La Ley de Hess

La Ley de Hess


En termodinámica, la Ley de Hess, propuesta por Germain Henri Hess en 1840, establece que: «si una serie de reactivos reaccionan para dar una serie de productos, el calor de reacción liberado o absorbido es independiente de si la reacción se lleva a cabo en una, dos o más etapas», esto es, que los cambios de entalpía son aditivos: 
ΔHneta = ΣΔHr

Equivalentemente, se puede decir que el calor de reacción solo depende de los reactivos y los productos, o que el calor de reacción es una función de estado; en este sentido la ley de Hess es la aplicación a las reacciones químicas del primer principio de la termodinámica; debido a que fue enunciada unos diez años antes que ésta, conserva su nombre histórico.


Principios clave para aplicar la Ley de Hess:
  • Suma de entalpías: Si una reacción se puede expresar como la suma de otras, su cambio de entalpía (ΔH) es la suma de los cambios de entalpía de esas otras reacciones.
  • Inversión de la reacción: Si se invierte una reacción, el signo de su ΔH también cambia. 
  • Multiplicación: Si se multiplica una ecuación química por un factor, su ΔH también debe multiplicarse por el mismo factor.
  • Eliminación de especies: Para aplicar la ley, se deben ajustar las ecuaciones de manera que, al sumarlas, se cancelen todas las especies intermedias, dejando solo la ecuación global deseada.

En este vídeo puedes observar como se aplica la Ley de Hess:




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Estimad@s compañer@s:

En el IES Palomeras-Vallecas, en la actualidad tenemos 15 docentes inscritos en eTwinning, de los cuales 7 tienen un perfil en eTwinning inactivo por diferentes motivos, y como pensamos que sería muy interesante tener más docentes en la plataforma dada nuestra condición de eTwinning School, hemos considerado como forma de motivación, innovación o "ocurrencia" la de sortear entre l@s docentes inscritos en la plataforma eTwinning en IES Palomeras Vallecas, una cesta de Navidad, si la quieres conseguir tienes hasta el viernes 12 de diciembre para estar inscrito en la plataforma...


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La cesta de Navidad tendrá un valor proporcional al número de docentes inscrit@s en la plataforma en el IES Palomeras Vallecas, en el mes de diciembre y dicho docente ganador o ganadora se conocerá el martes 16 de diciembre en un sorteo público en nuestro centro educativo entre l@s docentes que aparecen en el enlace anterior con perfil activo.

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Principio de Arquímedes

Principio de Arquímedes

El principio de Arquímedes es el principio físico que afirma: "Un cuerpo total o parcialmente sumergido en un fluido en reposo experimenta un empuje vertical hacia arriba igual al peso del fluido desalojado". Esta fuerza recibe el nombre de empuje hidrostático o de Arquímedes, y se mide en newtons (en unidad fundamental el SI). El principio de Arquímedes se expresa mediante la siguiente fórmula:


E = Pe ·V=ρf  · g ·V

o bien cuando se desea determinar para compararlo contra el peso del objeto:


E= −Pe ·V= −ρf  · g ·V

donde E es el empuje, Pe es el peso específico del fluido,​ ρf es la densidad del fluido, V el volumen de fluido desplazado, por algún cuerpo sumergido parcial o totalmente en el mismo y g la aceleración de la gravedad. De este modo, el empuje depende de la densidad del fluido, del volumen del cuerpo y de la gravedad existente en ese lugar.  El empuje (en condiciones normales y descrito de modo simplificado actúa verticalmente hacia arriba y está aplicado en el centro de gravedad del cuerpo; este punto recibe el nombre de centro de carena.

Ejemplo del principio de Arquímedes: "Ejercicio del iceberg"





El principio de Pascal: La prensa hidráulica

El principio de Pascal: La prensa hidráulica

El principio de Pascal es una ley enunciada por el físico-matemático francés Blaise Pascal, que se resume en la frase:

"La presión ejercida sobre un fluido incompresible y en equilibrio dentro de un recipiente de paredes indeformables se transmite con igual intensidad en todas las direcciones y en todos los puntos del fluido."

