Apuntes, resúmenes, trabajos, exámenes y ejercicios de Química de Universidad

Fundamentos de Química

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La química estudia la materia y los cambios que ella experimenta.

1. La materia es cualquier cosa que ocupa un espacio y que tiene masa.
2. Una sustancia es una forma de materia que tiene una composición definida y propiedades características.

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Una mezcla es una combinación de dos o más sustancias, en la cual cada una de ella conserva sus propiedades características.

1. Mezcla homogénea: la composición de la mezcla es la misma en toda la disolución (ejemplos: bebida, leche, soldadura).
2. Mezcla heterogénea: la composición no es uniforme en todas partes (ejemplos: cemento, virutas de hierro en arena).

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Los medios físicos pueden usarse para separar una mezcla en sus componentes puros (ejemplos: imán, destilación).

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La energía

Alcoholes: Propiedades y Reacciones Fundamentales

Propiedades Físicas de los Alcoholes

• Los primeros términos son líquidos y los superiores son sólidos.
• Son menos densos que el agua.
• Puntos de ebullición (Peb) más altos que los alcanos correspondientes.
• La solubilidad decrece a medida que aumenta el número de átomos de carbono.

Ejemplos de Alcoholes Simples:

• CH₃OH: Metanol
• CH₃CH₂OH: Etanol

Obtención del Etanol

Etanol Natural (Fermentación):

C₆H₁₂O₆ (glucosa) (levadura) → 2CH₃CH₂OH (etanol) + 2CO₂

Etanol Artificial (Hidratación de Alquenos):

CH₂=CH₂ (etileno) + H₂O → CH₃CH₂OH (etanol)

Propiedades Químicas de los Alcoholes: Reacciones de Oxidación

Los alcoholes, al ser sometidos a oxidación, sufren reacciones que... Continuar leyendo "Compuestos Orgánicos Fundamentales: Propiedades, Reacciones y Aplicaciones Clave" »

Maderas

Las maderas se pueden clasificar en:

• Resinosas: Comúnmente utilizadas en carpintería.
• Frondosas: Preferidas para la fabricación de muebles.

La resistencia a la compresión es mejor en la dirección de la anisotropía. La resistencia a la compresión y flexión se puede calcular con la fórmula: 3PL/2ab².

Pinturas

Una pintura se compone de:

• Barniz: Formado por aglutinante, plastificante, disolvente y diluyente.
• Pigmento: Si se añade pigmento al barniz, se obtiene la pintura.

Disolventes

Los disolventes del aglutinante pueden ser:

• Orgánicos: Como la trementina o aguarrás, obtenida por destilación de resinas. Es el más empleado por ser plastificante.
• Minerales: Incluyen agua y derivados de hidrocarburos como el White Spirit, que no es plastificante

Actividad del Agua (Aw) y sus Funciones Esenciales

El agua es un componente fundamental en los alimentos, desempeñando múltiples roles vitales:

• Estabilizador de Temperatura: Contribuye a la regulación térmica.
• Transporte: Facilita el transporte de nutrientes y la eliminación de productos de degradación.
• Reactivo: Participa activamente en diversas reacciones químicas y bioquímicas, incluyendo reacciones de media vida.
• Formación de Polímeros: Actúa como estabilizador en la formación de estructuras poliméricas, donde las moléculas de H₂O se conectan.

El agua en contacto con solutos y otros componentes no acuosos exhibe una movilidad reducida. Esta agua, a menudo denominada "agua ligada", puede tener puntos de congelación significativamente... Continuar leyendo "Actividad del Agua en Alimentos: Clave para la Estabilidad y Conservación" »

Microestructuras Fundamentales de los Aceros

Los aceros, aleaciones de hierro y carbono, presentan diversas microestructuras que determinan sus propiedades mecánicas. Estas microestructuras se forman durante el enfriamiento desde la fase austenítica y dependen de la composición química y la velocidad de enfriamiento.

Componentes Principales

Ferrita: Es una solución sólida de carbono en hierro alfa (estructura cúbica centrada en el cuerpo, BCC). La ferrita es blanda y dúctil.

Cementita: Es un carburo de hierro (Fe₃C) con estructura ortorrómbica. La cementita es dura y frágil.

Perlita: Es un constituyente eutectoide formado por láminas alternas de ferrita y cementita. Se obtiene en aceros recocidos.

