Presión

La presión se define como fuerza aplicada por unidad de área; esto es,

Presión = Fuerza
                 Área

La fuerza experimentada por cualquier área expuesta a la atmósfera terrestre es igual al peso de la columna de aire que soporte dicha área. La presión ejercida por esta columna de aire se llama presión atmosférica. El valor real de la presión atmosférica depende de la ubicación geográfica, temperatura y condiciones ambientales. Una referencia común de presión es una atmósfera (1 atm), que representa la presión atmosférica ejercida por una columna de aire seco al nivel de mar a 0ºC. La unidad SI derivada para la presión se obtiene aplicando la unidad también derivada de fuerza de un newton sobre un metro cuadrado, el cual a su vez es la unidad derivada de área. Una presión de un newton por metro cuadrado (1N/m²) se denomina un pascal (Pa).

Entonces, una atmósfera se define por medio de la siguiente equivalencia:

1atm = 101,325 Pa
           = 101.325 kPa

 Se utiliza la notacion Inglesa, donde el punto equivale a nuestra coma y la coma a nuestro punto.

 

Fuerza

De acuerdo con la segunda ley de Newton sobre el movimiento.

fuerza = masa x aceleración

En el lenguaje común, la fuerza a menudo se considera sinónimo de empuje o atracción.
En Química las fuerzas estudiadas son principalmente las fuerzas eléctricas que existen entre átomos moléculas.
La unidad de fuerza SI derivada es el newton (N), donde
1N = 1kg m/s² 

Velocidad y aceleración

Por definición, la velocidad es el cambio de la distancia con el tiempo; esto es,

velocidad = espacio
                    tiempo

La aceleración es el cambio de la velocidad con el tiempo; esto es, cambio de velocidad

aceleración = cambio de velocidad
                              tiempo

Por consiguiente, la velocidad tiene unidades de m/s (o cm/s) y la aceleración tiene unidades de m/s²  (o cm/s²). Se requiere la velocidad para definir la aceleración, que a su vez es necesaria para definir fuerza y en consecuencia energía. Tanto fuerza como la energía son importantes en muchas áres de Química.

Volumen

En el sistem métrico el volumen se mide en litros o mililitros. Un litro (1 L) es un decímetro cúbico (1 dm³), o 1000 centímetros cúbicos (1000 cm³); un mililitro (1 ml) es 1cm³.

En el sistema SI la unidad fundamental de volumen es el metro cúbico, y el decímetro cúbico reemplaza a la unidad métrica, el litro.

Para medir líquidos se utilizan diferentes tipos de vasos graduados, la elección de los mismos depende de la exactitud que se desee. Por ejemplo, el volumen medido de una bureta es más exacto que el medido con una probeta pequeña.

Longitud

El metro es la unidad estándar (distancia) en los sistemas métrico y SI; se define como la distancia que viaja la luz en el vacío en un 1/299 792 468 de segundo, lo que qeuivale a 1 metro. Esto es aproximadamente 39.37 pulgadas. Las cantidades que el sistema inglés mide en pulgadas pueden expresarse en centímetros en el sistema métrico (1cm es 1/100 metro).

Metro Patrón antiguo

Masa y peso

Hay que indicar la diferencia entre masa y peso. La masa mida la cantidad de materia que un cuerpo contiene, la masa de un cuerpo no varia si el cuerpo cambia de posición. En cambio, el peso de un cuerpo es la medida de atracción de la Tierra sobre él, la cual varía según la distancia al centro de la Tierra. Un objeto pesa ligeramente menos en la cima de una montaña que en el fondo de un valle profundo. La masa de un cuerpo no varía segun su posición, pero el peso sí. Por lo tanto, la masa es una propiedad más fundamental que el peso; sin embargo, se acostumbra a usar el término "peso" cuando se quiere decir masa, porque el peso es una forma de medir masa. Como generalmente se estudian reacciones quimicas en condiciones de gravedad constante, las relaciones de peso son tan válidas cmo las de masa. Sin embargo, conviene tener presente que los dos conceptos no son idénticos.

La unidad fundamental del sistema SI es el kilogramo. El kilogramo se define como la masa de un cilindro de platino que se conserva en una bóveda de Sévres, cerca de París, Francia. Un cuerpo que pesa una libra, tiene una masa de 0.4536 kilogramos. La unidad fundamental del sistema métrico es el gramo.