El principio de Pascal: La prensa hidráulica
Imagen propiedad de Darbyshmr

La prensa hidráulica es una máquina compleja que permite amplificar las fuerzas y constituye el fundamento de elevadores, prensas hidráulicas, frenos y muchos otros dispositivos hidráulicos.
La prensa hidráulica constituye la aplicación fundamental del principio de Pascal y también un dispositivo que permite entender mejor su significado. Consiste, en esencia, en dos cilindros de diferente sección comunicados entre sí, y cuyo interior está completamente lleno de un líquido que puede ser agua o aceite. Dos émbolos de secciones diferentes se ajustan, respectivamente, en cada uno de los dos cilindros, de modo que estén en contacto con el líquido. Cuando sobre el émbolo de menor sección A1 se ejerce una fuerza F1 la presión p1 que se origina en el líquido en contacto con él se transmite íntegramente y de forma casi instantánea a todo el resto del líquido. Por el principio de Pascal esta presión será exactamente igual a la presión p2 que ejerce el fluido en la sección A2.


Porcentaje en masa y volumen de las disoluciones


Un porcentaje es una forma de expresar una cantidad como una fracción de 100 (por ciento, que significa "de cada 100"). El porcentaje es un tanto por ciento, es decir, es una cantidad que corresponde proporcionalmente a una parte de cien.

Esta es una forma muy utilizada en nuestra vida cotidiana, en química se utiliza con mucha frecuencia para indicar la composición de una disolución

El porcentaje en masa de una disolución es el número de gramos de soluto que hay por cada 100 gramos de disolución y el porcentaje en volumen de una disolución es número de litros de soluto que hay por cada 100 litros de disolución.



Reacciones exotérmicas y endotérmicas

Reacciones exotérmicas y endotérmicas


Se denomina reacción exotérmica​ a cualquier reacción que desprenda energía, ya sea como luz o calor,​ o lo que es lo mismo: con una variación negativa de la entalpía; es decir:
ΔH< 0

El prefijo exo significa "hacia fuera". Por lo tanto se entiende que las reacciones exotérmicas liberan energía. Considerando que A, B, C y D representen sustancias genéricas, el esquema general de una reacción exotérmica se puede escribir de la siguiente manera:
A+B → C+D       ΔH< 0

Ejemplos de reacciones exotérmicas:
  • Combustión: La quema de combustibles como la madera, el carbón o el gas natural, que produce calor y luz.
  • Oxidación de metales: El proceso de formación de óxido de hierro (herrumbre) al reaccionar el hierro con el oxígeno. Un ejemplo en el que se libera calor es el de un calentador de manos que utiliza hierro y oxígeno.
  • Reacción de metales alcalinos con agua: La reacción del sodio con el agua, que produce hidróxido de sodio e hidrógeno, liberando una gran cantidad de energía y calor.
  • Reacción entre ácido y base: La mezcla de un ácido fuerte (como el sulfúrico) con agua o una base fuerte, que también libera calor.
 

Se denomina reacción endotérmica​ a cualquier reacción que absorbe energía, ya sea como luz o calor,​ o lo que es lo mismo: con una variación positiva de la entalpía; es decir:
ΔH > 0 
El prefijo endo significa "hacia dentro". Por lo tanto se entiende que las reacciones endotérmicas absorben energía. Considerando que A, B, C y D representen sustancias genéricas, el esquema general de una reacción endotérmica se puede escribir de la siguiente manera:
A+B → C+D       ΔH > 0 

Ejemplos de reacciones endotérmicas:
  • Fotosíntesis: Las plantas absorben la energía de la luz solar para convertir el dióxido de carbono y el agua en glucosa, un proceso que requiere una gran cantidad de energía lumínica.
  • Electrólisis del agua: Se aplica una corriente eléctrica al agua para separarla en sus componentes, hidrógeno gaseoso y oxígeno gaseoso.
  • Fusión del hielo y evaporación: Para que el hielo se derrita o el agua se evapore, se debe suministrar calor del entorno para romper los enlaces entre las moléculas.
  • Cocción de alimentos: El proceso de cocinar los alimentos requiere que se les aplique calor para que las reacciones químicas necesarias para su consumo ocurran.

