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Introduccin a la Qumica Profesora RUTH JOSIOWICZCurso de Ingreso y nivelacin Profesora MNICA ARBITER

Unidad N 2 La materia y sus transformaciones 2

MATERIA, CUERPO, MATERIAL

En el mundo que nos rodea reconocemos diferentes materiales que son parte de nuestravida cotidiana. Estos materiales integran nuestra ropa, nuestra comida, nuestros juguetes,nuestros muebles, nuestras mascotas y muchas cosas con las que tenemos contacto todos losdas. Cada uno de estos objetos perceptibles se denomina cuerpo.

CARACTERSTICAS DE LOS CUERPOS

Aunque los cuerpos existentes en la naturaleza son diferentes e incontables y presentandiversas formas, tamaos y comportamientos, es posible encontrar en ellos caractersticascomunes entre ellos, por ejemplo:

tienen masa, que es la cantidad de materia que los compone.son impenetrables, pues dos cuerpos no pueden ocupar el mismo espacio en el mismo

momento.tienen volumen, es decir que ocupan un lugar en el espacio.

La razn de estas caractersticas es que todos los cuerpos poseen un componente comnque se llama materia. Los cuerpos son entonces objetos materiales.

Hay diferentes clases de materiales que se distinguen entre s por una serie decaractersticas, por ejemplo: el color, la textura, el olor, el estado fsico, etc.

Cada una de las clases particulares de materia, que constituye un cuerpo se llamamaterial. Son materiales: el vidrio, la madera, el algodn, el alcohol, el plstico, etc.

La qumica es la ciencia que estudia la materia, sus transformacionesy las leyes que rigen estas transformaciones.

Son impenetrables

Tienen volumen

Tienen masa

CARACTERSTICAS DELOS CUERPOS


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Algunos son materiales naturales, llamados as porque se encuentran en la naturaleza, yotros son materiales sintticos, llamados as porque los fabrica el hombre.

PROPIEDADES DE LOS MATERIALES

Las caractersticas especiales que muestran y distinguen a cada una de los materiales sonsus propiedades, que se clasifican en dos grandes grupos:

propiedades extensivaspropiedades intensivas

Las propiedades extensivas son aquellas que dependen de la cantidad de materia de lamuestra que se est analizando; por ejemplo, el volumen, la masa, el peso y las dimensiones engeneral (largo, ancho, dimetro, etc.)

Las propiedades extensivas por s solas no permiten identificar un cuerpo.

Clasific los materiales que se incluyen en la siguiente lista:

MATERIAL NATURAL SINTTICO

maderajabnnylonsal de mesavidrioaguaplsticolanaarena

TIPOS DE MATERIALES

NATURALESSe encuentran en la

naturaleza.

SINTTICOSFabricados por el

hombre


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Las propiedades intensivas son aquellas que son independientes de la cantidad de materiaque se analiza, pues slo dependen del tipo de material que forma el cuerpo. stas puedenclasificarse en:

propiedades organolpticas, que son aquellas que se determinan a travs de los

sentidos. Por ejemplo, el color, el sabor, el olor, la textura.

propiedades fsicas, como por ejemplo el punto de ebullicin, el punto de fusin, ladensidad, el peso especfico, etc

propiedades qumicas que son las que se relacionan con las transformaciones o cambios

en la composicin que se producen a travs de una reaccin qumica.

PROPIE

DADES

DE

LAM

ATERIA INTENSIVAS

Independiente de lacantidad de materia que se

analiza.Dependen del tipo de

materia que forma el cuerpo.

EXTENSIVAS

Dependen de la cantidad demateria de la muestra (peso,masa, volumen y las

dimensiones largo, ancho,etc.)

ORGANOLPTICASSe determinan a travs de

los sentidos.

FSICASSe determinan por su puntode ebullicin, densidad, peso

especfico, etc.