Austenita: Es una solución sólida de... Continuar leyendo "Microestructuras Fundamentales de los Aceros: Composición y Formación" »

Clasificación Fundamental de Materiales y Estructuras Atómicas

I. Clasificación Principal de Materiales

• METALES: Grupo de materiales que presentan características generales de buena conductividad, ductilidad y resistencia.
• CERÁMICOS: Se caracterizan por una buena resistencia y altas temperaturas de fusión, poca ductilidad y baja conductividad eléctrica (ejemplos: porcelana, ladrillo, vidrio).
• POLÍMEROS: Se obtienen al unir moléculas gigantes de átomos. Presentan baja resistencia, baja conductividad eléctrica y bajas temperaturas de fusión.
• COMPUESTOS: Combinación de dos o más materiales para formar uno con propiedades poco comunes.
• SEMICONDUCTORES: Tienen conductividad eléctrica intermedia.

II. Arreglos Atómicos y Orden Estructural

Arreglos

Preparación de la Oblea de Silicio

Se utiliza el método de Czochralski para obtener un cristal de silicio (Si) de gran tamaño, material con el que se fabrican los circuitos integrados (CIs). Este método consiste en depositar un cristal de silicio, conocido como "semilla", en un recipiente que contiene silicio fundido. La semilla se gira y se desplaza hacia arriba para conseguir un cilindro de silicio monocristalino. Posteriormente, este cilindro se corta en rebanadas muy finas llamadas obleas (con un espesor del orden de 1 mm), que finalmente se pulen para obtener una superficie perfectamente lisa.

Oxidación

Este es un proceso necesario para obtener el dióxido de silicio (SiO₂), que se utiliza como capa aislante en los circuitos integrados.... Continuar leyendo "El Proceso de Fabricación de Circuitos Integrados: De la Oblea al Chip" »

Estructuras Cristalinas

Tipos de Estructuras Cristalinas

• Antifluorita: Se basa en un empaquetamiento cúbico compacto donde los cationes ocupan todos los huecos tetraédricos. Nªa: 4 Nªc: 8 2:1 (2 de catión por uno de anión). Lo forman óxidos y sulfuros de metales alcalinos. La relación de radio es 0,225. Ejemplo: K₂O, K₂S, Li₂O, Na₂O, Na₂Se.
• Arseniuro de Níquel: Se basa en el empaquetamiento hexagonal compacto de aniones con los cationes ocupando todos los huecos octaédricos. Nªa: 6 Nªc: 6 1:1. Ejemplo: NiAs, NiS, FeS, PtSn.
• Wurtzita: Se basa en el empaquetamiento hexagonal compacto de aniones con cationes ocupando la mitad de los huecos tetraédricos. Nªa: 6 Nªc: 6 1:1 Nªc por celda unidad: 4. Ejemplo: ZnS, ZnO, BeO.
• Fluorita: Se

Aceros a Temperatura Ambiente según el Porcentaje de Carbono

La composición de las fases presentes en el hierro y el acero depende fundamentalmente del contenido de **carbono**:

• Acero: Contiene entre 0.03 % y 2 % de carbono.
• Ferrita: Contiene entre 0.008 % y 0.025 % de carbono.
• Ledeburita: Contiene 4.3 % de carbono.
• Austenita: Contiene hasta 2 % de carbono (solución sólida).
• Fundición (Hierro Fundido): Contiene del 2 % al 6.67 % de carbono.
• Perlita: Constituida por 0.8 % de carbono (mezcla eutectoide de ferrita y cementita).
• Cementita: Contiene 6.67 % de carbono (carburo de hierro, Fe₃C).

Una microestructura compuesta por **50% ferrita y 50% perlita** correspondería a un acero con un porcentaje de carbono situado entre 0.008 % y 0.85 %.

Corrosión

Propiedades de los Gases

El estado gaseoso es un estado disperso de la materia, es decir, que las moléculas del gas están separadas unas de otras por distancias mucho mayores al tamaño del diámetro real de las moléculas. Resulta entonces, que el volumen ocupado por el gas (V) depende de la presión (P), la temperatura (T) y de la cantidad o número de moles (n).

Características de los Gases

Las propiedades de la materia en estado gaseoso son:

1. Adaptabilidad: Se adaptan a la forma y el volumen del recipiente que los contiene. Un gas, al cambiar de recipiente, se expande o se comprime, de manera que ocupa todo el volumen y toma la forma de su nuevo recipiente.
2. Compresibilidad: Se dejan comprimir fácilmente. Al existir espacios intermoleculares,