Las disoluciones

Las disoluciones

Los componentes de una disolución reciben el nombre de:
  • Soluto. Es la sustancia que se disuelve y es el componente que se encuentra en menor proporción.
  • Disolvente. Es la sustancia que disuelve al soluto y es el componente que se encuentra en mayor proporción.
 ACTIVIDAD I: 

Una disolución saturada es aquella que, a una temperatura determinada, ya no admite más soluto. Observa este vídeo sobre los tipos de disoluciones.



La concentración de una disolución expresa, de forma numérica, la cantidad de soluto que hay en una determinada cantidad de disolución. 
Se puede dar la concentración en masa% en masa y  % en volumen
ACTIVIDAD II: Conoce las disoluciones
 ACTIVIDAD III: Repasa las disoluciones

La solubilidad de una sustancia en un disolvente es la máxima cantidad de soluto que puede disolverse en una cierta cantidad de disolvente a una determinada temperatura.


¿Cómo se prepara la aspirina? ¡Descúbrelo tú mismo!

¿Cómo se prepara la aspirina? ¡Descúbrelo tú mismo!

El día  12 de noviembre dentro de la Semana de la Ciencia en una preciosa tarde después de las clases y de comer rápidamente en el Instituto, junto a 16 l@s alumn@s de 1º de Bachillerato y 4ºESO de los grupos BCT12 y 4.1ESO, visitamos el Instituto de Química Médica (IQM-CSIC) localizado en el  Centro de Química Orgánica Manuel Lora-Tamayo (CENQUIOR) para visitar sus instalaciones y laboratorios. En estos laboratorios cada un@ de nosotr@s realizamos la síntesis de la aspirina y descubrimos la belleza de una síntesis química.

¿Cómo se prepara la aspirina? ¡Descúbrelo tú mismo! 

¿Cómo se prepara la aspirina? ¡Descúbrelo tú mismo!


¿Cómo se prepara la aspirina? ¡Descúbrelo tú mismo!

¿Cómo se prepara la aspirina? ¡Descúbrelo tú mismo!

Esta actividad organizada por los Institutos de Química Orgánica General Manuel Lora Tamayo comenzó a las 15:30. A esta hora nos recibieron y nos presentaron la actividad que realizaríamos. Posteriormente nos introdujeron en la historia de la aspirina y nos indicaron curiosidades y las reacciones químicas para sintetizar la aspirina.
Además vimos y comentamos en diferentes grupos aspectos muy interesantes de la Química y la Biología.
¿Cómo se prepara la aspirina? ¡Descúbrelo tú mismo!

¿Cómo se prepara la aspirina? ¡Descúbrelo tú mismo!


¿Cómo se prepara la aspirina? ¡Descúbrelo tú mismo!

¿Cómo se prepara la aspirina? ¡Descúbrelo tú mismo!

La experiencia fue muy enriquecedora y divertida para tod@s descubriendo la importancia del descubrimiento de la aspirina. El hecho de poder realizar nosotr@s mism@s la reacción de síntesis orgánica de la aspirina nos gusto mucho. Además nos llevamos nuestras pastillas de aspirina como recuerdo de esta experiencia tan interesante, siendo para algunos de nuestros estudiantes la primera vez que trabajaban en un laboratorio de un centro de investigación como este.

Desde Recursos Palomeras-Vallecas agradecemos enormemente la cercanía de todos los grupos de investigación que ayudaron a nuestros estudiantes en la síntesis de la aspirina con unas explicaciones geniales; fomentando el interés y la curiosidad en la Química entre ellos...

¿Cómo se prepara la aspirina? ¡Descúbrelo tú mismo!

¿Cómo se prepara la aspirina? ¡Descúbrelo tú mismo!

¿Cómo se prepara la aspirina? ¡Descúbrelo tú mismo!

¿Cómo se prepara la aspirina? ¡Descúbrelo tú mismo!

Espero dentro de pocos años ver a est@s alumn@s trabajando en un laboratorio como el de hoy

Fuerza en fluidos





La presión es la fuerza que actúa sobre la unidad de superficie, por ese motivo una misma fuerza puede dar lugar a una presión mayor o menor dependiendo de la superficie sobre la que actúe.

