GUIA 3. ESTRUCTURA DE LA MATERIA I. GRADO 10º. P1. 2021.

 

INSTITUCION EDUCATIVA CARLOS ADOLFO URUETA. AYAPEL-CORDOBA.

ASIGNATURA: QUIMICA GENERAL. GRADO 10ºA.B Y C 2021. TEMA: ESTRUCTURA DE LA MATERIA. Lic. MIGUEL MEZA.

GUIA DE CLASES NO PRESCENCIALES Nº 3.  PERIODO 1.

EJE TEMATICO: ESTADOS DE LA MATERIA, PROPIEDADES DE LA MATERIA Y SU CLASIFICACION.

 

1.       TEORIA RELACIONADA.

Normalmente, la materia se define como todo aquello que tiene masa y ocupa un lugar en el espacio. De acuerdo con esto, si observas a tu alrededor hay cantidad de objetos que cumplen estas dos condiciones. Por ejemplo, el libro, un vaso, un árbol etc…

 

ESTADO DE AGREGACIÓN DE LA MATERIA.

 

Todos los estados de agregación poseen propiedades y características diferentes; los más conocidos y observables cotidianamente son cuatro, llamados fases sólida, líquida, gaseosa​ y plasmática.​ También son posibles otros estados que no se producen de forma natural en nuestro entorno, por ejemplo: condensado de Bose-Einstein,​ condensado fermiónico y estrellas de neutrones. Se cree que también son posibles otros, como el plasma de quarks-gluones.

 

ESTADO SOLIDO.

 

Los objetos en estado sólido se presentan como cuerpos de forma definida; sus átomos a menudo se entrelazan formando estructuras estrechas definidas, lo que les confiere la capacidad de soportar fuerzas sin deformación aparente. Son calificados generalmente como duros así como resistentes, y en ellos las fuerzas de atracción son mayores que las de repulsión. En los sólidos cristalinos, la presencia de espacios intermoleculares pequeños da paso a la intervención de las fuerzas de enlace, que ubican a las celdillas en formas geométricas.

 

Las sustancias en estado sólido suelen presentar algunas de las siguientes características:

 

·        Cohesión elevada.

·        Tienen una forma definida y memoria de forma, presentando fuerzas elásticas restitutivas si se deforman fuera de su configuración original.

              A efectos prácticos son incompresibles.

·        Resistencia a la fragmentación.

·        Fluido muy bajo o nulo.

·        Algunos de ellos se subliman.

 

                               ESTADO LÍQUIDO.

 Característica principal: la capacidad de fluir y adaptarse a la forma del recipiente que lo  contiene.   En este caso, aún      existe cierta unión entre los átomos del cuerpo, aunque mucho menos intensa que en los sólidos. El estado líquido presenta las siguientes características:

 

·        Cohesión menor.

·        Poseen movimiento de energía cinética.

·        Son fluidos, no poseen forma definida, ni memoria de forma por lo que toman la forma de la superficie o el recipiente que lo contiene.

·        En el frío se contrae (exceptuando el agua).

·        Posee fluidez a través de pequeños orificios.

·        Puede presentar difusión.

·        Son poco compresibles.

 

            ESTADO GASEOSO.

 

Se denomina gas al estado de agregación de la materia compuesto principalmente por moléculas no unidas, expandidas y con poca fuerza de atracción, lo que hace que los gases no tengan volumen ni forma definida, y se expandan libremente hasta llenar el recipiente que los contiene. Su densidad es mucho menor que la de los líquidos y sólidos, y las fuerzas gravitatorias y de atracción entre sus moléculas resultan insignificantes. En algunos diccionarios el término gas es considerado como sinónimo de vapor, aunque no hay que confundir sus conceptos: vapor se refiere estrictamente a aquel gas que se puede condensar por presurización a temperatura constante.

 

          CAMBIOS DE ESTADOS.

 

Para cada elemento o compuesto químico existen determinadas condiciones de presión y temperatura a las que se producen los cambios de estado, debiendo interpretarse, cuando se hace referencia únicamente a la temperatura de cambio de estado, que ésta se refiere a la presión de la atm. (la presión atmosférica). De este modo, en "condiciones normales" (presión atmosférica, 0 °C) hay compuestos tanto en estado sólido como líquido y gaseoso (S, L y G).

 

Los procesos en los que una sustancia cambia de estado son: la sublimación (S-G), la vaporización (L-G), la condensación (G-L), la solidificación (L-S), la fusión (S-L), y la sublimación inversa (G-S). Es importante aclarar que estos cambios de estado tienen varios nombres.