Algunas unidades de masa del SI

kilogramo, kg   -  Unidad fundamental

gramo, g           -  1000g = 1kg

miligramo, mg  -   1000mg = 1g

microgramo, μg  -  1 000 000 μg = 1g

Las mediciones en quimica

Las mediciones en el mundo científico suelen expresarse en unidades del sistema métrico decimal o su moderno sucesor, el sistema internacional de unidades (SI), adoptado por el NBS en 1964. El sistema internacional de unidades (SI) se basa de siete unidades fundamentales. Todas las demás unidades derivan de ellas.

Las conversiones entre unidades SI y de otros sistemas son fáciles y por lo general, directas.
Los sistemas métrico y SI son sistemas decimales, en los que se emplean prefijos para indicar fracciones y múltiplos de diez. Los mismos prefijos se usan en todas las unidades de medición.

Escalas de temperatura

Actualmente se utilizan tres escalas de temperatura. Sus unidades son ºF (grados Fahrenheit), ºC (grados Celsius) y K (Kelvin). En la escala Fahrenheit, que es la más utilizada en Estados Unidos fuera del laboratorio, se definen los puntos de congelacion y ebullición normales del agua en 32 y 212ºF, respectivamente. La escala Celsius divide en 100 grados el intervalo comprendido entre el punto de congelacion (0ºC) y el punto de ebullición del agua (100ºC). El kelvin es la unidad fundamental SI de temperatura; es la escala de temperatura absoluta. El término temperatura absoluta significa que el cero en la escala Kelvin, denotado por 0K, es la temperatura teórica mas baja que puede obtenerse. Por otro lado, 0ºC y 0ºF se basan en el comportamiento de una sustancia elegida de manera arbitraria, el agua.

El tamaño de un grado en la escala Fahrenheit es de sólo 100/80, o sea 5/9 de un grado en la escala Celsius. Para convertir grados Fahrenheit a grados Celsius, se escribe

?ºC = (ºF - 32ºF) x  5ºC
                                9ºF

Para convertir grados Celsius a grados Fahrenheit se utiliza la siguiente ecuación

?ºF = 9ºF x (ºC) + 32ºF
         5ºC

Tanto la escala Celsius como la Kelvin tienen unidades de igual magnitud; es decir, un grado celsius equivale a un grado kelvin. Los grados experimentales han demostrado que el cero absoluto en la escala Kelvin aquivale a -273.15ºC en la escala Celsius.

Entonces, para convertir grados Celsius a grados kelvin se utiliza la siguiente ecuación:

?K = (ºC + 273.15ºC)1K 
                                   1ºC

A menudo sera necesario hacer conversiones entre grados Celsius y grados Fahrenheit, entre los grados Celsius y Kelvin. 

Densidad

La ecuación de densidad es

Densidad=   masa  
                  volumen

o

        d= m
              V

Donde d, m, y V, significan densidad, masa y volumen, respectivamente. Como la densidad es una propiedad intensiva y no depende de la cantidad de masa presente, para un material dado, la relación de masa a volumen siempre es la misma; en otras palabras, V aumenta conforme aunmenta m.

La unidad derivada del SI para la densidad es el kilogramo por metro cubico (kg/m³). Esta unidad es demasiado grande para la mayoria de las aplicaciones en química; por lo que la unidad gramos por centímetro cúbico (g/cm³) y su equivalente (g/mL), se utilizan más a menudo para exresar las densidades de sólidos y líquidos. Como las densidades de los gases son muy bajas, para ello se emplea la unidad gramos por litro (g/L):

1 g/cm³ = 1 g/mL = 1.000 kg/m³

1 g/L = 0.001 g/mL

Cambios químicos y físicos

Se ha descrito la reacción del magnesio cuando se quema en el oxígeno del aire. Esta reacción, dijimos que es un cambio químico. En cualquier cambio quimico, 1) se utilizan una o más sustancias (al menos parcialmente); 2) se forman una o más sustancias nuevas; y 3) se libera o se absorbe energía. Cuando las sustancias experimentan cambios químicos, demuestran sus propiedades químicas. Por otra parte, un cambio físico ocurre sin que se dé un cambio en la composición química. En forma general, las propiedades físicas se alteran considerablemente cuando la materia experimenta cambios físicos. En los cambios químicos siempre se libera o absorbe energía. Se necesita energía para fundir hielo y para hervir agua. Por el contrario, la condensación de vapor para formar agua líquida siempre libera energía, como ocurre en la congelación de agua líquida para formar hielo.