Actividad I: Concepto de presión
Actividad II: Tipos de presión

El término fluido incluye a los líquidos y a los gases. Los fluidos tiene peso, por tanto, ejercen presión sobre los objetos situados en su interior. Esta presión actúa en todos los puntos del fluido y debemos saber que  "Las fuerzas que el fluido ejerce sobre un objeto sumergido en él son perpendiculares a las superficies del objeto". Estas fuerzas son consecuencia de la presión que ejerce el fluido. 

Actividad III: Simulación presión

La presión hidrostática en el interior de un líquido depende de: 
  • La densidad del líquido. 
  • El valor de la gravedad. 
  • La profundidad o altura de la capa de líquido que hay por encima del punto considerado. 

El Principio de Pascal nos indica que la presión ejercida sobre un líquido se transmite a todos sus puntos, en todas direcciones y sin perder intensidad. 


La presión atmosférica es la fuerza que ejerce la atmósfera sobre cada metro cuadrado de superficie de la Tierra. Esta fuerza es el peso de la columna de aire que dicha superficie tiene encima, el primero que la midió fue Torricelli



El Principio de Arquímedes indica que todo cuerpo sumergido total o parcialmente en un fluido experimenta un empuje  hacia arriba igual al peso del volumen del fluido desalojado.

Actividad VIII: Principio de Arquímedes
Actividad IX: Flotabilidad



Elementos, compuestos y mezclas

Elementos, compuestos y mezclas


Materia es todo aquello que ocupa un lugar en el espacio y tiene masa. Un tipo concreto de materia es una sustancia.



Podemos clasificar la materia en:
  • Sustancia pura es aquella materia homogénea que tiene una composición química definida en toda su extensión y se puede identificar por una serie de propiedades características. Las sustancias puras se clasifican, a su vez, en elementos y compuestos:
    • Un elemento químico es una sustancia pura que no puede descomponerse en otras más simples.
    • Un compuesto químico es una sustancia pura que, mediante procesos químicos, puede descomponerse en otras más simples.
  • Una mezcla es un sustancia material de composición variable, formado por dos o más sustancias puras que pueden separarse utilizando procedimientos físicos. Las mezclas se clasifican en mezclas heterogéneas y mezclas homogéneas o disoluciones:
    • Una mezcla heterogénea es aquella en la que pueden distinguirse sus componentes a simple vista o con el microscopio óptico. Distinguimos las dispersiones coloidales y las suspensiones.
    • Una mezcla homogénea o disolución es aquella en la que no es posible distinguir sus componentes a simple vista o con el microscopio óptico.
      ACTIVIDAD III: Repasa las mezclas
Las técnicas de separación de mezclas más importantes son la filtración, la decantación, la extracción, la cristalización, la destilación y la cromatografía.

ACTIVIDAD IV: 


Los componentes de una disolución reciben el nombre de:
  • Soluto. Es la sustancia que se disuelve y es el componente que se encuentra en menor proporción.
  • Disolvente. Es la sustancia que disuelve al soluto y es el componente que se encuentra en mayor proporción.

Una disolución saturada es aquella que, a una temperatura determinada, ya no admite más soluto. Observa este vídeo sobre los tipos de disoluciones.



La concentración de una disolución expresa, de forma numérica, la cantidad de soluto que hay en una determinada cantidad de disolución. 
Se puede dar la concentración en masa% en masa y % en volumen.
 ACTIVIDAD VI: Repasa las disoluciones

La solubilidad de una sustancia en un disolvente es la máxima cantidad de soluto que puede disolverse en una cierta cantidad de disolvente a una determinada temperatura.
ACTIVIDAD VII: ¿Qué es la solubilidad?
ACTIVIDAD VIII: Curvas de solubilidad

Gráficas de calentamiento y enfriamiento

Gráficas de calentamiento y enfriamiento


Las gráficas de calentamiento implican que la temperatura aumenta con el tiempo
  • Se representan los cambios de estado progresivos: fusión (sólido a líquido) y vaporización (líquido a gas).
  • Tramos inclinados: La temperatura aumenta a medida que se agrega calor y la sustancia permanece en un solo estado (sólido, líquido o gaseoso).
  • Tramos rectos: La temperatura permanece constante durante los cambios de estado. La energía se usa para romper los enlaces en lugar de aumentar la temperatura. El primer tramo recto representa la fusión (sólido a líquido). El segundo tramo recto representa la vaporización (líquido a gas)


