¿Cómo influye la temperatura en los cambios de estados del agua?Ya hemos aprendido que el agua como cualquier sustancia puede estar en estado sólido, líquido o

gaseoso. Pero, ¿a qué se debe esto?, la respuesta está en la observación del hecho de que cualquier

cuerpo, por acción de la temperatura, pasa de un estado a otro. 

Por ejemplo, cuando hace calor, el hielo se derrite y cuando calentamos agua en una tetera, ésta se

evapora. 

Observa las siguientes imágenes:

La figura 1, se muestra el proceso denominado Evaporación, en donde se aplica calor a una fuente de

agua, ésta cambia de estado líquido a gaseoso. Debido a que al aumentar la temperatura a través de la

exposición del agua al fuego, se agitan las moléculas de agua y se mueven libremente al absorber calor,

dando paso a un cambio de estado. El agua pura hierve o ebulle a los 100ºC, convirtiéndose en vapor de

agua.

La figura 2 muestra otra forma de evaporación del agua. Aquí la fuente de calor es el ambiente o

atmósfera, ya que la temperatura del ambiente es mayor que la del lago, ésta provoca el cambio de

estado. Observa que en este ejemplo no existe una fuente directa de calor como el fuego, el agua no

ebulle, el proceso sí se produce, pero de forma más lenta.

Existe un proceso opuesto o inverso denominado Condensación, en el cual el agua en estado gaseoso

(Vapor de agua) al tomar contacto con una superficie fría, cambia al estado líquido. Ejemplo de estos

procesos es cuando el gas o vapor de agua dentro de tu dormitorio entra en contacto con una superficie

fría, como lo es el vidrio de la ventana de ésta. Podemos observar como escurre a veces el agua líquido

por el vidrio. (Ver figura 3)

 

En la figura 4, se muestra el proceso físico denominado Solidificación, donde el agua en estado líquido

cambia a un estado sólido, debido a la falta de calor o aplicación de frío. Por ejemplo, si echas agua a una

cubetera y luego la metes al refrigerador (frízer) a temperaturas cercanas a los 0ºC, observaremos este

proceso físico.

Si aplicamos calor al agua sólida como el hielo, éste se derretirá, es decir cambiará del estado sólido a

líquido, proceso llamado Fusión. Para que ocurra este proceso, debemos aplicar temperaturas

ambientales superiores a 4ºC. (Ver figura 5)

Recuerda que el proceso de Solidificación es inverso al de fusión.

Actividad

Completa el recuadro, identificando cada cambio de estado físico del agua. Sigue el ejemplo.

Cambios de estado del agua en la naturaleza

 Evaporación El calor del sol hace que el agua de ríos, mares, lagos, lagunas y

océanos se evapore, así como también el agua de la transpiración de plantas y animales (Evapotranspiración). Recuerden que la evaporación es un proceso que se da en la superficie del líquido a cualquier temperatura.  La ebullición es un proceso mucho más rápido y turbulento y se da en todo el cuerpo de agua a una determinada temperatura que en el caso del agua pura y, a presión normal, es de 100ºC.

Condensación La formación de nubes es un ejemplo de condensación. Cuando el aire, cargado de vapor de agua, asciende, se enfría y se condensa en pequeñas gotitas de agua formando las nubes.

Otro ejemplo de condensación es la formación del rocío. El vapor de agua que está en el aire se condensa al ponerse en contacto con el suelo o la vegetación que han perdido calor durante la noche.

Sublimación Puede ocurrir que el vapor de agua pase directamente al estado sólido. Esto pasa en noches muy frías, cuando el vapor de agua pasa directamente al estado sólido sobre la superficie del suelo formando la escarcha. También en capas altas de nuestra atmósfera (cuando el vapor de agua alcanza grandes alturas). De esta manera el vapor de agua se sublima formando nubes llamadas cirrus que están formadas por cristales de hielo.

Congelación El agua se transforma en hielo. Cada año esto ocurre al llegar el invierno en las regiones polares. El agua del mar se solidifica. En algunas regiones frías de la Tierra se congelan las superficies de los lagos. ¿Alguna vez se preguntaron por qué el hielo no se hunde? El hielo es menos denso que el agua líquida y flota. Es por eso que siempre está en la superficie del líquido y no en el fondo de mares y lagos. La mayor densidad (peso) del agua se da a los 4ºC, razón por la cual esa es la más baja temperatura que podemos encontrar en el fondo.  Es por eso que el fondo de los océanos no tiene hielo.

Fusión El hielo se funde al recibir calor. Este fenómeno se da en la naturaleza por ejemplo cuando llega el verano y se deshielan las cumbres de las montañas. O cuando los copos de nieve atraviesan capas de aire más calientes y se funden llegando a la superficie en forma de lluvia.  O cuando al salir del sol se derrite la escarcha.

Volatilización Este es el proceso mediante el cual el agua pasa directamente del estado sólido al gaseoso. Se da en las zonas frías de nuestro planeta. Es como la evaporación pero ocurre en la capa más superficial del hielo (sin pasar por el estado líquido).

