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Materia
“Los átomos y las moléculas son los únicos recursos con los que
cuentan los humanos y la naturaleza para realizar sus cosas”.
Su herramienta es la Química
La Química es una ciencia que estudia la MATERIA en lo que se refiere a su
naturaleza, composición , su transformación y cambios energéticos asociados a estas . No
puede darse una definición de la materia mediante conceptos corrientes y, análogamente a
las categorías de espacio y tiempo de las que tenemos idea por sus cualidades, es más
sencillo describir la materia por las propiedades que son comunes a todos los cuerpos
materiales. (Ciencia Es el conjunto de conocimientos ordenado sistemáticamente acerca
del universo obtenidos por la observación y el razonamiento que permiten la
deducción de principios y leyes generales. La ciencia es el conocimiento sobre la
verdadera naturaleza del universo )
La química se divide en cinco grandes ramas:
• General • Inorgánica
• Orgánica
• Analítica
• Biológica
Método científico
Esquema del método científico
Qué es materia: todo lo que ocupa lugar en el espacio, tiene peso y masa. Los componentes básicos son átomos ensamblados, pueden ser rígidos o fluidos, posee propiedades química o físicas.
Estados de la materia
Solido: Las moléculas se mantienen unidas en forma organizada, con poca libertad
de movimiento. Tiene forma y volumen propio. Las partículas que lo forman vibran,
están muy juntas, por lo que no se puede comprimir. Predomina la fuerza de
atracción que es muy intensa.
Liquido: Las moléculas están unidas pero no en una posición tan rígida y se pueden
mover libremente. Tienen volumen pero no forma. Se adaptan al recipiente que lo
contiene. La fuerza de atracción o repulsión se equilibran. No son compresibles.
Gas: No tienen forma ni volumen propio, sino que se adaptan al recipiente que lo
contiene. Las moléculas están muy separadas y se mueven libremente a gran
velocidad. La fuerza de atracción es nula. Son compresibles.
• Libro Raymond Chang
CAMBIOS DE ESTADO:cambio físico y reversible, lo cual consumen o emiten
energía. Cuanto mas calor hay en el entorno mas rápido suceden estos fenómenos.
La materia se puede presentar en tres estados, según el movimiento de sus particulas:
*Estado Sólido: Las particulas están ordenadas y se mueven oscilando alrededos de sus
posisiones.
*Estado Líquido: Las particulasestan muy próximas, moviéndose con libertad y de forma
desordenada. Aumentando la temperatura, conseguimos un aumento de movimiento de
ellas.
*Estado Gaseoso: Las particulas se mueven libremente, ocupando todo el espacio
disponible. Si lo calentamos, absorben energía, ganan velocidad y la temperatura sube.
Solidificacion: Es un proceso físico que consiste en el cambio de estado de la materia de liquidoasolido,producido por una disminucion en la temperatura o por una compresion de este material. Sublimación: (o Volatilización) es el proceso que consiste en el cambio de estado de solido a gaseoso sin pasar por el estado líquido. Ej: Iodo, hielo seco. Condensación: (o Licuación) proceso por el cual del estado gaseoso se pasa al líquido. Ej: el rocío en la madrugada. Vaporizacion: (ebullición o evaporación) proceso por el cual un líquido se tranforma en gas. Ej: evaporacion, alcohol a temperatura ambiente. ebullición, agua + calor. Cristalización: (o sublimación inversa) proceso por el cual a partir de un gas establece enlaces, hasta formar una red cristalina. Paso de gas asolido. Ej: proceso de formacion de la sal o el azúcar.
Fusión: Proceso físico que consiste en el cambio de estado de sólido y líquido, por accion del calor. Ej: hielo a temperatura ambiente.
Propiedades Intensivas y Extensivas
Intensivas:no depende de la cantidad de la materia.
por ejemplo: punto de fisión, punto de ebullición, densidad, dureza. Extensivas:dependen de la cantidad de materia considerada. A diferencia de las
anteriores, estas propiedasdes pueden sumarse.
por ejemplo: volumen, peso, longitud, cantidad de calor intercambiado.