Propiedades físicas y químicas de la materia

Las sustancias se caracterizan por sus propiedades y 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 él y registrando la temperatura a la cual se transforma en agua. El agua difiere del hielo sólido en apariencia, no en su composición, por lo que este cambio es físico; es pobile congelar el agua para recuperar el hielo original. Por lo tanto, el punto de fusión de una sustancia es una propiedad física. De igual manera, cuando se dice que el hielo gaseoso es más ligero que el aire, se hace referencia en una propiedad física.

Por otro lado, el enunciado "el hidrógeno gaseoso se quema en presencia de oxígeno gaseoso para formar agua" describe una propiedad química del hidrógeno, ya que para observar esta propiedad se debe efectuar un cambio químico, en ese caso la combustión. Después del cambio, los gases originales, hidrógeno y oxígeno, habrán desparecido y quedará una sustancia química distinta, el agua. No es posible recuperar el hidrógeno del agua por medio de un cambio físico como la ebullición o la congelación.

Cada ves que se prepara un huevo cocido se produce un cambio químico. Al ser sometido a una temperatura de aproximadamente 100ºC, tanto la clara como la yema experimentan cambios que modifican no sólo su aspecto físico, sino también su composición. Al comerse, cambia otra vez la composición del huevo por efecto de las sustancias presentes en el organismo, denominadas enzimas. Esta acción digestiva es otro ejemplo de un cambio químico tanto de los alimentos como de las enzimas implicadas.

Todas las propiedades de la materia que se puede medir, pertenecen a una de dos categorias: propiedades extensivas y propiedades intensivas. El valor medido de una propiedad extensiva depende de la cantidad de materia considerada. La masa que es la cantidad de materia de una cierta muestra de una sustancia, es una propiedad extensiva. Más materia significa más masa. Los valores de una misma propiedad extensiva se pueden sumar. por ejemplo, dos monedas de cobre tendran la masa resultante de la suma de las masas individuales de cada moneda, así como la longitud de dos canchas de tenis es la suma de la longitud de cada una de ellas. El volumen, definido como longitud elevada al cubo, es otra propiedad extensiva. El valor de una cantidad extensiva depende de la cantidad de materia.

El valor medido de una propiedad intensiva no depende de cuanta materia se considere. La densidad, definida como la masa de un objeto dividida entre su volumen, es una propiedad intensiva. La temperatura es también una propiedad intensiva. Suponga que se tiene dos recipientes, de agua a la misma temperatura; si se mezclan en un recipiente grande, la temperatura de esta mayor cantidad de agua será la misma que la del agua del recipiente separado. A diferencia de la masa, la longitud y el volumen, la temperatura y otras propiedades intensivas no son aditivas.

Alimentos y Agricultura

¿Cómo se podría lograr alimentar a la población mundial que aumenta con rapidez? En los países pobres, la agricultura ocupa alrededor del 80% de la fuerza laboral y la mitad del presupuesto de una familia promedio se gasta en comestibles. Esta es una tremenda derrama de los recursos de una nación. Los factores que afectan la producción agrícola son la riqueza del suelo, los insectos y las enfermedades que dañan a los cultivos y la maleza que compite por los nutrientes. Además de la irrigación, los granjeros dependen de los fertilizantes y de los pesticidas para aumentar el rendimiento de los cultivos. Desde 1950, se ha utilizado la aplicación indiscriminada de potentes productos químicos para el tratamiento de los cultivos que son atacados por plagas. Con frecuencia, estas medidas han tenido graves efectos en el ambiente; aún el uso excesivo de fertilizantes es dañino para la tierra, el agua y el aire.