Los tres estados del agua y los cambios de estadoLa evaporación, o paso de líquido a gas, y su contraria, la condensación; la congelación, de líquido a sólido, y el fenómeno inverso, la fusión, y, por último, la sublimación, de sólido a gas, y la sublimación inversa, de gas a sólido, son los procesos de transformación del agua de un estado a otro.En relación con los cambios de estado, el agua tiene una serie de propiedades que explican su importancia en la dinámica global del planeta.

COMPLETO

MUDO

BÁSICO

La materia

Al hombre siempre le intrigó saber cómo estaba constituida la materia y cuáles eran sus propiedades. En un principio, tuvo contacto con ella sólo con fines alimenticios y de protección, y modeló las piedras para su defensa y ataque. Posteriormente, se maravilló con el descubrimiento de metales como el cobre, el oro y el estaño que trabajó con el calor de sus fogatas y que introdujo en las cavernas para darles luminosidad con su resplandor. En el Oriente, luego, el hombre incursionó en la transformación de la materia, fabricando tinturas que aplicó, por ejemplo, en

los géneros.Hasta nuestros días, recordamos la figura de Demócrito, quien decía que la materia estaba formada por partículas. En la actualidad, debido a las investigaciones, se sabe que la materia está formada por pequeñas partículas llamadas átomos. Los átomos se agrupan y forman moléculas, las cuales se ordenan y constituyen la materia. La materia se puede encontrar en tres estados diferentes:

 

Estado sólido       Estado líquido       Estado gaseoso

Durante un día de lluvia se ven gotas de agua a través de tu ventana. Estas gotas caen al suelo y forman pozas de agua de diversas formas y tamaños. Seguramente, has notado que estas pozas se secan rápidamente cuando sale el Sol, aunque también lo hacen sin la presencia de él.

El calor del Sol transforma el agua líquida en vapor de agua; este fenómeno se produce además en todos los lugares de la Tierra donde hay depósitos de agua y recibe el nombre de evaporación. Cuando hace mucho frío el agua contenida en las pozas se transforma en hielo; este proceso recibe el nombre de solidificación o congelación. Estas transformaciones ocurren con otras sustancias de la naturaleza y se producen de acuerdo a las propiedades y características de cada una de ellas. Todas las sustancias que forman el universo están constituidas por materia.

La materia es todo lo que tiene masa y ocupa un lugar en el espacio.La materia puede ser dura como un bloque de hielo, blanda como el agua líquida, o sin forma como el aire

ESTADOS DE LA MATERIA

1. Estado sólido

Un sólido es una sustancia formada por moléculas que se encuentran estrechamente unidas entre sí mediante una fuerza llamada fuerza de cohesión, las particulas están muy unidas, y solo vibran en su puesto .La disposición de estas moléculas le da un aspecto de dureza y de rigidez con el que frecuentemente se le asocia.

La forma definida de los sólidos es producto de la fuerza de cohesión que mantiene unidas a las moléculas.

 

Los sólidos son duros y presentan dificultad para comprimirse. Esto se explica porque las moléculas que los forman están tan cerca, que no dejan espacios entre sí. Si miras a tu alrededor, notarás que todos los sólidos tienen una forma definida. Esta característica se mantiene, salvo que actúe sobre ellos una fuerza tan grande que los deforme.

Los Sólidos

Tienen dificultad para comprimirse

Tienen forma definida

Los sólidos pueden identificarse por estas dos propiedades generales. Si agrupas sobre una mesa un elástico, un vidrio, plasticína, una piedra, un plato y una cuchara, podrás decir que todos ellos son sólidos; sin embargo, cada uno de ellos es diferente del otro. Ahora la observación te permitirá hacer una clasificación.

Clasificar significa agrupar identificando las propiedades que sirven de base para ello, de acuerdo a un criterio establecido previamente.

¿A qué se debe que los sólidos sean diferentes?Estas diferencias pueden explicarse debido a que los cuerpos sólidos presentan propiedades específicas, en mayor o menor grado, entre las cuales señalaremos:

* Elasticidad: Un sólido recupera su forma original cuando es deformado. Un elástico o un resorte son objetos en los que podemos observar esta propiedad. Estira un elástico y observa lo que sucede.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

* Fragilidad: Un sólido puede romperse en muchos pedazos (quebradizo). En más de una ocasión habrás quebrado un vaso de vidrio o un objeto de greda. Estos hechos representan la fragilidad de un sólido.

*Dureza: Un sólido es duro cuando no puede ser rayado por otro más blando. El diamante de una joya valiosa o el

utilizado par cortar vidrios presenta dicha propiedad. 

 

2. Estado líquido

Un líquido es una sustancia formada por moléculas que están en constante movimiento de desplazamiento y que se deslizan unas sobre las otras.La disposición de estas moléculas le da un aspecto de fluidez con la que frecuentemente se les asocia.

¿A qué se debe que los líquidos cambien de forma?Si aplicas fuerza sobre la superficie del agua de una cubeta, observarás que ésta pierde su aspecto inmóvil y que puedes distinguir su movimiento a través de la formación de ondas en la superficie.

