Algunas bases sobre Química Aplicada

1. Conceptos,
Bases y Leyes
sobre Química
Aplicada

2. 1.- ¿Qué es Química Aplicada?
El objetivo de la química aplicada es establecer las bases químicas de los procesos biológicos y sus
aplicaciones en la alimentación. Se trata de conocer los conceptos básicos en los campos de Química
Inorgánica, Orgánica, Analítica y Fisicoquímica que están implicados en las propiedades y
transformaciones de los alimentos así como en los procesos que tienen lugar en los seres vivos y que
se aplicarán posteriormente en otras áreas como Bioquímica, Fisiología, Bromatología, Farmacología
Aplicada y Nutrición.
2.- ¿Cuántos elementos químicos hay?
Son 118 elementos, 92 naturales y 26 sintéticos.
3.- ¿Cómo se les pone el nombre a los elementos?
Una vez contrastada la existencia del elemento por la Unión Internacional de Química pura y aplicada
(IUPAC), ésta invita a sus descubridores a proponer un nombre, que debe basarse en un concepto
mitológico, un mineral, un lugar, una propiedad o un científico. Junto con el nombre, deben proponer
también el símbolo correspondiente.
4.- ¿Qué es un número atómico?
Atómico significa relativo al átomo, la porción más pequeña en que puede dividirse un elemento
químico manteniendo sus propiedades. Se pensó que era indivisible y de ahí su nombre.
5.- ¿Qué es la Tabla Periódica?
La Tabla Periódica de los elementos presenta a todos ellos organizados según el orden creciente de
sus números atómicos. Se llama periódica porque transcurrido un ‘periodo’ (un cierto número de
casillas) los elementos se agrupan en una nueva fila y se van formando así columnas (grupos o
familias) en las que se sitúan elementos con propiedades químicas parecidas.
6.- ¿Qué es la masa atómica?
La masa de un átomo expresada en “uma” (unidad de masa atómica) o “u”, también llamada Dalton
(Da), la cual es igual a la doceava parte de la masa del átomo de carbono-12.
7.- ¿Qué es una fórmula química?
En su versión más sencilla es una expresión alfanumérica que se utiliza para indicar la composición
de una sustancia química y que se construye a partir de los símbolos de sus elementos
constituyentes, afectados por subíndices numéricos que informan del número de átomos de cada
elemento que entra a formar parte de la sustancia en cuestión.
8.- ¿Qué es un mol?
El mol es la unidad para expresar la cantidad de sustancia en el Sistema Internacional de unidades
(SI) y es el resultado de expresar la masa atómica de un elemento o la masa molecular de un
compuesto en gramos.
9.- ¿Cómo se forman los enlaces químicos?
Las estructuras electrónicas más estables son las de los gases nobles, que son los elementos menos
reactivos. Todo elemento tiende a alcanzar la configuración electrónica más estable o ‘de gas noble’.
Algunos átomos, los electropositivos, lo hacen cediendo electrones hasta completar la configuración
más estable, con lo que quedan con un defecto de carga negativa.
10.- ¿De dónde se obtienen los polímeros sintéticos?

3. Al principio del carbón y actualmente del petróleo. La fabricación de gasolinas por rotura (craqueo) de
las grandes cadenas de hidrocarburos del petróleo, deja compuestos con cadenas carbonadas cortas
(C2 a C4).
11.- ¿Puede producirse electricidad químicamente?
Efectivamente, las pilas galvánicas o células son dispositivos capaces de producir corriente eléctrica
a partir de una reacción química en la que tenga lugar un intercambio de electrones (reacción de
oxidación-reducción o proceso redox).
12.- ¿Por qué las sales conducen la corriente?
Porque son electrolitos. Los electrolitos son aquellas sustancias que al disolverse en agua permiten el
paso de la corriente eléctrica. Uno de los electrolitos más empleados en la vida cotidiana es la sal
común (cloruro de sodio NaCl).