Para satisfacer las demandas de alimentación del siglo XXI, deben idearse nuevas estrategias para la agricultura. Ya se ha demostrado que, por medio de la biotecnología, es posible obtener cultivos mas abundantes y de mejor calidad. Estas técnicas pueden aplicarse a diferentes productos agrícolas, no sólo para mejorar la producción, sino también para aumentar las cosechas anuales. Por ejemplo, se sabe que un tipo de bacteria produce una molécula proteíca que es tóxica para las orugas. Al incorporarse en los cultivos el gen que codifica esta toxina, las plantas pueden protegerse por si mismas sin necesidad de utilizar pesticidas. Los científicos también han encontrado un modo de prevenir la reproducción de la plaga de insectos. Los insectos se comunican entre si al producir y reaccionar ante moléculas especiales llamadas feromonas. Con la identificación y síntesis de las feromonas implicadas en el apareamiento de los insectos, es posible con el ciclo reproductivo de los insectos, es posible inducir el apareamiento temprano de los insectos o engañar a las embras para que se apareen con machos estériles. Además los químicos tienen la posibilidad de idear los medios para aumentar la producción de fertilizantes que sean menos nocivos para el ambiente, así como producir sustancia que eliminen selectivamente a las hierbas nocivas.

Materiales y tecnología

En el siglo XX la investigación y el desarrollo de la química han dado nuevos materiales para mejorar notoriamente la calidad de vida, y contribuido con infinidad de métodos, al avance de la tecnología. Algunos ejemplos son los polímeros (incluídos el caucho y el nailon), la cerámica (como los utensillos de cocina), los cristales líquidos (como los de las pantallas electrónicas), los adhesivos (utilizados en el papel para notas) y los materiales de recubrimiento (por ejemplo pinturas vinilicas).

¿Qué otros avances tecnológicos se esperan para el futuro inmediato? Una posibilidad son los materiales superconductores a temperatura ambiente. La electricidad se transporta por cables de cobre que no son conductores perfectos y, por consiguiente, se pierde, en forma de calor, alrededor del 20% de la energía eléctrica entre la planta de energía y el hogar, lo cual es un enorme desperdicio. Los superconductores son materiales que no tienen resistencia eléctrica y, por tanto, pueden conduicir la electricidad sin pérdida de energía. Aunque se conoce desde hace 80 años el fenómeno de superconductividad a muy bajas temperaturas (mas de 400 grados Fahrenheit por debajo del punto de congelación del agua) no fue sino hasta mediados de la década de 1980 cuando se logró un avance importante al demostrar que es posible fabricar materiales que se comporten como superconductores a (o casi) la temperatura ambiente. En esta búsqueda, ha sido importante la contribucion de los químicos en el diseño de la sínstesis de nuevos materiales que prometen ser útiles. En los próximos 30 años se verán superconductores de alta temperatura aplicados a gran escala en imágenes de resonancia magnética (IRM), en trenes elevados y en fusión nuclear.

Si se tuviera que mencionar un avance tecnológico que haya moldeado la vida más que ningún otro, ese sería la computadora. La "máquina" que dirige la constante revolución de las copmputadoras, es el microprocesador, diminuto chip de silicio que ha inspirado a incontables inventos, como las computadoras portátiles y los equipos fax. La eficiencia de un microprocesador se juzga por la velocidad con la que hace operaciones matemáticas, como la adición. El ritmo del progreso es tal que, desde su introducción, los microprocesadores han duplicado su velocidad cada 18 meses. La calidad de cualquier microprocesador depende de la pureza del chip de silicio y de la habilidad para añadir la cantidad necesaria de otras sustancias, por lo cual los químicos desempeñan una función importante en la investigación y en el desarrollo de los chips de silicio. Para el futuro, los científicos han empezado a explorar la posibiidad de la "computación molecular"; es decir, reemplazar el silicio con moléculas. Las ventajas de esto son que ciertas moléculas se les puede inducir para que respondan a la luz y no a los electrones, de tal manera que en vez de computadoras electrónicas se tendrían computadoras ópticas. Con la ingenieria genética apropiada, los científicos pueden sintetizar dichas moléculas utilizando microorganismos en lugar de grandes fábricas. Las computadoras ópticas también podrían tener una capacidad de memoria mucho mayor que las electrónicas.