Los líquidos son fluidos porque no tienen forma propia, sino que adoptan la forma del recipiente que los contiene. Por ejemplo, si echas igual cantidad de un líquido en un tubo de ensayo, a un plato o en una botella, éstos adoptarán la forma de cada uno de estos objetos. Si observas algunos líquidos notarás que ninguno de ellos tiene forma definida y que, al igual que los sólidos, tampoco pueden comprimirse. Si intentas comprimir el agua de la cubeta notarás que se escurre hacia los lados, pero que no disminuye su volumen.

¿A qué se debe el cambio de forma que pueden presentar los líquidos?

La forma indefinida de los líquidos se debe a que la fuerza de atracción que mantiene unidas las moléculas es menos intensa que la fuerza que mantiene unidas las moléculas de los sólidos. Alguna vez habrás jugado a echarle agua a una jeringa y habrás empujado el émbolo. ¿Qué has observado?

¿Por qué los líquidos son incompresibles?Los líquidos son incompresibles porque las moléculas que los constituyen están tan unidas que no pueden acercarse más; sólo pueden deslizarse las unas sobre

las otras.

 

Los Líquidos

Tienen forma indefinida

Son incompresibles

Los líquidos, AL igual que los sólidos, presentan propiedades específicas entre las cuales señalaremos:

* Volatilidad, es decir, facilidad para evaporarse. Esta propiedad se aprecia claramente al dejar abierto un frasco con alcohol, en que se percibe su olor y disminuye el volumen.

* Viscosidad, es decir, dificultad al escurrimiento. ¿Has dado vuelta alguna vez una botella de aceite o, tal vez, has echado aceite al motor de un vehículo? ¿Observas lo mismo al derramar un vaso .con agua? La

diferencia en la observación se debe a la viscosidad.Estas propiedades se presentan en mayor o menor grado en todos los líquidos.Los perfumes, la bencina y la parafina son líquidos volátiles. La miel y

la leche condensada son líquidos viscosos.

3. Estado gaseosoUn gas es una sustancia formada por moléculas que se encuentran separadas entre sí.

Esta disposición molecular le permite tener movilidad, por lo que no posee forma propia y puede comprimirse. En él la fuerza de cohesión es nula y ha sido remplazada por la fuerza de

repulsión entre las moléculas.¿Por qué los gases no poseen forma propia?Los gases no poseen forma propia, porque las moléculas que los forman se desplazan en todas direcciones y a gran velocidad; por esta razón los gases ocupan grandes espacios. El olor a comida que se prepara en la cocina se esparce por toda la casa con rapidez, porque las moléculas tienden a ocupar todo el espacio disponible.

¿Por qué los gases pueden comprimirse?Los gases pueden comprimirse debido a la disposición separada de las moléculas que los compone. Si aplicas una fuerza intensa al émbolo de una jeringa con aire y tapas con el dedo su extremo anterior, notarás que el espacio ocupado por el gas disminuye. Esto se debe a que las moléculas se acercan entre sí y ocupan un menor espacio, el cual depende de la magnitud de la fuerza aplicada.

Los Gases

No tienen forma propia

Pueden comprimirse

 

Los cambios de estado y sus características

Cambio de estado: El estado en que se encuentra un material puede transformarse a través de cuatro procesos: fusión solidificación, evaporación, condensación y sublimación.

Las transformaciones de la materia en los tres estados se conocen con los siguientes nombres:

 Fusión 

 Solidificación 

 Condensación 

 Sublimación  Deposición

 Evaporación 

El paso de estado sólido a líquido recibe el nombre de fusión; el de estado liquido a gaseoso, evaporación; el de estado gaseoso a líquido,condensación; y el de líquido a sólido, solidificación, de sólido a gas o de gas a sólido, sublimación o de gas a sólido deposición.La temperatura es un factor clave en los cambios de estados, calentando o enfriando podemos hacer que muchos materiales pasen del estado sólido al líquido y al gaseoso, o viceversa, es decir, los cambios de estado son reversibles.

La modificaciones de la temperatura y la presión provocan cambios de estados de la materia como ellos solo cambia la forma física, también se les llama cambio físico.

¿A qué temperaturaras se producen estos cambios?La temperatura a la que funde una sustancia recibe el nombre de punto de fusión; esta temperatura es característica y específica para cada sustancia.

Conozcamos algunos puntos de fusión a nivel del mar:

SUSTANCIA PUNTO DE FUSIÓN (º Celsius)

Agua 0ºAzufre 119ºCobre 1.084ºHierro 1.535º

La temperatura a la cual una sustancia ebulle o hierve recibe el nombre de punto de ebullición y se reconoce o identifica porque una vez alcanzado no aumenta; permanece constante.

Conozcamos algunos puntos de ebullición a nivel del mar:

SUSTANCIA PUNTO DE EBULLICIÓN (ºCelsius)

Alcohol 78,4º

Azufre 100º

Azufre 444ºHierro 1.880º

Para que se produzca evaporación no necesariamente la sustancia debe alcanzar su punto de ebullición. Frecuentemente se produce evaporación en todo momento a temperatura ambiente. El agua contenida en una tetera se empieza a evaporar antes de alcanzar el punto de ebullición. La evaporación es una transformación que ocurre en la superficie del líquido. La ebullición se produce en la totalidad del líquido.

