EXPERIMENTAR
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DEDUCIR, PLANTEAR SON LAS CLAVES PARA SABER HACER”

Materia y Energía.

  • Propiedades de la Materia
  • Transformaciones de la Materia
  • Clases de Materia
  • Separación de Mezclas
MATERIA Y ENERGÍA

Cómo recordarás, Materia es todo lo que nos rodea, es todo aquello que tiene masa y ocupa un lugar en el espacio.

La Química es la ciencia que estudia la materia, sus propiedades, su constitución cualitativa y cuantitativa, los cambios que experimenta, así como las variaciones de energía que acompañan a las transformaciones en las que interviene.

LA ENERGÍA

La Energía esta relacionada con la fuerza necesaria para realizar un trabajo o con la capacidad de generar Movimiento o lograr la transformación de algo. En el ámbito económico y tecnológico, la energía hace referencia a un Recurso Natural que se puede extraer, transformar y darle un uso industrial o económico.

1. Propiedades de la Materia

http://www.slideshare.net/silviacensi/ciencias-exactas-propiedades-de-la-materia

1.1. Propiedades Generales o Extrínsecas

Las propiedades generales son las comunes a toda clase de materia; es decir, no nos proporciona información acerca de la forma como una sustancia se comporta y se distingue de las demás. Las propiedades generales más importantes son:

  • Masa: Cantidad de materia que tiene un cuerpo. Los equipos que se utilizan para medir la masa son la balanza de tres brazos y balanzas analíticas.

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  • Volumen: espacio que ocupa un cuerpo. Hay varias formas de medir volumenes, con materiales de laboratorio por cambio de alturas en una probeta y en figura geométricas multiplicando base por altura por espesor

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  • Peso: resultado de la fuerza de atracción o gravedad que ejerce la tierra sobre los cuerpos. El instrumento que se utiliza para medir el peso se conoce con el nombre de dinamómetro. y las unidades que se utilizan son los Newtons y las Dinas

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  • Inercia: tendencia de un cuerpo a permanecer en estado de movimiento o de reposo mientras no exista otra fuerza que lo modifique.
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  • Impenetrabilidad: Características por la cual un cuerpo no puede ocupar el espacio que ocupa otro cuerpo al mismo tiempo.
  • Porosidad: Es la característica de la materia que consiste en presentar poros o espacios vacíos.

1.2. Propiedades Específicas o Intrínsecas

Las propiedades específicas son características de cada sustancia y permiten diferenciar un cuerpo de otro. Las propiedades específicas se clasifican en propiedades físicas y Químicas.

· Propiedades Físicas. Son las que se pueden determinar sin que los cuerpos varíen su naturaleza. Entre las propiedades físicas se encuentran:

- Propiedades Organolépticas: Son aquellas que se determinan a través de las sensaciones percibidas por los órganos de los sentidos. Por ejemplo, el color, el olor, el sabor, el sonido y la textura.

- Estado Físico es la propiedad de la materia que se origina por el grado de cohesión de las moléculas. La menor o mayor movilidad de las moléculas caracteriza a cada estado, tradicionalmente existen tres estados de la materia: Sólido, liquido, gaseoso; Investigaciones recientes proponen la existencia de otros dos, los cuales se producen en condiciones extremas de temperatura y presión. Estos nuevos estados son



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EL PLASMA Y EL SUPERFLUIDO

- El estado de plasma es el que adoptan los gases cuando se calientan a elevadas temperaturas del orden de 10.000ºC, las moléculas adquieren tanta energía cinética, que los frecuentes choques provocan la ruptura de las moléculas e incluso de los átomos, lo que origina una mezcla de iones positivos y electrones deslocalizados, donde el número de cargas, además de los átomos y las moléculas, es prácticamente el mismo.

- El Superfluido es un estado que se consigue cuando un gas, como el helio se licua a altas presiones y temperaturas cercanas al cero absoluto. La sustancia se comporta como si fuera un líquido que trepara por las paredes y escapara, presenta muy poca fricción y viscosidad.

- Punto de ebullición: es la temperatura a la cual una sustancia pasa del estado líquido al estado gaseoso.
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- Punto de Fusión: es la temperatura a la cual una sustancia pasa del estado sólido al estado líquido.
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- Solubilidad: Es la propiedad que tienen algunas sustancias de disolverse en un líquido a una temperatura determinada.