 

TIPOS DE CAMBIOS DE ESTADO

 

·         Fusión: Es el paso de un sólido al estado líquido por medio del calor; durante este proceso endotérmico (proceso que absorbe energía para llevarse a cabo este cambio) hay un punto en que la temperatura permanece constante. El "punto de fusión" es la temperatura a la cual el sólido se funde, por lo que su valor es particular para cada sustancia. Dichas moléculas se moverán en una forma independiente, transformándose en un líquido. Un ejemplo podría ser un hielo derritiéndose, pues pasa de estado sólido al líquido.

·         Solidificación: Es el paso de un líquido a sólido por medio del enfriamiento; el proceso es exotérmico. El "punto de solidificación" o de congelación es la temperatura a la cual el líquido se solidifica y permanece constante durante el cambio, y coincide con el punto de fusión si se realiza de forma lenta (reversible); su valor es también específico.

·         Vaporización y ebullición: Son los procesos físicos en los que un líquido pasa a estado gaseoso. Si se realiza cuando la temperatura de la totalidad del líquido iguala al punto de ebullición del líquido a esa presión continuar calentándose el líquido, este absorbe el calor, pero sin aumentar la temperatura: el calor se emplea en la conversión del agua en estado líquido en agua en estado gaseoso, hasta que la totalidad de la masa pasa al estado gaseoso. En ese momento es posible aumentar la temperatura del gas.

·         Condensación: Se denomina condensación al cambio de estado de la materia que se pasa de forma gaseosa a forma líquida. Es el proceso inverso a la vaporización. Si se produce un paso de estado gaseoso a estado sólido de manera directa, el proceso es llamado sublimación inversa. Si se produce un paso del estado líquido a sólido se denomina solidificación.

·         Sublimación: Es el proceso que consiste en el cambio de estado de la materia sólida al estado gaseoso sin pasar por el estado líquido. Un ejemplo clásico de sustancia capaz de sublimarse es el hielo seco.

·         Sublimación inversa: Es el paso directo del estado gaseoso al estado sólido.

·         Desionización: Es el cambio de un plasma a gas.

               Ionización: Es el cambio de un gas a un plasma.

 

 

   

  

                                             

DIAGRAMA DE LOS CAMBIOS DE ESTADO ENTRE SOLIDO, LIQUIDO Y GASEOSO.

 

 

PROPIEDADES DE LA MATERIA.

 

Son muchas las propiedades de la materia, por ahora clasificaremos en intensivas y extensivas. Las extensivas dependen de la cantidad de sustancia, mientras que las intensivas no dependen de la cantidad de sustancia.

Ejemplos de propiedades extensivas son el peso, fuerza, longitud, volumen, y la masa. Son aditivas porque los valores de una misma propiedad extensiva se pueden sumar.... En general el cociente entre dos magnitudes extensivas nos da una magnitud intensiva, por ejemplo, de la división entre masa y volumen se obtiene la densidad.

 

Ejemplos de propiedades intensivas son la elasticidad, la velocidad, el volumen específico (volumen ocupado por la unidad de masa), la densidad, el punto de ebullición, el punto de fusión, viscosidad, dureza, concentración, solubilidad, olor, color, sabor, conductibilidad, porosidad, presión, temperatura, Compresibilidad, etc. En general todas aquellas que caracterizan a una sustancia diferenciándose de otras.

 

Si se tiene un litro de agua, su punto de ebullición es 100 °C (a 1 atmósfera de presión). Si se agrega otro litro de agua, el nuevo sistema, formado por dos litros de agua, tiene el mismo punto de ebullición que el sistema original. Esto ilustra la no aditividad de las propiedades intensivas.

 

CLASIFICACION DE LA MATERIA.

 

La materia se puede clasificar desde el punto de vista físico en: SISTEMAS HOMOGENEOS, SISTEMAS HETEROGENEOS, SUSTANCIAS PURAS Y MEZCLAS.

 

SISTEMA HOMOGENEO.

 

El sistema homogéneo es aquel que tiene varios componentes y que a simple vista no se logran distinguir como por ejemplo sal totalmente disuelta en agua.

 

SISTEMA HETEROGENEO.

 

Un sistema heterogéneo es un sistema termodinámico formado por dos o más fases. Se reconoce porque se pueden apreciar las distintas partes que componen el sistema, y a su vez se divide en interfases. Es una materia no uniforme que presenta distintas propiedades según la porción que se tome de ella.

 

El granito es un ejemplo de sistema heterogéneo, al estar constituido por unos gránulos duros y semitransparentes, el cuarzo, unas partes más blandas y con un ligero tono rojizo, el feldespato, y unas manchas oscuras y brillantes que se exfolian con mucha facilidad.

 

Otro ejemplo es: Si a un vaso de agua le agregamos una cucharada de sal, una cucharada de arena y virutas de hierro, los componentes se distinguirán a simple vista. De un vaso con agua.