CAMBIOS DE ESTADO DE LA MATERIA1. Cambio físico

La materia es susceptible de sufrir cambios, los cuales pueden ser transitorios o permanentes. En el desarrollo de este texto nos referiremos, en primer lugar, a los cambios transitorios y, luego, a los permanentes. Los cambios transitorios son producidos por agentes externos a la naturaleza de la materia, como por ejemplo el cambio de estado. La materia se puede encontrar en tres estados físicos: estado sólido, como la madera o el hierro;estado líquido, como el agua o el aceite; estado gaseoso, como el aire del medio ambiente o de un balón de gas. El agua puede pasar con facilidad por los tres estados físicos. Estas transformaciones se producen por acción del calor.Cuando la temperatura desciende más allá de los 0 ºC, el agua se presenta en su estado sólido (hielo). Si la temperatura aumenta más allá de los 100 ºC, el agua se presenta en su estado gaseoso (vapor de agua). A temperatura ambiente el agua se presenta en estado líquido. Estos cambios de estado sufridos por el agua y otras sustancias de la naturaleza reciben el nombre de cambios físicos.

¿Qué entendemos por cambio físico?

Cambio físico es el cambio transitorio de las sustancias, que no afecta la naturaleza de las moléculas que lo forman. aunque cambie el aspecto físico de la sustancia que lo presenta.

¿Cuándo se produce un cambio físico?Un cambio físico se produce por acción de un agente externo a la naturaleza de la materia. En el caso del agua, el agente externo es el calor. No sólo el calor es un agente externo; una presión también es un agente que provoca cambio físico, como puede ser el cambio de forma o de posición de un objeto o cuerpo. El calor como agente de cambio también puede provocar cambios de volumen en los cuerpos. Se entiende por volumen todo lo que ocupa un lugar en el espacio. Mediante la observación científica se puede tomar conciencia de estos cambios e identificarlos a través de sus efectos.

¿Cuáles son los efectos de algunos cambios físicos?Uno de ellos es el cambio de estado de la materia. Este efecto es transitorio y las sustancias mantienen sus propiedades. Si dejas de aplicar calor a una tetera con agua hirviendo, el agua permanecerá en su estado líquido y cesará su transformación acelerada a estado

gaseoso. La observación de un papel estirado y, luego, de un papel arrugado, te permite inferir que ha sufrido un cambio físico y que su agente de cambio es una fuerza como la presión.

2. Cambio químico

Si observas una vela encendida, verás cómo se quema su mecha, se derrite y cae lentamente su esperma. Luego, al terminarse la vela, habrá una gran cantidad de esperma y muy poco o nada de mecha. Si tratas de reconstruir la vela, podrás tomar la esperma derretida y formar otra.

¿Qué ocurre con la mecha de esta nueva vela?La nueva vela no podrá tener mecha, porque anteriormente se consumió, transformándose en un humo negro. Si aplicas lo que ya sabes sobre los cambios de la materia, podrás decir que la esperma ha sufrido un cambio físico, porque sólo cambió de forma, pero no su composición ni sus propiedades. Sin embargo, en la mecha ha ocurrido un cambio químico.

Cambio químico, también llamado reacción química, es aquel tipo de cambio en que la materia experimenta modificaciones en su composición química.

Las sustancias se convierten en otras sustancias que tendrán propiedades nuevas, distintas de las propiedades de las sustancias iniciales. En la naturaleza existen muchos cambios químicos, como por ejemplo cuando se oxidan algunos metales, se pudre la fruta, la leche se corta o el carbón se quema. La oxidación de los metales es uno de los ejemplos más interesantes. Si te fijas bien, en cualquier trozo de hierro de la casa podrás ver que éstos contienen algo de óxido y que se emplean pinturas especiales para evitar que el óxido aumente y que el hierro termine quebrándose. Al ocurrir el cambio químico de la oxidación, las moléculas de oxigeno se unen al hierro y se produce un cambio en las propiedades de éste. Este fenómeno puede demostrarse a través de la siguiente actividad: Si colocas un imán con limadura de hierro en el extremo de una balanza de dos brazos y equilibras su peso, y luego calientas la limadura de hierro hasta dejarla al rojo, con lo cual se oxidará, la balanza entonces se inclinará hacia el lado de la limadura de hierro. Esto ocurre porque el oxigeno se ha unido químicamente al hierro y, por lo tanto, éste ha aumentado su masa.Si aplicamos lo anterior al ejemplo de la vela, tendríamos que tener distintas masas al iniciar y al terminar el experimento.