Propiedades físicas y químicas. PROPIEDADES FÍSICAS: pueden observarse y medirse sin que se modifique la
naturaleza química ni la composición de la sustancia analizada. porej: punto de ebullición,
dureza,densidad,brillo.
Cuando solo se modifican las propiedades física al realizar una transformación, se
produce en la materia un cambio físico. No cambia la estructura de la materia; no se crea ni
se destruye; forma sistemas nuevos; cambia de estado; el cambio de energía en las
transformaciones físicas es bajo.
Ejemplo: Al calentar el hielo para convertirlo en agua, la materia pasa de estado
solido a liquido, pero sigue siendo agua.
PROPIEDADES QUÍMICAS: sólo pueden ser observadas a través de
transformaciones que experimentan la materia tanto en su naturaleza como en su
composición. Por ej: capacidad para reaccionar con ciertas sustancias, tendencia a correrse,
a explotar.cuando al realizar un cambio s modifica la composición y la naturaleza de la
materia, se produce un cambio químico.
Aparecen compuestos nuevos, donde actúan Reactivos para dar Productos. No son
reversibles y el cambio de energía es alto.
LAS PROPIEDADES Y TRANSFORMACIONES FISICAS:
Una propiedad física es la que tiene una muestra, mientras no cambie su
composición.
EJ: con un martillo se pueden separar láminas de cobre. Esto sucede porque
algunos sólidos son maleables.
Otras propiedades físicas del cobre son: la capacidad de ser estirado en forma de
alambre (ductilidad), capacidad de conducir el calor y la electricidad.
En cambio, si golpeamos un trozo de azufre con un martillo, se deshace en forma
de polvo fino, ya que el azufre es frágil.
En una transformación física pueden cambiar alguna de las propiedades físicas de
la muestra de la materia, pero su composición permanece inalterada.
EJ: cuando el agua liquida se congela, formando agua sólida (hielo), el agua
cambia de estado, pero no de composición, ésta permanece inalterada.
La composición en masa seria 11,19 % de Hidrogeno y 88,81 % de Oxigeno.
LAS PROPIEDADES Y TRASFORMACIONES QUIMICAS:
Una propiedad química es la capacidad (o incapacidad) de una muestra de
materia para experimentar un cambio en su composición bajo ciertas condiciones.
EJ: la reacción del zinc con ácido clorhídrico,
produciéndose gas Hidrogeno y una disolución acuosa de
cloruro de zinc.
Esto se puede determinar con un experimento: en un
recipiente hay ácido clorhídrico, se sumerge en el mismo un
clavo recubierto de zinc (galvanizado) y una cadena de oro.
Al poco tiempo se observa que la cadena de oro no es
atacada por el ácido, en cambio, el clavo reacciona con el ácido
clorhídrico produciéndose burbujas de gas hidrogeno. La capa
de zinc del clavo se ha consumido por completo dejando al
descubierto el hierro del interior. La reacción del hierro con el ácido clorhídrico hace que se
coloree la disolución.
La capacidad del zinc para reaccionar con el ácido clorhídrico, es una de las
propiedades químicas características del zinc. La incapacidad del oro para reaccionar con
el ácido clorhídrico es una de las propiedades químicas del oro. Así también el sodio
reacciona no solo con el ácido sino también con el agua.
El zinc, el oro y el sodio son similares en algunas de sus propiedades físicas. Por
ejemplo, todos ellos son maleables y buenos conductores del calor y electricidad. Sin
embargo, son bastante diferentes en sus propiedades químicas. Por ejemplo, el zinc al no
reaccionar con agua, se puede utilizar para hacer clavos y piezas de tejados, mientras que el
sodio no. El oro es químicamente inerte para hacer joyas y monedas: ni se oxida ni se
altera.
En una transformación química o reacción química, una o más muestras de
materia se convierten en nuevas muestras con composición diferentes. Se produce un
cambio en la composición.
Por ejemplo, cuando se quema un papel se tiene una transformación química. El
papel es un material complejo, formado básicamente por carbono, hidrogeno y oxigeno.
