciar una cosa de otra.
Decimos queuna piedra es materia, como también lo es el agua contenida en una botella, o el aire que está dentro de un globo. Sin embargo, aún compuestos de materia, estos tres cuerpos que acabamos de nombrar, se presentan ante nosotros bajo aspectos completamente diferentes, por ello podemos clasificar los elementos que forman nuestro universo material, en tres grandes grupos:
Cuerpos Sólidos: piedra.
Cuerpos Liquidos: agua.
Cuerpos Gaseosos: aire.
La Materia presenta propiedades que nos permiten diferenciar un material de otro.
Las propiedades de las materia pueden ser:
I Propiedades no características.
II Propiedades características.
I Propiedades no característica o propiedades extensivas
Son comunes a todas las formas de la materia: Masa, Volumen, Temperatura.
Masa: Es una medida de la cantidad de materia que hay en una muestra de cualquier material.
Volumen: Es el espacio que ocupa la materia.
Temperatura: Es la medida del grado de calor de los cuerpos.
Unidades y Dimenciones
Las Dimenciones son los conceptos básicos de las Mediciones, tales como la longitud, el tiempo, la masa, la temperatura, etc. Las Unidades son los medios para expresar Dimensiones, por ejemplo pies o centímetros para el caso de la Longitud; horas o segundos para el Tiempo.
Regla Básica para manejar Unidades:
No se pueden sumar o restar unidades diferentes entre sí; esto sólo es posible cuando las unidades son semejantes. Así: 10 kg + 3.2 kg = 13.2 kg. o 15.06 cm³ - 8.73 cm³ = 6.33 cm³
Si las unidades son diferentes no se puede sumar o restar ya que el resultado no podria expresarse en una determinada unidad. Así: 3 zapatos + 5 sillas = ?. Las unidades contienen una buena cantidad de informacion que no puede ignorarse.
Las medidas en el mundo científico se expresan en el: SISTEMA INTERNACIONAL DE UNIDADES ( S.I.), El S.I. es una versión moderna de las Unidades de medida, adoptado en 1960 por la conferencia General de pesos y medidas, Organizacion Internacional. Este Sistema se basa en siete Unidades Fundamentales; que son las siguientes:
¿Qué es un patron de medida?
Un patrón es el objeto que materializa una unidad.
Ejemplo: El patrón internacional de Longitud es una barra de aleacion de platino e iridio, que se denomina Metro Patrón, el cual se encuentra en la Oficina Internacional de Pesos y Medidas de París. El Patrón internacional de msa es un cilindro de platino e iridio denominado Kilogramo Patrón.
Medicion
Es una operacion quepermite asignarles valor numerico a la Medida. Es la asignacion de un numero al sistema que se mide, acompañado del nombre de un patrón.
¿Como se realiza el proceso de medida?
En toda medición intervienen como mínimo tres sistemas.
1.Sistema objeto, sobre el cual se realiza la medida.
2.Sistema de Medición, que va a interactuar con el objeto.
3.Escala Graduada, que está incorporada al sistema de medición.
Muchas veces se hace necesario transformar una unidad de medida en otra, para ello puede utilizarse los factores de conversión.
Factor de Conversión: Es una relacion entre las unidades de un sistema. Es una relación que nos permite transformar información de la unidad en que se realizó la medición, a la unidad que se desea.
¿Cómo se determina la Masa?
Hablamos de la masa como cantidad de Materia que contiene los cuerpos. Unos cuerpos poseerán más Masa, esto es, más Materia que otros. Se hace necesario medir la masa de los cuerpos. y para ello se utilizan las balanzas.
En el S.I. se definio como estándar de Masa el kilogramo (Kg) La Masa de los objetos puede compararse con este estándar por medio del proceso de la pesada. Suele utilizarse indistintamente los términos Masa y Peso y debemos distinguir uno de otro.
Se entiende por Peso: la medida de la atracción gravotoria que la tierra ejerce sobre un objeto y varía con la distancia al centro de la Tierra. La Masa de un cuerpo no varía, es una cantidad constante y supeso si lo hace; por tanto la Masa es una propiedad màs "util" que el Peso.
El Peso de un objeto puede determinarse con un Dinamómetroo balanza de resorte.
Unidades de Masa S.I. Mas utilizadas en Química.