¿En qué caso tendrá mayor masa la vela, al comienzo o al final?Dado que hemos establecido que la mecha de la vela "desaparece" casi completamente, lo lógico es que la masa final sea menor que la inicial, porque se perdió masa de la mecha. Esto se produce

fundamentalmente porque al quemarse la mecha de la vela, ésta comienza a transformarse en un gas (humo) que se mezcla con el aire y que, al no estar encerrado, no se puede masar. También hay pérdida de masa, debido a que se desprende vapor de agua.Lo anterior nos indica que en todo cambio químico debemos fijarnos en los productos que se forman, ya que en algunos casos se pueden producir gases.

Sustancias que componen la materia

Una manzana, el aire, el agua, la sal o el oro, tienen algo en común: son materia. Sin embargo, existen diferencias entre ellos cuyo origen se encuentra en las sustancias que los componen.Al hablar de las sustancias que contiene un determinado tipo de materia, nos referimos a su composición química. La composición química de la materia tiene que ver con la identificación y cantidad de las diferentes sustancias que la componen. Cada una de las sustancias presentes en ella tienen diferentes propiedades.Por una parte, se identifican las propiedades físicas, que se pueden observar con los sentidos o con la ayuda de un instrumento, sin variar la composición de la materia. Así, el color, la textura, la masa, el punto de ebullición o el punto de fusión son propiedades físicas de la materia. En cambio, el hecho de que una sustancia se queme por la acción del calor tiene que ver con sus propiedades químicas.Respecto a la cantidad de sustancias, la manzana y el aire contienen varias sustancias diferentes; el agua y la sal están formadas por dos sustancias y el oro sólo por una.De esta forma, la cantidad de sustancias que conforman la materia, determinan su clasificación en: elementos, compuestos y mezclas.Los elementos químicos son las sustancias que no pueden descomponerse en otras más simples.De los ejemplos indicados, el oro corresponde a un elemento químico. Otros ejemplos son el oxígeno, el carbono y el hierro.Los compuestos químicos son las sustancias que resultan por la unión de dos o más elementos químicos, combinados en cantidades exactas y fijas a través de enlaces químicos.Las mezclas se obtienen de la combinación de dos o más sustancias, que pueden ser elementos o compuestos. Sin embargo no se establecen enlaces químicos entre los componentes de la mezcla.A continuación estudiaremos cada uno de estos tipos de materia.

1. Elementos químicos

Existe un centenar de diferentes elementos químicos. Estos elementos tienen en común el estar constituidos por una mínima unidad: el átomo. Sin embargo, los átomos de un elemento se diferencian de los átomos de otro elemento en el número de protones que poseen, por lo cual:

Habrá tantos tipos de elementos químicos como átomos existan.

Por lo tanto, podemos definir de manera más completo un elemento químico.

 

ELEMENTO QUÍMICO es aquella sustancia formada por átomos que poseen la misma cantidad de protones y que no puede ser descompuesta en otras sustancias más simples.a. Símbolos químicos y tabla periódicaCada uno de los más de cien elementos químicos identificadas recibe un nombre, al que se le asigno un símbolo. El símbolo de un elemento químico corresponde a uno abreviatura latina del nombre del elemento, que puede constar de una o dos letras. Por ejemplo, el oxigeno, gas que permite la vida de la mayoría de los seres vivos, tiene como símbolo la letra O, mientras que uno de los metales más valiosos, el oro, se identifico por las letras Au. Uno de los elementos químicos que forma parte de la materia presente en todos los seres vivos es el carbono y se representa por la letra C.Los químicos han analizado las características de los diferentes elementos y han observado que cada uno presenta propiedades específicas. Es así como, la mayoría de ellos se encuentra en estado sólido, 11 en estado gaseoso y sólo 2 en estado líquido.Basándose en las propiedades químicas comunes, los elementos químicos han sido ordenados en una tabla, con filas y columnas, que recibe el nombre de tabla periódica de los elementos.La existencia de esta tabla se debe o los aportes realizados por el químico ruso Dimitrí Ivánovich Mendeléíev, quien a mediados del siglo pasado, fue el primero en clasificar los elementos conocidos de acuerdo a su masa y los ordenó en forma progresiva.Ciertamente la tabla que usamos hoy es más completa que la de Mendeléíev, sin embargo, su aporte facilitó la tarea de organizar y clasificar los diferentes elementos que componen la materia.

b. Elementos importantes

Varios elementos químicos tienen gran importancia para los seres vivos.Por ejemplo:- el oxigeno (O) posibilita la vida en nuestro planeta- el calcio (Ca) da solidez y resistencia a nuestros huesos- el carbono (C) está presente en todas nuestras células- el sodio (Na),el potasio (K) y el cloro (Cl)son indispensables para el funcionamiento de las células nerviosas.La mayoría de los elementos químicos que son de importancia para los seres vivos, se requieren en cantidades pequeñísimas, sin embargo, su ausencia puede generar enfermedades que alteran el funcionamiento de todo el organismo. Esto ocurre con el yodo (I). Cuando el organismo no logra obtener los niveles de yodo necesarios, se produce un crecimiento anormal de la glándula "tiroides", que se manifiesta por un abultamiento en el cuello.Así vemos que algo tan simple como un elemento, puede determinar la alteración de algo tan complejo como un ser vivo.