QUMICASSe relacionan con loscambios o transformacionesen la composicin producidos

por reacciones qumicas


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TRANSFORMACIONES FSICAS Y QUMICAS

El anlisis de los diferentes cambios que se producen en la naturaleza permite establecerdos grandes grupos de transformaciones: fsicas y qumicas. En todos los casos, parainterpretar cmo ocurre una transformacin, es necesario analizar el estado inicial y el estadofinal, estudiar qu es lo que cambi y cules son las condiciones en que el cambio se produjo.

Las transformaciones qumicas son aquellas donde los materiales finales son distintos delos materiales iniciales; por ejemplo, una combustin, la digestin, una putrefaccin, etc.

Las transformaciones fsicas, en cambio, son aquellas donde los materiales que intervieneen el proceso no cambian; por ejemplo, una dilucin, un cambio de estado fsico, el movimiento deun cuerpo, etc. En estas transformaciones lo que sucede es que las partculas que constituyen elmaterial se acomodan de otra forma.

A veces se hace referencia a un tercer tipo de transformacin, los fenmenos biolgicos,que seran caractersticos del comportamiento de la materia viviente.

Esta clasificacin es puramente formal y a los efectos de facilitar el estudio, ya que laqumica, la fsica y la biologa constituyen tres ciencias muchas veces entrelazadas.

dureza elasticidad tenacidadconductividad ductilidad maleabilidad

TRANSFORMACION

ES

DELA

MATERIA

FSICAS

Son aquellas donde los materiales queintervienen en el proceso no cambian.

QUMICAS

Son aquellas donde los materiales finalesson distintos a los materiales iniciales

(combustin, digestin, putrefaccin)

Busc en el diccionario el significado de:


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Pero, para explicar el comportamiento de los materiales en los diferentes estados, sedebe recurrir a la teora cintico molecular.

Segn esta teora la materia est formada por pequeas partculas que se encuentran muyprximas entre s y en continuo movimiento, siendo esto posible porque entre unas y otras existeun espacio desocupado, un espacio vaco.

Entre estas partculas en constante movimiento hay fuerzas de atraccin que las acercanllamadas fuerzas de cohesin. Tales fuerzas son tanto ms intensas cuanto ms cerca estn lasmolculas y cuanto ms lento sea su movimiento.

En un slido, las partculas que lo forman se mueven alrededor de su posicin de equilibrio;lo hacen con movimientos de vibracin y rotacin en el sitio que ocupan. La mayora de los

slidos estn constituidos por tomos o iones que se ubican muy cerca unos de otros, ya que lasfuerzas de atraccin que existen en este estado son tan intensas que los espacios entrepartculas son muy reducidos formando un modelo tridimensional. Esta agrupacin internaordenada que presentan los slidos se conoce como estructura cristalina.

En un lquido, en cambio, las partculas poseen mayor movimiento que en los slidos, seencuentran ms separadas que en stos; se desplazan en todas direcciones con movimientos detraslacin cambiando permanentemente de partculas vecinas. La velocidad de las partculas esmayor que en los slidos ya que las fuerzas de atraccin son menores y no impiden su

desplazamiento.

ESTADOS DE AGREGACIN DE LA MATERIA

LQUIDO

No tienen formapropia aunque sivolumen definido.

Adoptan la forma delrecipiente que los

contiene

SLIDO

Forma propia ydefinida. Su volumen

no varaconsiderablemente conlos cambios de presin

y temperatura.

GASEOSO

No tienen forma nivolumen propio,

adecundose al recipientedonde estn contendidos.Pueden comprimirse y en

libertad se expanden.


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En un gas, en cambio, las partculas se encuentran comparativamente mucho ms separadasque en el slido y que en el lquido; esto hace que el movimiento sea mucho mayor. Las fuerzas deatraccin entre molculas son muy dbiles, por lo que las molculas se mueven en todasdirecciones chocando entre s y contra las paredes del recipiente que las contiene.