- Densidad: es la relación que existe entre la masa de una sustancia y su volumen D = m / v .El instrumento que mas se utiliza para medir la densidad de los líquidos es el Picnómetro.picnómetros.jpg









- Dureza: es la resistencia que oponen las sustancias a ser rayadas.

- Elasticidad: es la capacidad que tienen los cuerpos de deformarse cuando se aplica una fuerza sobre ellos y de recuperar su forma original cuando la fuerza aplicada se suprime.

- Ductilidad: mide el grado de facilidad con que ciertos materiales se dejan convertir en alambres o en hilos.

- Maleabilidad: mide la capacidad que tienen ciertos materiales para convertirse en láminas.
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- Tenacidad: es la resistencia que ofrecen los cuerpos a romperse o deformarse cuando se les golpea. Uno de los materiales más tenaces es el acero.

- Fragilidad: es la tendencia a romperse o fracturarse.


· Propiedades Químicas. Son las que determinan el comportamiento de las sustancias cuando se ponen en contacto con otras. Cuando determinamos una propiedad química, las sustancias cambian o alteran su naturaleza. Algunas propiedades químicas son:


- Combustión: es la cualidad que tienen algunas sustancias para reaccionar con el oxigeno, desprendiendo energía en forma de luz y calor.
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- Reactividad con el agua: algunos metales como el sodio y el potasio reaccionan violentamente con el agua y forman sustancia químicas denominadas hidróxidos o bases.

- Reactividad con las sustancias ácidas: es la propiedad que tienen algunas sustancias de reaccionar con los ácidos.
Zn + HCL --> ZnCl2 + H2

- Reactividad con las bases: es la propiedad que poseen ciertas sustancias de reaccionar con un grupo de compuestos químicos denominados hidróxidos, ejemplo:

- HCl + NaOH --> NaCl + H20.


2.TRANSFORMACIONES DE LA MATERIA

2.1 Transformaciones físicas:

Son aquellas transformaciones o cambios que no afectan la composición de la materia. En los cambios físicos no se forman nuevas sustancias. Ejemplos de ello son los cambios de estado, los cuales dependen de las variaciones en las fuerzas de cohesión y de repulsión entre las partículas. Cuando se modifica la presión o la temperatura, la materia pasa de un estado a otro. Veamos:

· Fusión: Es el paso del estado sólido al estado líquido.

· Solidificación: es el proceso inverso a la fusión, es decir, es el cambio del estado líquido al sólido.

· Vaporización: es el paso de líquido a gas por acción del calor.

· Condensación: es el proceso inverso a la evaporación, es decir, es el cambio de gas a líquido.

· Sublimación Progresiva: es el paso del estado sólido al gaseoso sin pasar por el estado líquido.

· Sublimación regresiva: es el proceso inverso a la sublimación progresiva. Del estado gaseoso se pasa al estado sólido al bajar la temperatura.estados_de_la_materia2.jpg



2.2 Transformaciones Químicas

Son aquellos cambios que afectan la composición de la materia. En los cambios químicos se forman nuevas sustancias. Por ejemplo cuando un papel arde en presencia de aire (combustión) y un metal se oxida en presencia de aire o de agua(corrosión), podemos decir que cambio el tipo de sustancia, convirtiéndose en otra diferente; por eso se dice que se produjo una transformación química. En las transformaciones químicas se producen reacciones químicas. Una reacción química se da cuando dos o mas sustancias entran en contacto para formar otras sustancias diferentes.


3. Clases de Materia

La materia puede presentarse como una sustancia pura o como una mezcla.

Una Sustancia Pura es aquella compuesta por un solo tipo de materia, presenta una composición fija y se puede caracterizar por una serie de propiedades específicas. Las sustancias puras no pueden separarse en sus componentes por métodos físicos. Según la composición química, las sustancias puras se clasifican en elementos y compuestos.

Elemento Químico: Es una sustancia pura, que no puede descomponerse en otras más sencillas que ella. El hierro, el oro y el oxígeno son ejemplos de elementos químicos. Los elementos químicos se representan por símbolos, los cuales comienzan con letras mayúsculas. C, O, H, Otras veces con dos letras la primera en mayúscula y la segunda en minúscula, Cs, Mg, Fr , otros dependen de su origen en latín ejemplo el hierro ( Fe), del latín ferrum. Los elementos químicos se clasifican en metales y no metales.


Consulta: Averiguar el origen del nombre de los elementos químicos.