2. Compuestos químicos

Difícilmente encontramos en la naturaleza los elementos químicos aislados, es decir, no combinados. En la realidad, pueden unirse entre si para generar compuesto químicos que poseen propiedades muy diferentes a las de cada elemento constituyente.

 

COMPUESTO QUÍMICO es aquel que está formado por la unión de dos o más elementos diferentes, en proporciones fijas y exactas a través de enlaces químicos.

a. Fórmulas de los compuestos químicos

Lo mismo que los elementos, cada compuesto químico se representa con una fórmula que corresponde a los símbolos de los elementos que lo forman, añadiendo además, números que indican las cantidades de átomos que aporta a la unión cada uno de los elementos.Veamos algunos ejemplos:El agua, cuya fórmula es H20 nos muestra que;- está formada por hidrógeno H y oxígeno O- cada molécula está formada por la unión química entre 2 átomos de hidrógeno y 1 de oxigeno.En este ejemplo el compuesto está formado por dos elementos, pero pueden existir otros, constituidos por más de dos:La sacarosa, que es el nombre que recibe el azúcar de mesa, tiene la siguiente fórmula: C12H12011. Podemos ver que, además del oxígeno O y el hidrógeno H, este compuesto está formado por carbono C.

Los números colocados a la derecha bajo cada letra indican el número de átomos de cada elemento en la unión.

b. Compuestos orgánicos e inorgánicos

En nuestro medio ambiente existe una gran cantidad de sustancias que se pueden clasificar en dos grupos dependiendo de la presencia del carbono como componente principal. Esta condición permite reconocer dos tipos de compuestos: orgánicos e inorgánicos.

COMPUESTOS ORGÁNICOS son aquéllos en los cuales el principal constituyente es el carbono C.

Se excluyen de esta definición los compuestos llamados carbonatos, el dióxido de carbono ( CO2) y el monóxido de carbono ( CO).

COMPUESTOS INORGÁNICOS son aquéllos que están formados por cualquiera de los demás elementos incluido en algunos casos el carbono pero sin que éste sea el elemento principal.

c. Compuestos importantesDe la misma forma que reconocíamos la importancia de algunos elementos para la conservación de la vida, ocurre con los compuestos químicos. Aunque su complejidad puede variar, podemos mencionar entre los compuestos más simples y más importantes, el agua H20 y el dióxido de carbonoCO2. Ambos son liberados en el proceso de respiración y tienen gran valor para el desarrollo de los procesos vitales en las plantas.Otros compuestos importantes son el carbonato de calcio, que junto a otros compuestos forman la cáscara de los huevos de las aves. Obviamente, este compuesto ayuda a proteger a los embriones de los golpes y de la deshidratación.Los ejemplos anteriores han destacado compuestos inorgánicos importantes.Mencionemos ahora algunos compuestos orgánicos relevantes.Uno de los compuestos más importantes es la glucosa C6H1206. Este compuesto orgánico almacena en los enlaces una gran cantidad de energía que permite realizar todas las actividades propias de un ser vivo.

    Mezclas

Señalábamos que la materia estaba formada por sustancias puras y mezclas.¿ Mezcla es la unión de dos o más sustancias fáciles de separar?.

La separación de una mezcla es más fácil comparada con la del compuesto, debido a que entre las moléculas que la forman no existe unión de tipo químico. El agua con sal, una bebida gaseosa, el aire, el butano (gas de los balones) con el aire en el momento de la combustión al encender el quemador de la cocina, el agua con arena y la arena con limadura de hierro son mezclas. Entre los distintos ejemplos dados, se producen diferencias importantes. Si observas una mezcla de agua con sal (bien agitada) y otra de agua con arena (bien agitada), en la primera no podrás distinguir el agua de la sal; en cambio, en la segunda podrás distinguir fácilmente el agua de la arena. Esta característica permite clasificar las mezclas en dos grandes grupos: Mezcla homogénea y Mezcla heterogénea

Mezcla homogénea es aquella en la cual las partes que la componen están distribuidas de manera totalmente uniforme. Se llaman también disoluciones.

Por esta razón es difícil identificar los componentes de ella a simple vista. El agua con azúcar, el agua con sal, una limonada, una bebida

gaseosa, el aire, los helados, el smog, el papel y la leche son algunos ejemplos de mezclas homogéneas.

Mezcla heterogénea es aquella en la cual las partes que la componen no están distribuidas uniformemente.

Sus componentes se pueden distinguir fácilmente. El agua con arena, el agua con aceite, el azufre con limadura de hierro y el agua con harina son algunos ejemplos de mezclas heterogéneas. Existen distintas maneras de formar mezclas, ya sea uniendo líquido con liquido, liquido con sólido, o líquido con gas. En el siguiente cuadro clasificaremos los ejemplos dados anteriormente.