13.- ¿Cómo se mide el pH?
Una de las maneras más sencillas para determinarlo consiste en utilizar sustancias indicadoras, que
cambian de color (viran) en un intervalo estrecho de valores del pH.
14.- ¿Cómo se mide la acidez?
La concentración de un ácido en una disolución se puede determinar haciendo una valoración ácido-
base. Para ello, a un volumen conocido de la disolución de ácido se le va añadiendo poco a poco
disolución de álcali cuya concentración se conoce.
15.- ¿Qué es un nanomaterial?
El prefijo ‘nano’ se refiere a las dimensiones: un nanómetro (nm) es la millonésima parte de un
milímetro (mm). Los nanomateriales son todos aquellos materiales que al menos en una de sus
dimensiones son inferiores a 100 nm.
16.- ¿Qué es un gas ideal?
Es un gas teórico compuesto de un conjunto de partículas puntuales con desplazamiento aleatorio
que no interactúan entre sí. El concepto de gas ideal es útil porque el mismo se comporta según la ley
de los gases ideales, una ecuación de estado simplificada, y que puede ser analizada mediante
la mecánica estadística.
17.- ¿Qué es un gas real?
Es un gas que exhibe propiedades que no pueden ser explicadas enteramente utilizando la ley de los
gases ideales. Para entender el comportamiento de los gases reales, lo siguiente debe ser tomado en
cuenta: efectos de compresibilidad, capacidad calorífica específica variable, fuerzas de Van der
Waals, efectos termodinámicos del no-equilibrio y cuestiones con disociación molecular y reacciones
elementales con composición variable.
18.- ¿Cuáles son las tres clases básicas de gas ideal?
El clásico o gas ideal de Maxwell-Boltzmann, el gas ideal cuántico de Bose, compuesto de bosones, y
el gas ideal cuántico de Fermi, compuesto de fermiones.

4. 19.- ¿Que son las fuerzas Van der Waals?
Son las fuerzas atractivas o repulsivas entre moléculas (o entre partes de una misma molécula)
distintas a aquellas debidas a un enlace covalente o a la interacción electrostática de iones con otros
o con moléculas neutras.
20.- ¿Que son las fuerzas de dispersión de London?
Denominadas así por el físico alemán Fritz London, quien las investigó en 1930. Son fuerzas
intermoleculares débiles que surgen de fuerzas interactivas entre multipolos temporales
en moléculas sin momento multipolar permanente. Las fuerzas de dispersión de London también son
conocidas como fuerzas de dispersión. Las fuerzas de London pueden ser exhibidas por moléculas
no polares debido a que la densidad electrónica se mueve alrededor de la molécula de una manera
probabilística (ver teoría mecánico cuántica de las fuerzas de dispersión). Hay una gran probabilidad
de que la densidad electrónica no esté distribuida por igual en una molécula apolar. Cuando los
electrones están desigualmente distribuidos, existe un multipolo temporal.
21.- ¿Que son las fuerzas de Dipolo-Dipolo?
Consiste en la atracción electrostática entre el extremo positivo de una molécula polar y el negativo
de otra. El enlace de hidrógeno es un tipo especial de interacción dipolo-dipolo. Las fuerzas
electrostáticas entre dos iones disminuyen de acuerdo con un factor 1/d2
a medida que aumenta su
separación d. En cambio, las fuerzas dipolo-dipolo varían según 1/d3
(d elevado a la tercera potencia)
y sólo son eficaces a distancias muy cortas; además son fuerzas más débiles que en el caso ion-ion
porque q+ y q- representan cargas parciales.
22.- ¿Qué dice la Ley del Avogadro?
Volúmenes iguales de distintas sustancias gaseosas, medidos en las mismas condiciones
de presión y temperatura, contienen el mismo número de partículas
23.- ¿Qué es la Ley del Graham?