Compuesto Químico: Es una sustancia pura, formada por la combinación química de dos o mas elementos. Los compuestos químicos se representan por fórmulas. Los compuestos se pueden clasificar en dos grandes grupos:

Los Compuestos Orgánicos: son aquellos que tienen al carbono como elemento principal. Los carbohidratos, los lípidos y las proteínas son ejemplos de compuestos orgánicos.

Los Compuestos Inorgánicos: Son aquellos que no tienen al carbono como elemento principal. Ej: NaCl y KI.


4. Las Mezclas.

Son uniones físicas de sustancias en las que la estructura de cada sustancia no cambia, por lo cual sus propiedades químicas permanecen constantes y las proporciones pueden variar. Además, es posible separarlas por procesos físicos.

Mezclas homogéneas: Son aquellas mezclas que poseen la máxima fuerza de cohesión entre las sustancias combinadas; de esta manera sus componentes no son identificables a simple vista, es decir, se perciben como una sola fase. También reciben el nombre de soluciones. gaseosa_2.jpg

Mezclas heterogéneas: son aquellas mezclas en las que la fuerza de cohesión entre las sustancias es menor. De esta manera sus componentes se pueden distinguir a simple vista Ej.: arena + azúcar. Las mezclas heterogéneas pueden ser suspensiones o coloides.

Suspensiones: son las mezclas en las que se aprecia con mayor claridad la separación de las fases Ej: agua + arena.

Coloides: son mezclas heterogéneas en las cuales las partículas de la fase dispersa tienen un tamaño intermedio entre las disoluciones y las suspensiones y no se sedimentan. Las partículas coloidales se reconocen porque pueden reflejar y dispersar la luz. Por Ej: la clara de huevo y el agua jabonosa son coloides.

Separación de mezclas.

Cuando se desean separar los componentes de una mezcla es necesario conocer el tipo de mezcla que se va a utilizar, antes de seleccionar el método que se va a emplear.

Separación de mezclas de Sólidos:

Tamizado: se utiliza cuando la mezcla esta formada por partículas de diferentes tamaños. El instrumento utilizado es un tamiz. Este método es muy utilizado en la industria de las harinas.

La levigación: consiste en pulverizar la mezcla sólida y tratarla luego con disolventes apropiados, basándose en su diferencia de densidades. Este método es muy empleado en la minería especialmente en la separación del oro.

La Imantación: Consiste en separar los metales de los no metales utilizando un campo magnético (imán). magnetismo.jpg

Separación de mezclas sólido-líquido.

La Decantación: Este método se basa en la diferencia de densidad de las sustancias que componen la mezcla. Para separar una mezcla de un sólido con un líquido, se pone la mezcla en un recipiente y se deja en reposo por un tiempo, hasta que el sólido se precipite, es decir, se deposite en el fondo del recipiente. Como casi siempre queda una pequeña parte de líquido en la parte sólida se puede terminar la
separación por evaporación.


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La filtración: Consiste en pasar la mezcla por un filtro. El filtro es un material poroso de papel especial que deja pasar por los poros el líquido y retiene las sustancias en estado sólido que se encuentran en forma de grano grueso o polvo muy fino. En una filtración se llama residuo a lo que queda en el papel de filtro, y filtrado lo que pasa a través de este.

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La centrifugación: Consiste esencialmente en someter la mezcla a la acción de la fuerza centrífuga, haciendo girar la mezcla en un recipiente a gran velocidad, con esto el sólido se deposita en el fondo, mientras que el líquido queda sobrenadante, el cual se puede separar fácilmente por decantación. Este método es muy empleado en Química analítica, en la industria y en el laboratorio clínico.


Separación de mezclas de líquidos

La destilación simple: Se fundamenta en la diferencia de los puntos de ebullición de los componentes de la mezcla. Por calentamiento se hace que el líquido de más bajo punto de ebullición se evapore primero, para luego recogerlo haciendo pasar sus vapores por un condensador. destilación.jpg

La destilación fraccionada: es empleada cuando se necesita separar una mezcla que esta formada por varios líquidos, cuyos puntos de ebullición son diferentes, pero muy próximos entre si. Este método es muy empleado en la industria del petróleo, controlando la temperatura con el termómetro.

La Cromatografía: es un método analítico empleado en la separación, identificación y determinación de los componentes químicos de mezclas complejas. Esta compuesta de una fase móvil y una fase estacionaria. Los componentes de una mezcla son llevados a través de la fase estacionaria por el flujo de una fase móvil gaseosa o líquido. Las separaciones están basadas en las diferencias en la velocidad de migración entre los componentes de la muestra.

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