ESTADOS DE LA MATERIA EJEMPLO TIPO DE MEZCLA

Sólido en líquido Agua y sal HomogéneaLíquido en líquido

Limonada Homogénea

Gas en líquido Bebida gaseosa Homogénea

Gas en gas Aire y butanoLlama Homogénea de la cocina

Sólido en líquido Agua con arena Heterogénea

Sólido en líquido Azúcar y agua Homogénea

Sólido en líquido Agua y tierra Heterogénea

Sólido en sólidoLimaduras y harina

Heterogénea

Líquido en líquido

Agua y aceite Heterogénea

Separación de las mezclas

Existen diferentes métodos ideados por los científicos para separar una mezcla en sus diferentes componentes. Dichos métodos son dísicos ya que no alteran las propiedades de los componentes de la mezcla y con ellos se logra aislar cada uno de los componentes sin cambiar su composición. Algunos de ellos son los siguientes:

.

a.- Separación de una mezcla de dos sólido: Una mezcla formada por dos sólidos pueden ser separadas por decantación y magnetismo.

Decantación o Precipitación. Consiste en colocar las mezcla en un líquido, donde los dos

sólidos se separan, uno flota y el otro se unde. También a través de este método se pueden separar más fácilmente mezclas heterogéneas como el agua con harina o el agua con tierra. Si mezclas agua con harina en una probeta y esperas un momento, observarás cómo la harina comienza a quedar en el fondo de la probeta (comienza a precipitar o decantar) y a separarse del agua. El agua potable se somete a un proceso de decantación con el objeto de purificarla, proceso semejante al de precipitación.

 

Magnetismo. Cuando una mezcla está formada por un elemento metálico y no metálico, los cuales pueden ser separados por un imán. Al acercar un imán a una mezlca de limaduras de hierro y azufre, las limaduras son atraidas hacia el imán, logrando separar el azufre.

b.- Separación de una mezcla formada por dos líquidos: Éstos pueden ser

separados a través de la destilación.

Destilación. Con este método las sustancias son separadas por calentamiento, ya que los componentes de la mezcla poseen distintos puntos de ebullición. A través de él se separan principalmente mezclas homogéneas de líquidos. La separación del agua que hierve a los 100ºC y del alcohol que hierve a los 78ºC, que contiene el vino es un ejemplo característico; para ello se utiliza un equipo llamado de destilación. El vapor que se obtiene mientras el alcohol hierve puede ser enfriado y por

tanto, condensado en otro recipiente separándolo así del agua.El alcohol y el agua del vino pueden ser separados, porque cada uno de ellos tiene distinto punto de ebullición.

c.- Separación de una mezcla formada por un líquido y un sólido: Para separar una mezcla de un sólido y un líquido se pueden usar los métodos de filtración, destilación, evaporación y extracción.

 Filtración. Este método se utiliza frecuentemente para separar las sustancias sólidas de las líquidas. Se hace pasar una

mezcla heterogénea a través de un papel filtro o algodón, tratando de que el tamaño del poro (del papel filtro o del algodón) se adecue lo más posible al tamaño de las partículas sólidas que deseamos separar. La separación de la mezcla de agua con arena es un ejemplo de filtración.

 

Evaporación. En este método la mezcla es sometida a calentamiento para extraer el líquido que contiene, y sólo queda el sólido en el recipiente del experimento. A modo de ejemplo, se puede preparar una solución de agua con sal y calentar la mezcla, con lo cual se evaporará el agua y quedará solamente la sal. ¿Cuántas veces has observado este fenómeno al caminar entre las rocas de una playa, ver los depósitos de sal y las rocas secas?

 

Extracción. Este método considera la capacidad de las sustancias de disolverse o no en distintos líquidos. Por ejemplo, cuando preparas una taza de té, a la bolsita se le extraen las sustancias aromáticas que dan el sabor, el color y el olor

característico del té, y sólo queda en ella el resto de la mezcla. Las sustancias aromáticas son solubles

en agua; el resto de la mezcla que queda dentro de la bolsita no lo es.

Cambio físico y cambio químico de un objeto o material

 

Todos los materiales que vemos y tenemos a nuestro alrededor constantemente sufren cambios. Por ejemplo: el hierro se oxida, el papel de los periódicos viejos se pone amarillo, los zapatos se gastan... Algunos de estos cambios son producidos por el hombre, como cuando se disuelve azúcar en el café, cuando se rompe un vaso, al recortar un papel... Los cambios que ocurren en los materiales pueden dividirse en dos grandes grupos: cambios físicos y cambios químicos.

 

Cambios físicos

Cuando los materiales cambian de forma, se recortan, se estiran, se rayan... ocurre un cambio físico. El agua cuando cambia de estado, es decir, al

congelarse se transforma en hielo, pero sigue siendo agua.

El cobre al calentarse se vuelve líquido pero sigue siendo cobre. En general, las disoluciones y mezclas son cambios físicos. Cuando hacemos una ensalada, hacemos una mezcla, se combinan varios vegetales, pero cada uno de ellos conserva sus características.

Al disolver una sustancia en otra, ocurre un cambio físico, ya que las sustancias no se transforman en otras distintas. Por ejemplo, cuando hacemos una sopa, pareciera que la sal desaparece, pero sigue estando allí, porque al probar el caldo, la sentimos. Si queremos recuperarla, se hierve la sopa hasta que se evapore todo el líquido y la vemos en el fondo de la olla. Cuando se le echa azúcar al café, deja de verse, pero el café sabe dulce, el azúcar sigue allí pero disuelta, en partículas tan pequeñas que no puede verse.