CAMBIOS DE ESTADO DE AGREGACIN

La vida diaria nos muestra que una misma sustancia puede existir en cualquiera de los tres

estados, siempre que se modifique de manera adecuada las condiciones en que se encuentra,dndole o quitndole energa.

petrleo cobre agua de roarena dixido de carbono nafta

cal gas de encendedor oxgenohelio mrmol soda

Clasific los siguientes materiales segn su estado de agregacin:

MATERIA

TEORA CINTICO MOLECULAR

Constituida por pequeaspartculas

( tomos, molculas, iones )

Partculas en permanentemovimiento generan energa

(energacintica)

Partculas separadas entre s que seatraen debido a fuerzas de atraccin

(fuerzas de cohesin).


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Los cambios de los materiales de un estado a otro se conocen como cambios de estadodeagregacin.

volatilizacin

fusin vaporizacin

SLIDO LQUIDO GASEOSO

solidificacincondensacin o

licuacin

sublimacin

Cuando un slido se calienta, recibe energa. Dado que el calor se transforma en energa

en movimiento, las partculas que se hallan vibrando en posiciones fijas vibran cada vez ms,

saliendo de sus posiciones. Es as como las fuerzas de atraccin entre ellas disminuyen, con lo

que se rompe la estructura ordenada y el cuerpo pasa al estado lquido. Este cambio se llama

fusin, y la temperatura a la que sucede se llama punto de fusin.

Si al lquido obtenido se le sigue suministrando calor, se conseguir que sus partculas se

muevan ms rpidamente. Algunas, ubicadas en la superficie, llegarn a tener la suficiente

energa para escapar del recipiente y transformarse en vapor; se movern desordenadamente en

el espacio situado sobre el lquido. Este fenmeno se denomina evaporacin, ocurre a cualquier

temperatura y slo tiene lugar en la superficie del lquido.

Si al lquido se lo sigue calentando, todas las partculas llegarn a tener la suficienteenerga como para pasar al estado gaseoso en toda la masa lquida. Este cambio se llama

ebullicin, y ocurre a una temperatura caracterstica de cada lquido llamada punto de ebullicin.

La licuacines el pasaje del estado gaseoso al estado lquido. Se produce cuando el gas

pierde energa por disminucin de la temperatura o aumento de la presin, o bien cuando se

modifican ambas magnitudes simultneamente.

En el caso de los vapores slo es necesaria una disminucin de la temperatura y el cambiose denominacondensacin.


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en este sentido se absorbe energa

en este sentido se libera energa

A qu temperatura cambian de estado?

Busc en una enciclopedia la temperatura a la que cada uno de los siguientesmateriales cambia de estado

alcoholhierro

dixido de carbono

agua

GASEOSOSLIDO LQUIDOSLIDO

MOVIMIENTOS

DE

LAS

PARTCULAS

SLIDO

Las partculas se mueven alrededor desus posiciones de equilibrio con

movimientos de vibracin y rotacin

en el sitio que ocupan.

LQUIDOLas partculas se desplazan en todas

direcciones con movimientos detraslacin.

GASEOSO Las partculas se mueven en todasdirecciones chocando entre s y contra

las paredes del recipiente que lascontiene.


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MEZCLAS HOMOGNEAS Y HETEROGNEAS

Cuando dos o ms materiales se ponen en contacto ocurre que las partculas que forma unode los materiales se reparte en los espacios vacos que hay entre las partculas del otromaterial.

Entre las partculas que forman ambos materiales se ejercen fuerzas que pueden originarla formacin de otro/s materiales/s con propiedades diferentes, una combinacin; o puedesuceder que cada material conserve sus caractersticas y, por lo tanto, al no haber perdido suspropiedades, se los puede identificar en el conjunto y tambin separarlas, una mezcla.

Las mezclas pueden estar formadas por uno o varios componentes.

Las mezclas pueden clasificarse en:

Heterognea: son mezclas en las que se pueden distinguir distintos componentes.

Homognea: son mezclas en las que no se pueden distinguir sus componentes (ni ancon el ultramicroscopio), son completamente uniformes.

Mezclas homogneas soluciones

Las mezclas homogneas pueden estar formadas por uno o por varios componentes.

