Introducción a la ingeniería industrial/Química
La química es la parte de 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.
Química elemental
editarEstequiometría
editarReactores, reacciones, purga, todo lo que tenga que ver con medir las moles que entran y las moles que salen estará aquí.
Termodinámica química
editarTermodinámica química es el estudio de la interrelación entre el calor y el trabajo con reacciones químicas o con cambios físicos del estado dentro de los confines de las leyes termodinámicas. La termodinámica química involucra no sólo mediciones de varias propiedades termodinámicas en el laboratorio, sino también la aplicación de métodos matemáticos al estudio de preguntas químicas y a las reacciones de los procesos.
La estructura de la química termodinámica está basada en las primeras dos leyes de la termodinámica. Comenzando a partir de la primera y segunda ley de la termodinámica, cuatro expresiones matemáticas llamadas "ecuaciones fundamentales de Gibbs" se pueden obtener. A partir de estas cuatro, gran cantidad de ecuaciones relacionadas con propiedades termodinámicas del sistema termodinámico pueden ser derivadas utilizando matemáticas relativamente sencillas. Esto delinea la infraestructura matemática de la termodinámica química.
Equilibrio químico
editarEl equilibrio químico es un estado en una reacción química en el que las concentraciones de los reactivos y productos permanecen constantes a lo largo del tiempo. Esto sucede cuando la velocidad de la reacción directa (la que convierte reactivos en productos) es igual a la velocidad de la reacción inversa (la que convierte productos de nuevo en reactivos). En este punto, aunque las reacciones siguen ocurriendo, no hay cambios netos en las cantidades de reactivos y productos.
Algunos aspectos clave del equilibrio químico son:
1. **Constante de equilibrio (K)**: Esta es una expresión que relaciona las concentraciones de los productos y los reactivos en equilibrio. Se calcula como el cociente entre el producto de las concentraciones de los productos, cada uno elevado a su coeficiente estequiométrico, y el producto de las concentraciones de los reactivos, también elevados a sus coeficientes.
2. **Principio de Le Chatelier**: Este principio establece que si se aplica un cambio (como una variación en la concentración, temperatura o presión) a un sistema en equilibrio, el sistema reaccionará para contrarrestar ese cambio y restablecer el equilibrio.
3. **Equilibrio dinámico**: Aunque parece que no hay cambios en las concentraciones, en realidad, las reacciones siguen ocurriendo a nivel molecular; por eso se habla de un "equilibrio dinámico".
El equilibrio químico es fundamental para entender muchos procesos químicos y biológicos.
Química Orgánica
editarLa química orgánica es la rama de la química que se centra en el estudio de los compuestos que contienen carbono, especialmente aquellos que también contienen enlaces con hidrógeno. Esta disciplina se ocupa de una enorme variedad de sustancias, desde los compuestos más simples, como el metano (CH₄), hasta estructuras complejas como proteínas, ácidos nucleicos y polímeros.
La química orgánica es fundamental para entender la biología y la bioquímica, ya que muchos procesos vitales dependen de las reacciones de compuestos orgánicos. Además, tiene aplicaciones en farmacología, petroquímica, síntesis de materiales y muchos otros campos.
Química analítica
editarEl equilibrio químico es un estado en una reacción química en el que las concentraciones de los reactivos y productos permanecen constantes a lo largo del tiempo. Esto sucede cuando la velocidad de la reacción directa (la que convierte reactivos en productos) es igual a la velocidad de la reacción inversa (la que convierte productos de nuevo en reactivos). En este punto, aunque las reacciones siguen ocurriendo, no hay cambios netos en las cantidades de reactivos y productos.
Algunos aspectos clave del equilibrio químico son:
1. **Constante de equilibrio (K)**: Esta es una expresión que relaciona las concentraciones de los productos y los reactivos en equilibrio. Se calcula como el cociente entre el producto de las concentraciones de los productos, cada uno elevado a su coeficiente estequiométrico, y el producto de las concentraciones de los reactivos, también elevados a sus coeficientes.