 

 

SUSTANCIAS PURAS.

 

Sustancias puras: es aquel sistema que está formado por una sola sustancia. Una sustancia pura es un sistema homogéneo a partir del cual no es posible obtener otras sustancias por medio de métodos de fraccionamiento. Pueden ser simples o compuestas; las simples están formadas por un único tipo de elemento, ejemplo: ozono y el oxígeno. Los compuestos, por ejemplo el H2O, se separan por el método de descomposición.

 

MEZCLAS.

 

Una mezcla es un material formado por dos o más componentes unidos, pero no combinados químicamente.​ En una mezcla no ocurre una reacción química y cada uno de sus componentes mantiene su identidad y propiedades químicas.​ No obstante, algunas mezclas pueden ser reactivas, es decir, que sus componentes pueden reaccionar entre sí en determinadas condiciones ambientales, como una mezcla aire-combustible en un motor de combustión interna.

 

Es la combinación física de dos o más sustancias que retienen sus identidades y que se mezclan logrando formar según sea el caso aleaciones, soluciones, suspensiones y coloides.

 

CLASIFICACION DE LAS MEZCLAS.

 

Las mezclas se clasifican en:

 

Homogéneas.

Heterogéneas.

Los componentes de una mezcla pueden ser:

 

Sólidos

Líquidos

Gaseosos

Plasma.

 

MEZCLAS HOMOGENEAS.

 

Son aquellas mezclas de elementos uniformes, sus componentes no se pueden diferenciar a simple vista. Se conocen con el nombre de soluciones y están constituidas por un soluto y un disolvente.6​ Por ejemplo, el agua mezclada con sales minerales o con azúcar o con vinagre.

 

MEZCLAS HETEROGENEAS.

 

Una mezcla heterogénea es aquella que posee una composición no uniforme en la cual se pueden distinguir fácilmente sus componentes. Está formada por dos o más sustancias físicamente distintas, distribuidas en forma desigual. Las partes de una mezcla heterogénea pueden separarse fácilmente.6​Pueden ser gruesas o suspensiones de acuerdo al tamaño de la sustancia.

 

Mezclas gruesas: el tamaño de las partículas es apreciable, por ejemplo: las ensaladas, concreto (cemento), etc.

Suspensiones: las partículas se depositan con el tiempo, por lo general tiene la leyenda "agítese bien antes de utilizar", por ejemplo: medicamentos, aceite con agua, agua con talco, etc.

 

2.       DESARROLLO DE COMPETENCIAS CIENTIFICAS.

 

2.1   Dibuja el ciclo del agua y escribe en que momento el agua se encuentra en estado gaseoso, líquido y sólido.

2.2   Escribe 5 actividades que ocurran  dentro de tu casa en las cuales se produzca un cambio de estado de la materia :

·         Secado de la ropa después de lavarla: Evaporación del agua.

·         ___________________________________________________

·         ___________________________________________________

·         ___________________________________________________

·         ___________________________________________________

·         ___________________________________________________

 

2.3   Explica porque a los líquidos y gases se les denomina fluidos.

2.4   Escribe las características del estado plasma y el condensado de Bose-Einstein, y ejemplos en cada uno de ellos.

2.5   En qué consisten las siguientes propiedades intensivas de la materia:

·         Punto de fusión

·         Punto de ebullición

·         Conductividad térmica y eléctrica

·         Maleabilidad.

2.6   De acuerdo al diagrama de los cambios de estado, en que cambios de estado de la materia hay

Que suministrarle calor (absorbe calor) _______________________________ y en qué cambios de estado de la materia libera calor___________________________________

2.7   Al realizarse el cambio de estado de la parafina (vela) solida a liquida, ocurre una:

a.       Perdida de energía

b.      Vaporización

c.       Absorción de energía

d.      Condensación.

2.8   Clasifica las siguientes sustancias como: átomos, moléculas, compuestos o mezclas.

Aire__________________

Gas de cocina________________

Alambre____________________

Neón_______________________

Nitrógeno (N₂) ___________________

Aspirina________________________

Cartón_________________________.

 

2.9   Escribe 5 ejemplos de mezcla homogénea y 5 de mezcla heterogénea.

2.10          Clasifica las siguientes propiedades y cambios según sean físicos o químicos. Justifica tu respuesta:

·         Tableta de Alkaseltzer en agua ___________________________

·         Cortar un árbol ________________________

·         El burbujeo de la champaña al retirar el corcho de la botella _____________________

·         Digestión de la carne ___________________________

·         El agua de mar hierve a temperatura más alta que el agua dulce __________________

·         Quemar una hoja de papel._________________________________________________