Cuando se trata de un solo componente, la mezcla se llama sustancia.Cuando se trata de varios componentes, la mezcla se llama solucin.

Busc en casa dos alimentos envasados:una lata de gaseosa y un pote de yogur.

Cuntos componentes parecetener cada producto?Cuntos componentes diferentes tiene cada uno de los productos?


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Sustancia

Una sustancia es una mezcla homognea que no puede separarse en fracciones con diferentespropiedades.

Estos materiales resisten los mtodos fsicos de separacin sin sufrir transformaciones.

Son ejemplos de sustancias, el agua, el cloruro de sodio, el cobre, el oro, etc., porque conningn mtodo fsico se logran fracciones con diferentes propiedades. Esto significa que lassustancias estn presentes en todos los materiales. Algunos estn formados por una solasustancia, como por ejemplo la sal comn y el agua, y otros por dos o ms, como por ejemplo elacero.

Otra particularidad importante de las sustancias es que poseen propiedades intensivas

fijas y caractersticas que sirven para su identificacin.

Las sustancias pueden ser sustancias simples o sustancias compuestas.

Las sustancias simples pueden tener sus tomos libres, como los gases helio y argn;pueden formar molculas, como el oxgeno o el yodo; o pueden, tambin, formar estructuras mscomplejas como los metales, por ejemplo el hierro.

Las sustancias compuestas son aquellas en las que las partculas que la forman pueden sermolculas formadas por distintos elementos como por ejemplo el agua, el azcar, el amonaco, lavitamina C. o compuestos inicos, formados por iones, como por ejemplo la sal.

Soluciones

Una solucin es una mezcla homognea que puede separarse en fracciones con diferentespropiedades.

Las soluciones se forman por componentes lquidos, slidos y gaseosos.Independientemente del estado de agregacin de los componentes de una solucin, estos

se denominan:

MEZCLAS HOMOGNEAS

SUSTANCIAMezcla de un solo componente

SOLUCINMezcla de varios componentes


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micrones. El micrn () es una unidad de longitud equivalente a la milsima parte de un milmetro:1 = 0,001 mm

Segn el grado de divisin de las partculas dispersas, las dispersiones se clasifican en:

Dispersiones groseras o macroscpicas. Son sistemas heterogneos que se caracterizanporque la fase dispersa puede se observada a simple vista o con una lupa. Las dimensiones de laspartculas dispersas son mayores que 50 . Por ejemplo: talco en agua, azufre y limaduras dehierro.

Dispersiones finas. Son sistemas heterogneos en los que la fase dispersa no es visible asimple vista, pero s es observada al microscopio. Las dimensiones de las partculas dispersasoscilan entre 50 y 0,1 .

Si la fase dispersa es un lquido y la fase dispersante tambin lo es, la dispersin sedenomina emulsin; por ejemplo la leche que resulta una dispersin de materia grasa en unlquido, al igual que la mayonesa. Si la fase dispersa es slida y la fase dispersante es lquida, ladispersin se denomina suspensin; por ejemplo la tinta china, que resulta una dispersin decarbn en agua, la sangre y cualquier fluido biolgico.

Dispersiones coloidales. Son sistemas heterogneos cuya fase dispersa posee un altogrado de divisin y solamente es visible al ultramicroscopio. El tamao de las partculas,dispersas es muy pequeo es de 0,01 . y 0,001 . Pueden formarse entre slidos, lquidos ogases, por ejemplo el aerosol y el humo (dispersin de un slido en un gas); gel, por ejemplo, lagelatina fra (dispersin de un slido en un lquido).

Separacin de los componentes de una mezcla

Existen diversos mtodos para separar los componentes de una mezcla dado que en ellacada componente se conserva como tal. Los mtodos de separacin y purificacin de loscomponentes de una mezcla se basan en las diferentes propiedades de las sustancias que lacomponen.

Cmo separaras las fases de los siguientes sistemas heterogneos?

arena y tres piedraslimaduras de hierro y aserrn

alpiste y garbanzos


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Busc en el diccionario las palabras elegidas y trat de seleccionar el significado (si esque posee varias acepciones) que ms se adecue al texto ledo.