Estados de la materia

La materia se clasifica en tres estados, aun cuando algunos ejemplos no se ajusten completamente a cualquiera de las tres categorías. En el estado sólido las sustancias son rígidas y tienen forma definida. El volumen de los sólidos no varía en forma considerable con los cambios de temperatura y presión; en algunos sólidos denominados cristalinos, las partículas individuales que los conforman ocupan posiciones definidas en la estructura cristalina. Las fuerzas de interacción entre las partículas individuales determinan la dureza y la resistencia del cristal. En el estado líquido las partículas individuales están confinadas en un volumen dado. Los líquidos fluyen y toman la forma del recipiente que los contiene; sin que su volumen varíe. Los líquidos son difíciles de comprimir. Los gases son menos denso que los líquidos y los sólidos, y ocupan todo el recipiente que los contiene; pueden expandirse hasta el infinito y se comprimen con facilidad. Se concluye que los gases consisten principalmente de espacio vacío; esto es, las partículas individuales están bastante separadas.

Los tres estados de la materia son convertibles entre ellos mismos. Un solido se fundirá, por calentamiento, para formar un líquido. (La temperatura a la cual ocurre esto se denomina punto de fusión.) Un calentamiento ulterior convertirá al líquido en gas. (Esta conversión se lleva a cabo en el punto de ebullición del líquido.) Por otro lado, el enfriamiento de un gas lo condensará para formar un líquido. Cuando el líquido se enfría aún más, se congelará para producir un sólido.

Separación de mezclas

Las muestras de elementos y compuestos rara vez se encuentran en la naturaleza en forma pura, o casi pura, por lo que es necesario separarlos de las mezclas en las que se encuentran. Cuando se prepara un compuesto en el laboratorio, se requieren varios pasos para separarlos en forma pura de la mezcla de reacción donde se formó (subproductos, materiales iniciales sin reaccionar  disolvente). Por lo tanto, la separación de las mezclas es muy importante; a continuación se describen algunos métodos para separar las sustancias puras de las mezclas.

• Filtración

La filtración es el proceso para separar sólidos que se encuentran suspendidos en los líquidos al pasar la mezcla a través de un embudo de filtración; cuando el liquido atraviesa el filtro, las partículas sólidas se retienen en el. La cantidad de plata en una solucion puede determinarse agregando ácido clorhídrico para formar cloruro de plata, el cual se recoge en un filtro, se seca y se pesa.

• Destilación

Un líquido que se vaporiza fñacilmente se llama líquido volátil. Cuando un liquido se calienta a una temperatura lo suficientemente alta, entra en ebullición, es decir, pasa al estado gaseoso o vapor. La destilación es el método por el cual se puede separar en sus componentes una mezcla que contenga sustancias volátiles; por ejemplo, si se calienta una solucion salina, el agua, que es el componente más volátil se evapora dejando atrás la sal sólida. El recipiente en el que se calienta la mezcla se llama matraz de destilación. El condensador es un tubo de vidrio de doble pared. Por la cámara exterior pasa agua fría para condensar el vapor caliente (gas) a un líquido. Cuando una mezcla líquida consta de dos o más líquidos volátiles; se emplea la destilación fraccionada. El líquido con punto de ebullición más bajo en forma general se destila primero. Las columnas fraccionadoras se empacan con perlas de vidrio para tener mayor superficie de contacto para que la parte menos volátil del vapor se condense. La temperatura es mayor en la superficie inferior y menor en la superior de la columna fraccionadora; así el líquido con punto de ebulición más bajo cae al matraz de destilación. Cuando el líquido más volátil se ha evaporado, la temperatura del matraz de destilación aumenta y el siguiente líquido más volátil comienza a evaporarse.

• Cromatografía

La cromatografía consiste en diversas técnicas utilizadas para separar mezclas.

En ella se emplea una fase estacionaria y una movil.

Cromatografía en papel. Si en un pedazo de papel filtro se traza una linea con tinta, los tintes que constituyen la tinta se separaran. Cuando un extremo del papel filtro seco se introduce en agua, cada tinte se aleja de la linea original a velocidad caracteristica propia. Las fibras húmedas del papel son la fase estacionaria y la solución de tinta es la fase móvil. Como los diferentes tintes tienen distinta atracción por las fibras húmedas del papel, se desplazan a lo largo del mismo a distinta velocidad.