Establece que las velocidades de difusión y efusión de los gases son
inversamente proporcionales a las raíces cuadradas de sus
respectivas masas molares.
24.- ¿Qué es la Ley de los Gases Ideales?
Un gas hipotético formado por partículas puntuales, sin atracción ni repulsión entre ellas y cuyos
choques son perfectamente elásticos (conservación de momento y energía cinética). La energía
cinética es directamente proporcional a la temperatura en un gas ideal. Los gases reales que más se
aproximan al comportamiento del gas ideal son los gases monoatómicos en condiciones de baja
presión y alta temperatura.
25.- ¿Cuál es la ecuación de los Gases Ideales?
Si se quiere expresar en función del volumen total, se tiene lo siguiente:
26.- ¿Qué establece la Ley de las Presiones Parciales?
Establece que la presión de una mezcla de gases, que no reaccionan químicamente, es igual a la
suma de las presiones parciales que ejercería cada uno de ellos si sólo uno ocupase todo
el volumen de la mezcla, sin variar la temperatura. La ley de Dalton es muy útil cuando deseamos
determinar la relación que existe entre las presiones parciales y la presión total de una mezcla.

5. 27.- ¿Cuál es la ecuación de la Ley de Dalton?
Se establece que la presión total de una mezcla de gases es igual a la suma de las presiones
parciales de los gases individuales. Así pues:
28.- ¿Qué establece la Ley de Amagat?
Establece que en una mezcla de gases, cada gas ocupa su volumen como si los restantes gases no
estuvieran presentes. El volumen específico de un determinado gas en una mezcla se llama volumen
parcial (v). El volumen total de la mezcla se calcula simplemente sumando los volúmenes parciales
de todos los gases que la componen.
29.- ¿Cuál es la ecuación de la Ley de Amagat?
Esta es la expresión experimental del volumen como
una magnitud extensiva.
30.- ¿Cuál es la ecuación de la Ley de Van der Waals?
Dónde:
p es la presión del fluido, medido en atmósferas,
v es el volumen en el que se encuentran las partículas dividido por el número de partículas (en litros),
k es la constante de Boltzmann,
T es la temperatura, en kelvin,
a' es un término que tiene que ver con la atracción entre partículas,
b' es el volumen medio excluido de v por cada partícula.
31.- ¿Cuál es la ecuación de Berthelot?
32.- ¿Qué es el factor de compresibilidad?
Conocido también como el factor de compresión, es la razón del volumen molar de un gas con
relación al volumen molar de un gas ideal a la misma temperatura y presión. Es una
propiedad termodinámica útil para modificar la ley de los gases ideales para ajustarse al
comportamiento de un gas real. En general, la desviación del comportamiento ideal se vuelve más
significativa entre más cercano esté un gas a un cambio de fase, sea menor la temperatura o más
grande la presión.
33.- ¿Qué es un sistema abierto?
Se da cuando existe un intercambio de masa y de energía con los alrededores; es por ejemplo, un
coche. Le echamos combustible y él desprende diferentes gases y calor.
34.- ¿Qué es un sistema cerrado?
Se da cuando no existe un intercambio de masa con el medio circundante, sólo se puede dar un
intercambio de energía; un reloj de cuerda, no introducimos ni sacamos materia de él. Solo precisa un
aporte de energía que emplea para medir el tiempo.

6. 35.- ¿Qué es un sistema aislado?
Se da cuando no existe el intercambio ni de masa y energía con los alrededores; ¿Cómo encontrarlo
si no podemos interactuar con él? Sin embargo un termo lleno de comida caliente es una
aproximación, ya que el envase no permite el intercambio de materia e intenta impedir que la energía
(calor) salga de él. El universo es un sistema aislado, ya que la variación de energía es
cero
36.- ¿Qué es una Pared (límite, frontera) de un sistema?