Finalmente se puede concluir que al disolver una sustancia en otra, ocurre un cambio físico, ya que las sustancias no se transforman en otras, porque conservan sus características.

   

Cambios químicos

Cuando se enciende una vela, cuando se quema el papel, cuando una estatua de bronce se pone verde, cuando la masa se transforma en pan... ocurren cambios químicos. En todos los casos nombrados anteriormente, se empieza con unas sustancias y éstas se transforman en otras sustancias diferentes.

Determinar a simple vista si ha ocurrido en verdad un cambio químico, no siempre es fácil. La forma más segura es analizar las sustancias en el laboratorio para ver si son las mismas con las que empezamos o si se trata de otras.

Las condiciones ambientales pueden acelerar o desacelerar un cambio químico. Algunos son muy rápidos como el que ocurre al echar una tableta efervescente en

agua o cuando estalla una cotufa. Otros son más lentos, como la decoloración de la ropa o la maduración de la fruta. Y otros son sumamente lentos, como la descomposición del mármol de una estatua o la oxidación del hierro de un automóvil.

 

Existen ciertas características que a simple vista nos indican si se ha producido o no un cambio químico como:

- Los cambios de olor, es señal de que algún material nuevo acaba de aparecer, como resultado de la transformación química de los materiales que se tenían al principio.- Los cambios de color, indican que se formaron sustancias nuevas, de color distinto al de las iniciales.

 

 

1. Los estados de agregación de la materia son:

A) sólido, líquido, gasB) sólido y gasC) líquido y sólidoD) gas

2. Las propiedades generales de la materia son:

A) masa y volumenB) densidadC) temperatura de fusión

3. Algunas propiedades específicas son:

A) volumen y masaB) masa, y temperaturaC) densidad, temperatura de fusión, temperatura de ebullición

4. El cambio de estado de sólido a líquido se llama

A) solidificaciónB) fusiónC) condensación

5. El paso de sólido a gas se llama

A) fusiónB) sublimaciónC) solidificación

6. El paso de líquido a gas se llama

A) vaporizaciónB) condensaciónC) sublimación inversa

7. ¿Cómo se llama el proceso que ocurre fuera de la ventana?

A) vaporizaciónB) condensaciónC) sublimación

8. El siguiente dibujo muestra

A) los estados de agregaciónB) los cambios de estado

9. Los cambios de estado representados en rojo

A) necesitan calorB) desprenden calor

10. Los cambios de estados representados en azul

A) desprenden calorB) necesitan calor

11. La siguiente gráfica representa

A) el calentamiento del aguaB) el enfriamiento del agua

12. ¡Cómo se llama el cambio de estado que se representa en cada tramo horizontal?

A) fusión y vaporizaciónB) solidificación y fusiónC) condensación y fusión

13. Estado en el que la sustancia tiene forma fija

A) gasB) líquidoC) sólido

14. Estado en el que la sustancia adopta la forma del recipiente

A) sólidoB) líquidoC) gas

15. ¿Cómo se llama el cambio de estado de líquido a sólido?

A) fusiónB) vaporizaciónC) solidificación

16. La gráfica representa el calentamiento del agua. ¿Cuánto vale la temperatura de fusión del agua?

A) 100ºCB) 25ºCC) 0ºC

17. La gráfica representa el calentamiento del agua. ¿Cuánto vale la temperatura de ebullición del agua?

A) 100ºCB) 0ºCC) temperatura ambiente

18. La siguiente gráfica representa el enfriamiento de un gas. ¿Cuánto vale la temperatura de condensación?

A) 75ºCB) 100ºCC) -15ºC

19. La siguiente gráfica representa el enfriamiento de un gas. ¿Cuánto vale la temperatura de solidificación?

A) 75ºCB) -15ºCC) temperatura ambiente

20. La gráfica representa

A) el enfriamiento de un gasB) el calentamiento de un sólido

21. ¿Cómo se llama el cambio de estado que se representa?

A) fusiónB) solidificaciónC) condensación

22. Indica el nombre de la escala de la izquierda

A) escala Celsius o CentígradaB) escala Kelvin

23. Indica el nombre de la escala de la derecha

A) escala KelvinB) escala centígrada

24. Así medimos el volumen de un sólido

A) regularB) irregular

25. ¿Cómo se llama?

A) matraz aforadoB) pipetaC) probeta

26. ¿Cómo se llama?

A) embudoB) embudo de decantaciónC) pipeta

27. ¿Cómo se llama?

A) buretaB) embudoC) embudo de decantaciónD) vaso deprecipitados

28. ¿Cómo se llama?

A) buretaB) pipetaC) probeta

29. ¿Cómo se llama?

A) probetaB) balanzaC) matraz

30. ¿Cómo se llama?

A) matraz

B) porta objetosC) vidrio de reloj