Cromatografia en columna. Se hace pasar una mezcla líquida a través de una columna empacada con material absorvente. Después de que los compuestos se absorben en la columna, se agrega disolvente adicional que pasa a través de la misma columna. Algunos compuestos de la mezcla son atraídos por el material absorbente con mayor intensidad que otros. Estos componentens bajan por la columna con mayor lentitud que los que son retenidos con menor intensidad. Los componentes forman bandas a lo largo de la columna que se desplazan a diferente velocidad hasta salir por la parte inferior. Cada fracción se recoge y el compuesto de interés se separa del líquido.

La importancia de las unidades de medida

Desde principio de curso hemos hecho mucho hincapié en la importancia de las unidades de medida a utilizar. Un ejemplo de ello es lo que ocurrió en Septiembre de 1999.




La sonda espacial Mars Climate Orbiter (MCO) fue lanzada por la NASA, desde Cabo Cañaveral, el 11 de diciembre de 1998, con la finalidad de mantenerse en órbita marciana y estudiar el clima del planeta (con un conste global que se valora en unos 125 millones de dólares). El 23 de Septiembre de 1999 se estrelló en Marte y quedó completamente destruida. Según fuentes de la NASA el desastre fue debido a un error en la conversión al Sistema Internacional de unidades de los datos que se habían suministrado al ordenador de abordo.

Sonda Mars Climate

Según los datos que ha proporcionado la NASA, en la construcción, programación de los sistemas de navegación y lanzamiento de la sonda espacial participaron varias empresas. En concreto la Lockheed Martin Astronautics de Denver fue la encargado de diseñar y construir la sonda espacial, mientras que la Jet Propulsion Laboratory de Pasadena fue la encargado de programar los sistemas de navegación de la sonda. Pero resulta que los dos laboratorios no trabajan de la misma manera, el primero de ellos realiza sus medidas y proporciona sus datos con el sistema anglosajón de unidades (pies, millas, libras, ....) mientras que el segundo utiliza el Sistema Internacional de unidades (metros, kilómetros, kilogramos, ...). Así parece que el primero de ellos realizó los cálculos correctamente utilizando el sistema anglosajón y los envío al segundo, pero los datos que proporcionó iban sin especificar las unidades de medida utilizadas (¡grave error!), de tal forma que el segundo laboratorio utilizó los datos numéricos que recibió pero los interpretó como si estuvieran medidos en unidades del Sistema Internacional. El resultado fue que los ordenadores de la nave realizaron los cálculos de aproximación a Marte de una forma errónea, por lo que la nave quedó en una órbita equivocada que provocó la caída sobre el planeta y su destrucción al chocar con la atmósfera marciana.

Esta es tan sólo una muestra de la gran importancia que tiene el uso correcto de las unidades de medida. No es lo mismo utilizar un sistema de unidades que otro. Así el sistema anglosajón mide las longitudes en pies, yardas o millas, mientras que el Sistema Internacional las mide en metros o kilómetros.

1 pie = 0,3048 m
1 milla (terrestre) = 1,61 km

Con las unidades de masa ocurre algo parecido, en el sistema anglosajón se utilizan unidades como onzas o libras, mientras que en el Sistema Internacional se utilizan gramos o kilogramos.

1 onza = 28,35 g
1 libra = 0,453 kg

Fuente:
http://fyqleoariza.blogspot.com.ar/2012/04/la-importancia-de-las-unidades-de.html

El helio primitivo y la teoria del big bang

¿De donde venimos?¿Cómo se origino el universo? Los seres humanos se han hecho estas preguntas desde que fueron capaces de razonar. Las investigaciones que se han realizado para responder estas interrogantes son un ejemplo del método científico.

En los años 40, el físico George Gamow, de nacionalidad ruso-americana, estableció la hipótesis de que nuestro universo se origino en una explosión gigantesca denominada Big Bang ocurrida hace miles de millones de años. En sus primeros instantes, el universo ocupaba un pequeñísimo volumen y su temperatura era tan alta que no la podríamos ni imaginar. Esta abrasadora bola de fuego de radiación mezclada con partículas microscópicas de materia poco a poco se enfrió lo suficiente para que se formaran los átomos. Por influencia de la gravedad, esos átomos se juntaron en cúmulos para formar miles de millones de galaxias, incluyendo la propia galaxia, denominada Vía Láctea.