Los productos principales de la combustión son dos gases, uno formado por carbono y
oxigeno (dióxido de carbono) y el otro hidrogeno y oxigeno (agua en forma de vapor).
La capacidad de arder del papel, es un ejemplo de propiedad química.
Mezclas Mezclas Homogénea, si es completamente uniforme, esto es, que sus propiedades
físicas y composición sean las mismas en cualquier punto de la misma.
Heterogénea, si está formada por dos o más porciones diferentes, separadas por
superficies definidas a través de las cuales las propiedades cambian bruscamente. Un material heterogéneo es una mezcla y cada porción homogénea de la misma
constituye, desde el punto de vista químico, una fase. Así, por ejemplo, un trozo de granito
aparece moteado e incluso a simple vista pueden observarse en él tres clases distintas de
cuerpos; unas partículas minúsculas, obscuras y brillantes que son de mica, unos
fragmentos pequeños, duros y transparentes que son de cuarzo y unos cristales oblongos,
translúcidos y grisáceos que son de feldespato .Cada fase de una mezcla presenta sus
propiedades características y, en general, pueden separarse unas de otras por medios
mecánicos. Una mezcla de azufre y hierro de color negruzco amarillento puede
diferenciarse a simple vista o mediante la lupa o el microscopio, observándose las
partículas amarillas de azufre y las grises obscuras de hierro.
Sustancias puras: sistema material homogéneo constituido por átomos del mismo
elemento. No se separa por medios físicos, sino que se llevan a cabo por métodos
químicos. .
Sustancia Elemental: son aquellas que existen en la naturaleza como moléculas, como
el O2,N2,H2,Cl2,I2,Br2F2. Elemento Químico: sustancia que no puede separarse en otra mas sencilla por
métodos químicos.
Los elementos pueden existir en diversas formas, o alótropos, dependiendo de las condiciones y modos en que se han formado. Así se conocen más de 40 formas de Carbono, muchas de las cuales son amorfas y no cristalinas. Las formas cristalinas más conocidas del carbono son el grafito, el diamante y el fullereno. GRAFITO: Es el alótropo de carbón más estable y está formado por un extenso sistema políciclico de anillos bencénicos fusionados que se disponen en capas, separadas entre sí 3,35 A. El carácter completamente deslocalizado de estas láminas, formadas únicamente por la unión de carbonos sp2, es el origen del color negro y de la conductividad del grafito. Además, como estas láminas pueden desplazarse lateralmente, el grafito tiene propiedades lubricantes. También se emplea en las minas de los lápices. DIAMANTE: Los átomos de carbono, todos ellos con hibridación sp3, forman una red entrecruzada de ciclohexanos en conformación silla. Debido a ello el diamante es incoloro, aislante, y el más denso y duro de los materiales conocidos. Es menos estable que el grafito, en 0,45 kcal/g De átomo de C. Se transforma en grafito a altas temperaturas o cuando se somete a una radiación de energía elevada, propiedad que, es poco apreciada en joyería.
Grafito Diamante Fullereno C60
Láminas de átomos de C Tetraedros de átomos de C
METODOS DE SEPARACION DE MEZCLAS
Métodos mecánicos
Se realizan sin que ocurra entre el sistema y el ambiente que lo rodea un
intercambio apreciable de calor(energía).
Métodos físicos
Se realizan cuando existe un intercambio de energía entre el sistema y el
medio que lo rodea.
Algunos métodos son:
Evaporación
Consiste en calentar la mezcla hasta el punto de ebullición de uno de los
componentes, y dejarlo hervir hasta que se evapore totalmente.
Este método se emplea si no tenemos interés en utilizar el componente
evaporado. Los otros componentes quedan en el envase.
Un ejemplo de esto se encuentra en las Salinas. Allí se llenan enormes
embalses con agua de mar, y los dejan por meses, hasta que se evapora el
agua, quedando así un material sólido que contiene numerosas sales tales
como cloruro de sólido, de potasio, etc…
Destilación
En la operación se separa una mezcla de dos líquidos miscibles, mediante
una evaporización y posteriormente con una condensación. Esta operación
se basa en los diferentes puntos de ebullición de los líquidos que la forman.