Las gráficas de enfriamiento implican que la temperatura disminuye con el tiempo
  • Se representan los cambios de estado regresivos: condensación (gas a líquido) y solidificación (líquido a sólido).
  • Tramos inclinados: La temperatura disminuye a medida que se pierde calor y la sustancia se mantiene en un solo estado. 
  • Tramos rectos: La temperatura es constante durante los cambios de estado. La energía se libera para formar los enlaces. El primer tramo recto representa la condensación (gas a líquido). El segundo tramo recto representa la solidificación (líquido a sólido).

Los puntos de cambio de estado son aquellas temperaturas donde ocurren los cambios de estado, tienen estas características:
  • La temperatura de condensación (gas a líquido) es la misma que la temperatura de ebullición (líquido a gas).
  • La temperatura de solidificación (líquido a sólido) es la misma que la temperatura de fusión (sólido a líquido).

¿Qué es un Cambio de Estado?

¿Qué es un Cambio de Estado?

Un cambio de estado, o cambio de fase, es el proceso mediante el cual una sustancia pasa de un estado de la materia a otro (sólido, líquido o gaseoso) sin que se produzca un cambio en su composición química. Estos cambios ocurren cuando la sustancia gana o pierde energía térmica (calor).
 
Cada cambio de estado tiene un nombre específico. Aquí está la lista completa:

Cambios que ABSORBEN energía (PROGRESIVOS):

  • Fusión: Paso de sólido a líquido (ej.: el hielo se derrite).

  • Vaporización: Paso de líquido a gas. Tiene dos variantes:

    • Ebullición: Ocurre en toda la masa del líquido y a una temperatura fija para cada presión.

    • Evaporación: Ocurre solo en la superficie del líquido y a cualquier temperatura.

  • Sublimación: Paso directo de sólido a gas, sin pasar por el estado líquido (ej.: el hielo seco -CO₂ sólido- o las pastillas de naftalina).

Cambios que LIBERAN energía (REGRESIVOS):

  • Solidificación: Paso de líquido a sólido (ej.: el agua se convierte en hielo).

  • Condensación: Paso de gas a líquido (ej.: el vapor de agua forma gotitas en un vaso frío).

  • Sublimación Inversa: Paso directo de gas a sólido, sin pasar por el estado líquido (ej.: la formación de escarcha en una noche fría).

ACTIVIDAD: Los cambios de estado

Para experimentar con los cambios de estados puedes ver el siguiente video:




Los estados de agregación de la materia

Los estados de agregación de la materia

Los principales estados de agregación de la materia son tres: sólido líquido y gaseoso.

Los sólidos tienen forma y volumen constantes, los líquidos se caracterizan por tener volumen constante y forma variable y los gases tienen forma y volumen variable.

El modelo cinético-molecular de la materia se basa en que la materia es discontinua, sus partículas están en movimiento debido a dos clases de fuerzas: de cohesión y de repulsión.
El modelo cinético-molecular permite describir los tres estados de la materia. 


Ley de gravitación universal

Ley de gravitación universal
Imagen propiedad de Wiki LIC

La ley de gravitación universal, formulada por Isaac Newton, establece que dos cuerpos con masa se atraen mutuamente con una fuerza directamente proporcional al producto de sus masas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que los separa.
La fórmula matemática es:

Ley de gravitación universal
Imagen propiedad de I. Dennis Nilsson

Donde:
F es la fuerza de atracción gravitatoria, G es la constante de gravitación universal, m1 y m2 son las masas de los dos objetos y r es la distancia entre los centros de los dos objetos.