La idea de Gamow es muy interesante y provocativa y se ha sometido a numerosas pruebas experimentales. Primero, las mediciones mostraron que el universo esta en expansión, es decir, las galaxias se alejan unas de otras a velocidades enormes. Este hecho es consistente con el nacimiento explosivo del universo. Al imaginar la expansión en retroceso, como una película que se regresa, los astrónomos han deducido que el universo nació aproximadamente quince mil millones de años. La segunda observación que apoya la hipótesis de Gamow es la detección de radiación cósmica de fondo. Durante miles de millones de años el universo incandescente se ha enfriado a no mas de 3º Kelvin (-270º C).

A esta temperatura, la mayor parte de la energía esta en la región de la radiación de microondas. Como el Big Bang pudiera haber ocurrido simultáneamente a la formación del pequeñísimo volumen del universo, la radiación generada pudiera haber llenado todo el universo. Por lo tanto, la radiación debería ser la misma en cualquier dirección que se observe. En efecto, las señales de microondas registradas por los astrónomos son independientes de la dirección.

La tercera pieza de evidencia que apoya la hipótesis de Gamow es el descubrimiento del helio primitivo. Los científicos creen que el helio y el hidrógeno (los elementos mas ligeros) fueron los primeros elementos formados en las etapas iniciales de la evolución cósmica. (Se piensa que los elementos mas pesados, como el carbono, nitrógeno y oxigeno se tuvieron que haber originado después a través de reacciones nucleares que incluyeron al hidrógeno y al helio en el centro de las estrellas.) De ser así, se hubiera dispersado un gas difuso de hidrógeno y de helio a través de todo el universo naciente mucho antes de que se formaran las galaxias. En 1995, los astrónomos analizaron la luz ultravioleta de un lejano quasar (una poderosa fuente de luz y de señales de radio que se supone es una galaxia que hizo una explosión en las orillas del universo) y encontraron que una parte de la luz era absorbida por los átomos de helio en su camino a la tierra. Como este quasar particular esta a mas de diez mil millones de años luz, la luz que logra llegar a la tierra revela eventos que ocurrieron hace diez mil millones de años.

¿Por qué no se detecto al hidrógeno en virtud de que es mas abundante? Un átomo de hidrógeno solo tiene solo tiene un electrón, el cual es arrancado por la luz de u quasar en un proceso conocido como ionización, y los átomos ionizados de hidrógeno no pueden absorber nada de luz del quasar. Por otro lado, el átomo de helio tiene dos electrones. La radiación puede quitarle un electrón, pero no siempre los dos. Los átomos ionizados de helio aun pueden absorber la luz, por lo cual es posible detectarlos.

Los defensores de la explicación de Gamow recibieron con regocijo la detección del helio en los extremos del universo. Como un reconocimiento a toda la evidencia acumulada, los científicos en la actualidad se refieren a la hipótesis de Gamow como la teoría del Big Bang. 

fuente:

http://usuarios.multimania.es/webscience/Curiosidades/Archivos/he_bigbang.html

Volumen

La unidad SI de longitud es el metro (m) y la unidad de volumen derivada del SI es el metro cúbico (m^3). Sin embargo, es común que los químicos trabajen con volúmenes mucho menores, como son el centímetro cúbico (cm^3) y el decímetr cúbico (dm^3);

Otra unidad común de volumen es el litro (L). Un litro se define como el volumen que ocupa un decímetro cúbico. El volumen de un litro es igual a 1.000 mililitros (mL) o 1.000 cm^3.

Y un mililitro es igual a un centímetro cúbico.

Unidades del SI

Durante muchos años los cientificos expresaron las mediciones en unidades metricas, relacionadas entre sí decimalmente; es decir, en potencias de 10. Sin embargo, en 1960, la Conferencia General de Pesas y Medidas, que es la autoridad Internacional del Sistema de unidades, propuso un sistema métrico revisado y actualizado, al que denominó Sistema Internacional de Unidades (abreviado SI, del francés Système Internationale d'Unites). Como las unidades métricas, las unidades SI cambian en forma decimal por medio de una serie de prefijos.

Las mediciones que se utlizan con frecuencia en el estudio de la química son tiempo, masa, volumen, densidad y temperatura.