Es la división, que puede ser material o no, entre el sistema y sus alrededores. A través de la pared
del sistema puede ocurrir intercambio de trabajo, calor o materia. Puede pensarse que tiene
propiedades especiales que sirven para: a) aislar al sistema de su entorno o para b) permitir la
interacción de un modo específico entre el sistema y su ambiente.
37.- Propiedades Extensivas
Son las que dependen de la cantidad de sustancia del sistema, y son recíprocamente equivalentes a
las intensivas. Una propiedad extensiva depende por tanto del «tamaño» del sistema. Una propiedad
extensiva tiene la propiedad de ser aditiva en el sentido de que si se divide el sistema en dos o más
partes, el valor de la magnitud extensiva para el sistema completo es la suma de los valores de dicha
magnitud para cada una de las partes.
38.- Propiedades Intensivas
Son aquellas que no dependen de la cantidad de sustancia o del tamaño de un sistema, por lo que su
valor permanece inalterado al subdividir el sistema inicial en varios subsistemas, por este motivo no
son propiedades aditivas.
39.- ¿Qué dice la Primera Ley de la Termodinámica?
Establece que si se realiza trabajo sobre un sistema o bien éste intercambia calor con otro, la energía
interna del sistema cambiará.
40.- ¿Qué es un proceso Irreversible?
Los procesos reales se producen en una dirección preferente. Es así como el calor fluye en forma
espontánea de un cuerpo más cálido a otro más frío, pero el proceso inverso sólo se puede lograr con
alguna influencia externa. Cuando un bloque desliza sobre una superficie, finalmente se detendrá. La
energía mecánica del bloque se transforma en energía interna del bloque y de la superficie. Estos
procesos unidireccionales se llaman procesos irreversibles. En general, un proceso es irreversible si
el sistema y sus alrededores no pueden regresar a su estado inicial.
41.- ¿Qué es un proceso Reversible?
Un proceso es reversible si su dirección puede invertirse en cualquier punto mediante un cambio
infinitesimal en las condiciones externas. Una transformación reversible se realiza mediante una
sucesión de estados de equilibrio del sistema con su entorno y es posible devolver al sistema y su
entorno al estado inicial por el mismo camino. Reversibilidad y equilibrio son, por tanto, equivalentes.
42.- ¿Qué es un proceso Isotérmico?
Es el cambio reversible en un sistema termodinámico, siendo dicho cambio a temperatura constante
en todo el sistema. La compresión o expansión de un gas ideal puede llevarse a cabo colocando el
gas en contacto térmico con otro sistema de capacidad calorífica muy grande y a la misma
temperatura que el gas; este otro sistema se conoce como foco calórico.
43.- ¿Qué es un proceso Isobárico?
Es un proceso en el cual un gas se expande (o contrae) mientras que la presión del mismo no varía.

7. 44.- ¿Qué es un proceso Isocórico?
Es un proceso termodinámico en el cual el volumen permanece constante. Esto implica que el
proceso no realiza trabajo presión-volumen.
45.- ¿Qué es un proceso Adiabático?
Es un proceso en el cual el sistema termodinámico (generalmente, un fluido que realiza un trabajo) no
intercambia calor con su entorno. Un proceso adiabático que es además reversible se conoce
como proceso isoentrópico. El extremo opuesto, en el que tiene lugar la máxima transferencia de
calor, causando que la temperatura permanezca constante, se denomina proceso isotérmico. El
término adiabático hace referencia a elementos que impiden la transferencia de calor con el entorno.
46.- ¿Qué es Diatermancia?
Se denomina diatermancia a la propiedad del aire atmosférico de ser atravesado por los rayos solares
sin calentarse por ello (de "día", a través, y "termancia", calentamiento).
47.- ¿Qué es un proceso Isoentrópico?
Es un proceso en el que la entropía del fluido que forma el sistema permanece constante.
48.- ¿Qué es un foco térmico?
Es un sistema que puede entregar y/o recibir calor, pero sin cambiar su temperatura.