Kilogramo (Kg) --- Unidad Base
Gramo (g)
Miligramo (mg)
Equivalencias:
1 kg ------ 1000 g
1 g ------- 1000 mg
Ejemplos:
¿Cómo transformar 2600 g en Kg?
1. Resolución por regla de tres: de acuerdo a lo dicho anteriormente:
1 Kg -------- 1000 g
X =
-------- 1000 mg
X = 1 Kg . 2600 = X= 2600 = 2,6 Kg
1000 g 1000
2. Resolución por factor de Conversión
2.1 Se inicia con el valor dado, es decir 2600 g
2.2 Sabemos que 1 Kg equivale a 1000 g, podemos decir:
1 Kg
---------
1000 g
2.3 Relacionando 2.1 con 2.2. Tenemos una multiplicación de
fracciones.
2600 Kg . 1 Kg
-----------------------
1000 g
Efectuando y simplificando unidades nos queda:
2600 g . 1 Kg = 2,6 Kg
------------------
1000 g
¿Cómo se determina el Volumen?
El Volumen no es una medida tan fundamental de la cantidad de materia contenida en un cuerpo como lo es la Masa, puesto que el volumen varia con la temperatura y la presión, mientras que la Masa no.
Las Unidades de Volumen (S.I) más utilizadas en quimica son:
Metro Cúbico (m3) ----- Unidad Base
Decímetro Cúbico (dm³ )
Centimetro Cúbico (Cm3)
No debe confundirse Volumen con Capacidad. Capacidad: Es la cantidad de material que puede contener un recipiente, correspondiente a un Volumen Interno.
Las Unidades de Capacidad más utilizadas en química son:
Kilolitro (KI)
Litro ( I) --- Unidad Base
Mililitro (ml)
El litro se define como el Volumen de 1 Kg de agua, medido a 3,98 °C y a presion de 1 atmósfera.
Equivalencias Volumen - Capacidad
1 dm³ = 1 l
1 cm³ = 1 ml
1 dm³ = 1000 cm³ = 1000 ml
1 cm³ = 0,001 dm³ = 0,001 dl
Generalmente los químicos emplean indistintamente las unidades en ml y cm³ (cc)
¿Cómo medir el Volumen de una sustancia liquida?
Para medir el volumen de cualquier liquido, se utilizan recipientes de vidrio graduados; probetas, buretas, pipetas, etc.
(Como medir el Volumen de sólidos regulares)
Si tenemos un sólido regular, es decir de forma definida, para calcular su volumen, utilizamos fórmulas matematicas.
Fórmulas para calcular el volumen de sólidos regualares.
1 dm³ = 1 l
1 cm³ = 1 ml
1 dm³ = 1000 cm³ = 1000 ml
1 cm³ = 0,001 dm³ = 0,001 dl
Generalmente los químicos emplean indistintamente las unidades en ml y cm³ (cc)
¿Cómo medir el Volumen de una sustancia liquida?
Para medir el volumen de cualquier liquido, se utilizan recipientes de vidrio graduados; probetas, buretas, pipetas, etc.
(Como medir el Volumen de sólidos regulares)
Si tenemos un sólido regular, es decir de forma definida, para calcular su volumen, utilizamos fórmulas matematicas.
Fórmulas para calcular el volumen de sólidos regualares.
El volumen del cubo equivale a la longitud de su cara a tercera potencia.
a - longitud de la cara del cubo.
Pirámide.
donde V - pirámide volumen,
Ab - área de las bases de la pirámide,
h - longitud de la altura de la pirámide.
Cilindro.
Ab - área de las bases de la cilindro,
R - radio de la cilindro,
h - longitud de la altura de la cilindro,
π = 3.141592.
Esfera.
donde V - esfera volumen,
R - radio de la esfera,
π = 3.141592.
Paralelepípedo.
donde V - paralelepípedo volumen,
Ab - área de las bases de la paralelepípedo,
h - longitud de la altura de la paralelepípedo.
¿Cómo medir el volumen de sólidos irregulares?
El volumen de los sólidos que no tienen forma geometrica definida, se miden por desplazamiento de un liquido. Supongamos que queremos determinar el volumen de una roca.
No existe una fórmula matemática, que nos permita calcular su volumen. Para hallar su volumen, tomamos un cilindro graduado y medimos en él, una cantidad determinada de agua, por ejemplo, introducimos la roca en el cilindro.
Observando el cilindro graduado, notamos que el nivel del agua sube.