Del enunciado podemos extraer estas particularidades:
  • La fuerza gravitatoria es una fuerza de atracción: Todos los objetos con masa en el universo se atraen entre sí con una fuerza.
  • Proporcionalidad directa con la masa: La magnitud de esta fuerza gravitatoria es mayor si las masas de los objetos son más grandes.
  • Proporcionalidad inversa al cuadrado de la distancia: La fuerza disminuye al aumentar la distancia entre los cuerpos, siguiendo una relación de inverso del cuadrado.
  • La fuerza gravitatoria actúa en la línea que une los centros de las masas: La fuerza actúa en la dirección del segmento de línea que une los centros de los dos cuerpos.
 



Leyes de Kepler


Las Leyes de Kepler, que describen el movimiento de los planetas alrededor del Sol. Fueron formuladas por el astrónomo Johannes Kepler a principios del siglo XVII, y fueron importantes por los siguientes motivos:
  • Confirmaron el modelo heliocéntrico de Copérnico.
  • Sirvieron como base para que Newton formulara su Ley de Gravitación Universal
  • Se aplican no solo a planetas alrededor del Sol, sino a cualquier cuerpo que orbite alrededor de otro bajo la influencia de la gravedad (por ejemplo, lunas alrededor de planetas).

Primera Ley de Kepler: Ley de las Órbitas
"Los planetas se mueven alrededor del Sol describiendo órbitas elípticas, donde el Sol ocupa uno de los focos de la elipse."
Explicación:
  • Las órbitas no son circulares, sino elípticas (aunque en muchos casos son casi circulares).
  • El Sol no está en el centro de la elipse, sino en uno de sus dos focos.
  • Esto implica que la distancia entre el planeta y el Sol varía a lo largo de su órbita.

Segunda Ley de Kepler: Ley de las Áreas
"El radio vector que une un planeta con el Sol barre áreas iguales en tiempos iguales."
Explicación:
  • El radio vector es la línea imaginaria que conecta el centro del planeta con el centro del Sol.
  • Esta ley indica que el planeta se mueve más rápido cuando está más cerca del Sol (en el perihelio) y más lento cuando está más lejos (en el afelio).
  • Es una consecuencia de la conservación del momento angular.

Tercera Ley de Kepler: Ley de los Períodos
"El cuadrado del período orbital de un planeta es directamente proporcional al cubo del semieje mayor de su órbita."
Explicación:
  • Esta ley permite relacionar el tiempo que tarda un planeta en orbitar alrededor del Sol con su distancia media al mismo.
  • Cuanto más lejos está un planeta del Sol, más tiempo tarda en completar su órbita.

Química Espectacular y Mágica

Química Espectacular y Mágica

El 7 de noviembre dentro de la Semana de la Ciencia el grupo BCT12 y FPBI2A tuvimos la suerte de disfrutar en los laboratorios de Química Analítica de Facultad de Ciencias Químicas de la Universidad Complutense de Madrid de la actividad "Química Espectacular y Mágica" desde las 10:00 a las 13:30 horas.

Durante más de tres horas los alumnos pudieron apreciar experimentos sencillos y espectaculares (algunos “mágicos”) realizados por los propios asistentes que explicarán bases del conocimiento de la Química, coordinados por las profesoras de la Facultad de Química de la Universidad Complutense de Madrid.

ACTIVIDADES DE QUÍMICA ESPECTACULAR Y MÁGICA

NORMAS DE SEGURIDAD EN EL LABORATORIO

Química Espectacular y Mágica

Química Espectacular y Mágica

Química Espectacular y Mágica

GALERÍA DE IMÁGENES

Química Espectacular y Mágica

Química Espectacular y Mágica

Química Espectacular y Mágica

ACTIVIDADES DE QUÍMICA ESPECTACULAR Y MÁGICA

NORMAS DE SEGURIDAD EN EL LABORATORIO


Fue un día estupendo para disfrutar de la espectacular Química con nuestros compañeros de clase en un laboratorio único en el cual vivimos de momentos espectaculares que nos llamaron la atención y que nos servirá para reconocer algunas actividades de clase...

Agradecemos a María Pedrero Muñoz y a todo su equipo de docentes por sus explicaciones y dedicación en que esta actividad "Química Espectacular y Mágica" fuera inolvidable para nosotr@s...

Química Espectacular y Mágica

Fue un día maravilloso y mágico compartido con nuestr@s compañer@s...