49.- ¿Qué es un equilibrio térmico?
Toda sustancia por encima de los 0 kelvin (-273,15 °C) emite calor. Si dos sustancias en contacto se
encuentran a diferente temperatura, una de ellas emitirá más calor y calentará a la más fría. El
equilibrio térmico se alcanza cuando ambas emiten, y reciben la misma cantidad de calor, lo que
iguala su temperatura.
50.- ¿Qué es un medio externo?
Se llama medio externo o ambiente a todo aquello que no está en el sistema pero que puede influir en
él.
51.- ¿Qué dice la Segunda Ley de la Termodinámica?
En un estado de equilibrio, los valores que toman los parámetros característicos de un sistema
termodinámico cerrado son tales que maximizan el valor de una cierta magnitud que está en función
de dichos parámetros, llamada entropía. La cantidad de entropía del universo tiende a incrementarse
con el tiempo.
52.- ¿Cuál es el enunciado de Clausius?
«No es posible ningún proceso cuyo único resultado sea la extracción de calor de un recipiente a una
cierta temperatura y la absorción de una cantidad igual de calor por un recipiente a temperatura más
elevada».
53.- ¿Qué es el Principio cero de la termodinámica?
El principio establece que existe una determinada propiedad, denominada temperatura empírica, que
es común para todos los estados de equilibrio que se encuentren en equilibrio mutuo con uno dado.

8. 54.- ¿Qué es el estado líquido?
Es un estado de agregación de la materia en forma de fluido altamente incompresible lo que significa
que su volumen es, bastante aproximado, en un rango grande de presión.
55.- ¿Qué es el punto de ebullición?
Es aquella temperatura en la cual la presión de vapor del líquido iguala a la presión de vapor del
medio en el que se encuentra. Coloquialmente, se dice que es la temperatura a la cual la materia
cambia del estado líquido al estado gaseoso.
56.- ¿Que es el punto de congelación?
Es la temperatura a la que dicho líquido se solidifica debido a una reducción de energía.
57.- Menciona alguna de las propiedades de los líquidos
Viscosidad, Fluidez, Presión de vapor, Cohesión, Adhesión, Tensión Superficial, Capilaridad.
58.- ¿Qué es la propiedad de Viscosidad?
Los líquidos se caracterizan porque las fuerzas internas del mismo no dependen de
la deformación total, aunque usualmente sí dependen de la velocidad de deformación, eso significa
que en la práctica para mantener la velocidad en un líquido es necesario aplicar una fuerza o presión,
y si dicha fuerza cesa el movimiento del fluido cesa eventualmente tras un tiempo finito.
59.- ¿Que es la fluidez?
La fluidez es una característica de los líquidos o gases que les confiere la habilidad de poder pasar
por cualquier orificio o agujero por más pequeño que sea, siempre que esté a un mismo o
inferior nivel del recipiente en el que se encuentren (el líquido). La fluidez se debe a que un fluido
puede adquirir una deformación arbitrariamente grande sin necesidad de ejercer una tensión
mecánica,
60.- ¿Qué es Adhesión?
Es la propiedad de la materia por la cual se unen y plasman dos superficies de sustancias diferentes
cuando entran en contacto, y se mantienen juntas por fuerzas intermoleculares.
61.- ¿Que es Presión de Vapor?
En equilibrio con su forma líquida, la llamada presión de vapor, solo depende de la temperatura; su
valor a una temperatura dada es una propiedad característica de todos los líquidos. También lo son
el punto de ebullición, el punto de solidificación y el calor de vaporización (esencialmente, el calor
necesario para transformar en vapor una determinada cantidad de líquido).
62.- ¿Cuál es la ecuación de Clausius-Clapeyron?
63.- ¿Que es una Transición de Fase?
Una transición de fase es la transformación de un sistema termodinámico de una fase a otra. Un
ejemplo son los cambios de estado (transiciones entre los estados de agregación de la materia),
aunque el concepto también se refiere a cualquier otra transformación entre fases.