Hay dos tipos de destilaciones: la simple, que se utiliza para separar un
líquido de la mezcla cuando el resto no son volátiles, o para separar líquidos
con puntos de ebullición distintos. Por otra parte, la destilación fraccionada
es la que se utiliza para separar líquidos con puntos de ebullición próximos
y se realiza en torres de destilación. La aplicación más importante es la
separación de los componentes del petróleo.
Cristalización
Se trata de extraer un sólido que está disuelto en un líquido. Se
fundamenta en la concentración de la disolución hasta saturarla. Entonces
dejamos que se enfríe, su solubilidad disminuye y entonces el soluto
empieza a separarse del disolvente en forma de cristales sólidos que se van
depositando.
La extracción
Es una técnica de separación de una sustancia que puede disolverse en dos
disolventes no miscibles entre sí, con distinta solubilidad y que están en
contacto entre sí. Si tenemos una sustancia soluble en un disolvente, pero
más soluble en un segundo disolvente no miscible con el anterior, puede
extraerse del primero, añadiéndole el segundo, agitando la mezcla, y
separando las dos fases. En el laboratorio el proceso se desarrolla en un
embudo de decantación.
Filtración
Este método se usa para separar un sólido insoluble de un líquido. Se utiliza
mucho en actividades humanas. Estos materiales permiten el paso del
líquido, reteniendo el sólido.
Tamización
Separa dos o más sólidos de los cuáles sus partículas tienen distintos
grados se subdivisión. Trata en hacer pasar una mezcla de partículas de
distintos tamaños por un tamiz o cualquier objeto con la que se pueda
colar.
Punto de ebullición
Cuando un líquido se va evaporando a determinada temperatura.
La decantación
La decantación es un proceso físico de separación de mezclas, especial para
separar mezclas heterogéneas, estas pueden ser exclusivamente líquido –
líquido ó sólido – líquido.
Esta técnica se basa en la diferencia de densidades entre los dos
componentes, que hace que dejándolos en reposo se separen quedando el
más denso arriba y el más fluido abajo.
Para realizar esta técnica se utiliza como instrumento principal un embudo
de decantación, que es de cristal y esta provisto de una llave en la parte
inferior.
Sublimación
Es para separar una mezcla de dos sólidos con una condición uno de ellos
podría sublimarse, a esta mezcla se aplica una cantidad determinada de
calor determinada produciendo los gases correspondientes a los elementos,
estos vuelven a recuperarse en forma de sólidos al chocar sobre una
superficie fría como una porcelana que contenga agua fría, de este modo
los gases al condensarse se depositan en la base de la pieza de porcelana en
forma de cristales.
Imantación
Permite separar un sistema formado por arena-hierro. El método consiste
en colocar el sistema sobre un vidrio o papel y deslizar por debajo de él un
imán, siempre en el mismo sentido, hasta separar el hierro.
Levigación
Se utiliza una corriente de agua que arrastra los materiales más livianos a
través de una mayor distancia, mientras que los más pesados se van
depositando; de esta manera hay una separación de los componentes de
acuerdo a lo pesado que sean.
BIBIOGRAFIA: http://www.monografias.com/trabajos94/metodos-separacion-
mezclas/metodos-separacion-mezclas.shtml#quesonlosa
http://www.educa2.madrid.org/web/educamadrid/principal/files/edb6467c-dc36-42e4-a245-
9409477b5a81/Apliaciones_Didacticas/La_materia_exelearning/mtodos_de_separacin_de_las_dis
oluciones.html
http://www.escolared.com.ar/sistmaterial.htm
http://quimicalibre.com/metodos-de-separacion-de-mezclas/
http://www.monografias.com/trabajos15/separacion-mezclas/separacion-mezclas.shtml
http://blogs.creamoselfuturo.com/nano-tecnologia/2007/01/10/alotropos-del-carbono-grafito-
diamante-y-fullerenos/
Fuente:http://www.iesfuentenueva.net/proyecto/index.php?option=com_content&view=article&
id=1286:los-cambios-de-estado-de-la-materia&catid=42:teoria&Itemid=67