Volv a leer tratando de interpretar lo que leste y subrayando los materiales que semencionan en el artculo.

Seleccion dos de los materiales que ms conozcas y clasificalos usando los criterios que

aprendiste.Indic todas las propiedades que te parezca que sirven para identificarlos.Escrib un comentario acerca de tu interpretacin sobre el texto.

Actividad extrada del libro Qumica para descubrir un mundo diferenteDe Laura Vidarte

5. Indic, en cada situacin, qu cambio de estado se produce, entre qu estados de agregacinde la materia se produce ese pasaje y si hay prdida o ganancia de calor.

a. Luego de una fuerte lluvia, en la calle se forma un charco pequeo. Al cabo de un

tiempo el charco desaparece.

b. Para formar hielo, basta con poner agua en el congelador y que su temperatura

descienda.

c. Con el paso del tiempo las bolitas de naftalina que se ponen entre la ropa de lanadesaparecen, pero se puede sentir su olor penetrante.

d. Cuando termino de baarme sobre los azulejos del bao se forman gotitas de agua.

La tecnologa le cambi la vida a la gente

Don Jos, el prototpico Don Jos del almacn de la esquina, poda provocar el

arrobamiento cuando uno miraba su destreza para hacer el repulgue del paquete de azcar.Pero, quin recuerda ya el atractivo hipntico que produca el arte de empaquetar? Hayuna palabra para comprender ese olvido: polivinilo. Un plstico. Un material que permitiembolsar azcar, fideos, lentejas, poritos, que reemplaz el empaquetado de las cajas dezapatos y de la ropa.

Nacidos por carambola a mediados del siglo XIX un ingls los descubri mientrasbuscaba un material capaz de abaratar el costo de las bolas de billar-, los plsticos seconstituyeron en una industria que hoy permite sustituir la lana, la madera, el metal, crearposibilidades en la medicina, desde la utilizacin de celofn que oficia de rin artificialdurante las operaciones, hasta la introduccin de siliconas. Hay ms de 10.000 sustanciasplsticas. Duras y resistentes a los golpes y al calor, ultramaleables, flexibles; intervienenen todo y permiten, en general, que tengamos muchos ms objetos baratos.


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e. Para fabricar acero, al hierro que se extrae de ciertos minerales se lo somete a

elevadas temperaturas.

6. Observ la siguiente tabla que contiene datos de dos propiedades intensivas de distintassustancias:

Sealar el estado de agregacin de cada sustancia a una temperatura ambiente de 20C.

7. Clasific los siguientes mezclas en homogneo o heterogneo:

8. Indic para los siguientes sistemas: tipo, cantidad de fases y componentes, forma en querealizara la separacin del mismo:

agua coloreada con tinta aceite, sal, aguaagua y querosn polvo de tiza y sal

arena y azcar alcohol, sal y naftaarena, yodo, y limaduras de hierro aserrn, arena y piedrastrozos de plstico, clavos de hierro y telgopor arena, piedras, trocitos de oro

9. Para hacer en casa: una cromatografa

Tom una tira de papel secante de 3cm de ancho y, a unos 2 cm del borde inferior hace unamancha con un marcador de color negro. Coloc la tira en un frasco de vidrio limpio quecontenga 1 cm. de altura de alcohol comn y tap el frasco de manera que la tapa sostenga el

papel. Despus de un tiempo podrs observar los colorantes utilizados para fabricar la tintadel marcador.

Sustancia Punto de fusin Punto de ebullicinagua 0 C 1 00 Cplomo 327 C 1 725 C

oxgeno - 21 8,8 C - 1 83 Caluminio 660 C 2450 Chierro 1 535 C 2750

aceite de girasol sangreleche chocolateada agua y tintasoda helado de dulce de lecheagua con hielo caramelossopa de arroz agua jabonosa

caf con leche y azcar sndwich de jamn y quesonafta helado de dulce de leche granizadosal y pimienta sal, aceite y vinagre

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