2. **Principio de Le Chatelier**: Este principio establece que si se aplica un cambio (como una variación en la concentración, temperatura o presión) a un sistema en equilibrio, el sistema reaccionará para contrarrestar ese cambio y restablecer el equilibrio.
3. **Equilibrio dinámico**: Aunque parece que no hay cambios en las concentraciones, en realidad, las reacciones siguen ocurriendo a nivel molecular; por eso se habla de un "equilibrio dinámico".
El equilibrio químico es fundamental para entender muchos procesos químicos y biológicos.
Química industrial
editarLa química se relaciona con la ingeniería industrial porque en las industrias se deben conocer las bases de la química, ya que es la que estudia la composición molecular de las cosas para llevar a cabo el proceso de algún producto en específico.
Conceptos básicos
editar1. Átomo: La unidad más pequeña de un elemento que conserva sus propiedades. Está compuesto por protones, neutrones y electrones.
2. Elemento: Una sustancia que no puede descomponerse en sustancias más simples. Está definido por el número de protones en su núcleo (número atómico).
3. Compuesto: Una sustancia formada por la unión de dos o más elementos en proporciones fijas. Por ejemplo, el agua (H₂O) es un compuesto formado por hidrógeno y oxígeno.
4. Molecula: La unidad más pequeña de un compuesto que conserva sus propiedades químicas. Puede estar formada por átomos del mismo elemento (como O₂) o de diferentes elementos (como H₂O).
5. Reacción química: Un proceso en el que se transforman los reactivos en productos mediante la ruptura y formación de enlaces químicos.
6. Estequiometría: La parte de la química que estudia las relaciones cuantitativas entre los reactivos y productos en una reacción química.
7. Estado de la materia: Se refiere a las distintas formas en que puede existir la materia: sólido, líquido y gas.
8. Solución: Una mezcla homogénea de dos o más sustancias, donde una sustancia (soluto) se disuelve en otra (disolvente).
9. pH: Una medida de la acidez o basicidad de una solución, que varía entre 0 (muy ácido) y 14 (muy básico), siendo 7 neutro.
10. Catalizador: Una sustancia que acelera una reacción química sin consumirse en el proceso.
11. Equilibrio químico: Un estado en el que las velocidades de las reacciones directa e inversa son iguales, resultando en concentraciones constantes de reactivos y productos.
12. Ley de conservación de la masa: Establece que en una reacción química, la masa total de los reactivos es igual a la masa total de los productos.
13. Isótopos: Átomos del mismo elemento que tienen el mismo número de protones pero diferente número de neutrones, lo que les da diferentes masas atómicas.
14. Electronegatividad: La capacidad de un átomo para atraer electrones hacia sí mismo en una molécula.
15. Enlace químico: La fuerza que mantiene unidos a los átomos en un compuesto; puede ser iónico, covalente o metálico.
Estos son solo algunos conceptos fundamentales en química.
Propiedades de la materia
editar- Propiedades generales: Son las propiedades mas comunes a toda clase de materia.
- Propiedades especificas: Son las propias de cada sustancia.
- Propiedades fisicas: Son las que se pueden observar y medir.
- Propiedades quimicas: Son aquellas que al interactuar sustancias distintas, alteran su composicion y estructura.
Cambios de la materia:
editarTransformaciones físicas
editar- Fusión
- Condensación
- Solidificación
- Sublimación progresiva
- Sublimación regresiva
- Vaporización
Transformaciones químicas
editar- Por definir.
Tipos de sustancias
editarSustancias puras
editarTienen composición constante o definida y con propiedades distintivas.
Sustancias impuras
editar- Mezclas homogeneas.
- Mezclas heterogeneas
Técnicas de separación
editarSeparación de mezclas de sólidos
editar- Manual o tamizado
- Levigación
Separación de mezclas solido-liquido
editar- Decantación
- Filtración
- Centrifugación
Separación de mezclas de liquido
editar- Destilación simple
- Destilación fraccionada
- Cromatografía