9. 64.- ¿Qué es un circuito impreso?
Es la superficie constituida por caminos, pistas o buses de material conductor laminadas sobre una
base no conductora. El circuito impreso se utiliza para conectar eléctricamente a través de las pistas
conductoras, y sostener mecánicamente, por medio de la base, un conjunto de componentes
electrónicos.
65.- ¿En qué consiste el Método fotográfico para un circuito impreso?
El fotograbado utiliza una fotomecánica y grabado químico para eliminar la capa de cobre del
sustrato. La fotomecánica usualmente se prepara con un fotoplóter, a partir de los datos producidos
por un programa para el diseño de circuitos impresos. Algunas veces se utilizan transparencias
impresas en una impresora láser como foto herramientas de baja resolución.
66.- ¿En qué consiste el Método Serigráfico para un circuito impreso?
La impresión serigráfica utiliza tintas resistentes al grabado para proteger la capa de cobre. Los
grabados posteriores retiran el cobre no deseado. Alternativamente, la tinta puede ser conductiva, y
se imprime en una tarjeta virgen no conductiva. Esta última técnica también se utiliza en la fabricación
de circuitos híbridos.
67.- ¿En qué consiste el Método Directo para un circuito impreso?
El atacado de la placa virgen se puede realizar de diferentes maneras. La mayoría de los procesos
utilizan ácidos o corrosivos para eliminar el cobre excedente. Existen métodos de galvanoplastia que
funcionan de manera rápida, pero con el inconveniente de que es necesario atacar al ácido la placa
después del galvanizado, ya que no se elimina todo el cobre.
68.- ¿Qué es un material Cerámico?
Es un tipo de material inorgánico, no metálico, buen aislante y que además tiene la propiedad de
tener una temperatura de fusión y resistencia muy elevada. Asimismo, su módulo de
Young (pendiente hasta el límite elástico que se forma en un ensayo de tracción) también elevado,
además presentan un modo de rotura frágil.
69.- ¿Qué es la Contaminación?
Es la introducción de sustancias en un medio que provocan que este sea inseguro o no apto para su
uso. El medio puede ser un ecosistema, un medio físico. El contaminante puede ser una sustancia
química, energía (radiactividad).
70.- ¿Qué es el Reciclaje?
Es un proceso cuyo objetivo es convertir desechos en nuevos productos para prevenir el desuso de
materiales potencialmente útiles, reducir el consumo de nueva materia prima, reducir el uso de
energía, reducir la contaminación del aire (a través de la incineración) y del agua (a través de los
vertederos) por medio de la reducción de la necesidad de los sistemas de desechos convencionales,
así como también disminuir las emisiones de gases.
71.- ¿Qué es el Composteo?
El proceso de descomposición de materia orgánica mediante la acción de microorganismos
específicos y mezcla de tierra.
72.- ¿Qué es la Pirolisis?
Es la descomposición química de materia orgánica y todo tipo de materiales,
excepto metales y vidrios, causada por el calentamiento a altas temperaturas en ausencia
de oxígeno (y de cualquier halógeno).

10. 73.- ¿Qué es la Incineración?
Es la combustión completa de la materia orgánica hasta su conversión en cenizas, usada en el
tratamiento de basuras: residuos sólidos urbanos, industriales peligrosos y hospitalarios, entre otros.
Tanto la incineración, como otros procesos de tratamiento de basuras a alta temperaturas son
descritos como "tratamiento térmico".
74.- ¿Qué es la Filtración?
Es el proceso unitario de separación de sólidos en suspensión en un líquido mediante un medio
poroso, que retiene los sólidos y permite el pasaje del líquido.
75.- ¿Qué es el Confinamiento?
Es el proceso mediante el cual se excluyen sustancias peligrosas en algún lugar ubicado para el
Confinamiento.