Para hallar el volumen de la roca; restamos el volumen inicial delvolumen final.
Vs = vf - vi
¿Cómo se determina la Temperatura?
Formula volumen de cubo: V = a3
donde V - cubo volumen, a - longitud de la cara del cubo.
Pirámide.
El volumen de la pirámide equivale a la tercera parte de la multiplicación del área de su base en la altura.
Formula volumen de pirámide
| V = | 1 | Ab · h |
| 3 |
donde V - pirámide volumen,
Ab - área de las bases de la pirámide,
h - longitud de la altura de la pirámide.
Cilindro.
El volumen del cilindro equivale a la multiplicación del área de su base por la altura.
Formula volumen de cilindro:- V = π R2 h
- V = Ab h
Ab - área de las bases de la cilindro,
R - radio de la cilindro,
h - longitud de la altura de la cilindro,
π = 3.141592.
Esfera.
El volumen de la esfera equivale a cuatro tercias de su radio a la tercera potencia multiplicado por el número “pi”.
Formula volumen de la esfera
| V = | 4 | π R3 |
| 3 |
donde V - esfera volumen,
R - radio de la esfera,
π = 3.141592.
Paralelepípedo.
Volumen del paralelepípedoequivale a la multiplicación del área de la base por la altura.
Formula volumen de paralelepípedo:
V = Ab · h
donde V - paralelepípedo volumen,
Ab - área de las bases de la paralelepípedo,
h - longitud de la altura de la paralelepípedo.
¿Cómo medir el volumen de sólidos irregulares?
El volumen de los sólidos que no tienen forma geometrica definida, se miden por desplazamiento de un liquido. Supongamos que queremos determinar el volumen de una roca.
No existe una fórmula matemática, que nos permita calcular su volumen. Para hallar su volumen, tomamos un cilindro graduado y medimos en él, una cantidad determinada de agua, por ejemplo, introducimos la roca en el cilindro.
Observando el cilindro graduado, notamos que el nivel del agua sube.
Para hallar el volumen de la roca; restamos el volumen inicial delvolumen final.
Vs = vf - vi
¿Cómo se determina la Temperatura?
La Temperatura es una propiedad de la materia que está relacionada con la sensación de calor o frío que se siente en contacto con ella. Cuando tocamos un cuerpo que está a menos temperatura que el nuestro sentimos una sensación de frío, y al revés de calor. Sin embargo, aunque tengan una estrecha relación, no debemos confundir la temperatura con el calor.
Cuando dos cuerpos, que se encuentran a distinta temperatura, se ponen en contacto, se produce una transferencia de energía, en forma de calor, desde el cuerpo caliente al frío, esto ocurre hasta que las temperaturas de ambos cuerpos se igualan. En este sentido, la temperatura es un indicador de la dirección que toma la energía en su tránsito de unos cuerpos a otros.
La medida
El instrumento utilizado habitualmente para medir la temperatura es el termómetro. Los termómetros de líquido encerrado en vidrio son los más populares; se basan en la propiedad que tiene el mercurio, y otras sustancias (alcohol coloreado, etc.), de dilatarse cuando aumenta la temperatura. El líquido se aloja en una burbuja -bulbo- conectada a un capilar (tubo muy fino). Cuando la temperatura aumenta, el líquido se expande por el capilar, así, pequeñas variaciones de su volumen resultan claramente visibles.
Escalas
Actualmente se utilizan tres escalas para medir al temperatura, la escala Celsius es la que todos estamos acostumbrados a usar, la Fahrenheit se usa en los países anglosajones y la escala Kelvinde uso científico.
| Nombre | Símbolo | Temperaturas de referencia | Equivalencia |
| Escala Celsius | ºC | Puntos de congelación (0ºC) y ebullición del agua (100ºC) | |
| Escala Fahrenhit | ºF | Punto de congelación de una mezcla anticongelante de agua y sal y temperatura del cuerpo humano. | ºF = 1,8 ºC + 32 |
| Escala Kelvin | K | Cero absoluto (temperatura más baja posible) y punto triple del agua. | K = ºC + 273 |
Conversiones de Temperatura
Toda la informacion suministrada son base para entender el mundo metalurgico.
Son conocimientos que debe manejar todo Ing Metalurgico, Ing de Materiales, Quimico. etc
Gracias por la info master, te luciste
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