Elementos y compuestos

Las sustancias pueden ser elementos o compuestos. Un elemento es una sustancia que no se puede separar en sustancias más siemples por medios químicos. Hasta la fecha se han identificado 115 elementos, de los cuales 83 se encuentran en forma natural en la tierra. Los demás se han obtenido por medios científicos a través de procesos nucleares.

Por conveniencia, los químicos representan a los elementos mediante símbolos de una o dos letras. La primera letra siempres es mayúscula, pero la siguiente siempre es minúscula. Por ejemplo, Co es el símbolo del elemento cobalto, mientras que CO es la fórmula de la molécula de monóxido de carbono. 

Los símbolos de algunos elementos derivan de su nombre en latín, por ejemplo, Au de aurum (oro), Fe de ferrum (hierro) y Na de natrium (sodio), pero la mayoría derivan de su nombre en inglés

Los átomos de la mayoría de los elementos pueden interactuar con otros para formar compuestos. Por ejemplo, el agua se forma por la combustión de hidrógeno gaseoso en presencia de oxígeno gaseoso. El agua tiene propiedades muy diferentes de aquellas de los elementos que le dieron origen; está formada por dos partes de hidrógeno y una parte de oxígeno. Esta composición no cambia, sin importar si el agua proviene de un grifo de Estados unidos de América, de un lago de Mongolia o de las capas de hielo de Marte. En consecuencia, el agua es un compuesto, una sustancia formada por átomos de dos o más elementos unidos químicamente en proporciones definidas. A diferencia de las mezclas, los compuestos sólo pueden separarse en sus componentes puros por medios químicos.

Tabla de elementos

Sustancias y Mezclas

Una sustancia es una forma que tiene una composición  constante o definida (el número y el tipo de unidades básicas presentes) y propiedades distintivas. Algunos ejemplos son: agua, amoníaco, azucar (sacarosa), oro oxígeno, etc. Las sustancias difieren entre sí por su composición y se pueden identificar por su aspecto, olor, sabor y otras propiedades. A la fecha, el número de sustancias conocidas excede los cinco millones, y la lista aumenta con rapidez.

Una mezcla es una combinación de dos o más sustancias en la cual éstas mantienen su identidad. Algunos ejemplos familiares son aire, bebidas gaseosas, leche y cemento.

Las mezclas no tienen composición fija; muestra de aire colectadas en dos ciudades distintas probablemente tendrán composiciones diversas como resultado de sus diferencias en altitud, contaminación, etcétera.

Las mezclas pueden ser homogéneas o heterogéneas. Cuando una cuchara de azúcar se disuelve en agua, la composición de la mezcla, después de agitar lo suficiente, es la misma en toda la solución. Esta solución es una mezcla homogénea. Sin embargo, si se colocan juntas arena y virutas de hierro resulta una mezcla heterogénea, pues los componentes individuales permanecen físicamente separados y se pueden ver como tales. Cualquier mezcla, ya sea homogénea o heterogénea, se puede separar en sus componentes puros por medios físicos, sin cambiar la identidad de dichos componentes. Así, el azúcar se ñpuede separar de la mezcla homogénea antes descrita evaporando la solución hasta la sequedad. Si se condensa el vapor de agua que se libera, es posible obtener el componente agua. Y se puede utilizar un imán para recuperar las virutas de hierro de la arena, dado que el iman no atrae a esta última. Después de la separación, no habrá ocurrido cambio alguno en la composición de las sustancias que constituían la mezcla.

Ley de la conservación de la materia y la energía

Con el advenimiento de la era nuclear en la década de los 40, los científicos, y posteriormente el mundo entero, comprendieron que la materia se puede convertir en energía. En las reacciones nucleares la materia se transforma en energía. La relación entre materia y energía fue establecida por Albert Einstein mediante su famosa ecuación:

E = mc^2

Esta ecuación establece que la cantidad de energía que se libera, cuando la materia se transforma en energía, es el producto de la masa que se transforma y el cuadrado de la velocidad de la luz. Hasta el momento no se ha observado la transformación de la energía en materia a gran escala; sin embargo, se ha logrado a escala mínima en los "desintegradores atómicos" o aceleradores de partículas utilizados para llevar a cabo reacciones nucleares. Una vez que se reconoce la equivalencia de la materia y la energía se puede expresar la ley de la conservación de la materia y la energía en un enunciado sencillo:

"La cantidad combinada de la materia y energía en el universo es fija"