UNIVERSIDAD VERACRUZANA

FACULTAD DE BIOLOGIA

QUIMICA INORGANICA

“PRACTICA 3: ESTADOS DE AGREGACIÓN”

PROF. BERTHA MARIA ROCIO

FECHA DE REALIZACION: 18 DE SEPTIEMBRE DE 2012

FECHA DE ENTREGA: 25 DE SEPTIEMBRE DE 2012

INTEGRANTES:

JUAREZ BRAVO ZULLYN

LOPEZ ORTEGA GUADALUPE YAMILETH

SALAZAR CHAMORRO MARIA FERNANDA

TABAL CORTES MARCOS ALEJANDRO

Sustento teórico

Aunque no siempre estemos pensando en este hecho, vivimos rodeados de

materia. La materia, como desde pequeños se nos enseñó con el ejemplo más

usado, el del agua, tiene tres estados físicos: sólido, líquido y gaseoso. De éstos,

el que percibimos menos es el gaseoso, una forma en que todos podemos ver un

gas, es al hervir agua, las burbujas que vemos son agua en forma de gas que

suben y empañan al recipiente que contiene el agua.

Nos han enseñado que la razón de encontrar estos tres estados se le atribuye a

las partículas, ya que en un sólido éstas están muy pegadas entre sí, en un líquido

hay un poco más de distancia entre ellas, y en un gas están bastante separadas; y

por lo tanto se mueven con gran velocidad en todo el espacio que lo contenga. Es

por esto que los gases no tienen una forma determinada, y nosotros al

mantenerlos en un recipiente, tomarán la forma de éste y su volumen se adaptará

al mismo, es decir, que los podemos expandir (alejar más a las partículas) o los

podemos comprimir (acercándolas un poco más), ya que los gases siempre

tienden a ocupar todo el volumen disponible. El estado gaseoso es el que

podemos manejar con más facilidad, hablando de forma y volumen.

Objetivos

Observar y comparar para así entender mejor las diferencias entre los

estados de agregación

Observar en que pueden ser similares o diferentes las propiedades físicas

de los estados de agregación

Descripción de la práctica

Se realizaron experimentos sencillos para que el alumno observara y justificara los

estados de la materia y con ello una discusión sobre las diferencias que

presentaron los materiales de acuerdo con su estado de agregación que presento

cada uno de estos.

Realización.

1.- Antes de que se realizara la práctica se llevo a cabo una discusión grupal de

acuerdo con los diferentes estados de agregación de la materia.

2.-Se tomaron dos vasos, en uno de ellos se colocó un clavo, y al otro se le

agregó un poco de agua.

3.-Anotamos nuestras observaciones de lo que sucedía en cada recipiente.

4.-Tomamos el tercer vaso y le agregamos un poco de sal y anotamos nuestras

observaciones.

5.-Contestamos la pregunta, ¿Será la sal (o azúcar) un líquido? Realizando un

intercambio de ideas entre los integrantes del equipo.

6.-Después de intercambiar ideas, utilizamos una lupa para poder observar los

cristales y observar porque es que la sal se puede verter.

7.- Posteriormente tomamos el tubo de pasta dentífrica, le quitamos la tapa y lo

colocamos verticalmente con la boca hacia abajo. Observamos que fluía y

anotamos nuestras observaciones.

8.-Contestamos la pregunta ¿Es la pasta dentífrica un liquido? Realizando una

discusión de ello y argumentando nuestros comentarios.

9.- Luego tomamos una jeringa y la llenamos aproximadamente a la mitad con

agua.

10.-Tomamos la otra jeringa y la llenamos hasta la mitad aproximadamente con

aire.

11.- Después de esto, las observamos y las comparamos anotamos nuestras

observaciones y comparamos las diferencias y similitudes que presentan los

líquidos y los gases.

12.-Tapamos el orificio de la aguja con el dedo y empujamos suavemente con el

émbolo y anotamos nuestras observaciones.

13.-Después tomamos una esponja y la comprimimos con los dedos y nos dimos

cuenta que después de comprimirla toma su forma natural.

14.-Contestamos la pregunta ¿será la esponja un gas?

15.-Vaciamos ambas jeringas y nos dimos cuenta que los gases y los líquidos

fluyen con facilidad y lo comparamos con el tubo de pasta dentífrica.

16.-Discutimos las diferencias y las similitudes entre el aire, el agua, y entre el

agua y el dentífrico.

Resultados y discusión.

1. Observando el vaso N.1 notamos que el clavo se encuentra en estado

sólido ya que sus moléculas están unidas en forma organizada, pero con

poa libertad de movimiento.

2. En el vaso N.2 el agua está en estado liquido, sus moléculas están unidas

pero no en una posición tan rígida y se pueden mover rígidamente.

3. En el vaso N.3 el azúcar se encuentra en estado sólido pero sus moléculas

están más dispersas.

La pasta fluye lentamente, después de ser apretada fluye más rápido

La guja que contiene agua pesa más y se notan las burbujas de aire,

a diferencia de la aguja que contiene solo aire.

Diferencias y similitudes entre gases y líquidos

DIFERENCIAS SIMILITUDES

Los gases no se ven a diferencia de

los líquidos que se perciben.

Las moléculas de los gases están

más dispersas que las de los

líquidos.

Algunos gases y líquidos huelen y

otros no.

Los gases no son tan pesados como

los sólidos.

Ejerce una presión al salir sobre la yema del dedo, no sale

rapiditamente.

La esponja es un sólido ligero que se puede comprimir al ejercer

presión y después regresar a su forma original.

No, porque los gases son intangibles y no tienen una forma

determinada.

Aire y agua fluyen rápidamente, mientras que la pasta fluye más

lentamente producto de sus densidades.

Diferencias y similitudes entre agua y aire.

DIFERENCIAS SIMILITUDES

El estado de agregación en que se

encuentran.

Densidades.

Forma en la que se presentan.

La dispersión de sus moléculas.

Fluyen con facilidad

Incoloras

Conclusión

Al comparar materia en sus diferentes estados (clavo como sólido, agua como

líquido y aire como gas) nos dimos cuenta de que a primera vista es bastante fácil

percibir algunas diferencias, como lo es la forma, el movimiento que presentan, y

su peso; y que para percibir otras, es necesario que seamos más meticulosos a la

hora de observar. Y finalmente, a pesar de parecen muy diferentes también

encontramos similitudes entre los estados, por ejemplo entre líquido y gas, que

fluyen con cierta facilidad, lo que hace que sean diferentes a los sólidos.

Cuestionario.

1.- Describa los sólidos, líquidos y gases con base en la manera en que llenan un

recipiente. Use la descripción para identificar el estado físico de cada una de las

siguientes sustancias:

a) Helio en un globo: Ocupa todo el espacio dentro del globo para darle una forma

y que esta no se pierda; se encuentra en estado gaseoso.

b) Mercurio en un termómetro: El mercurio rellena todos los espacios posibles,

llenando todo el termómetro; se encuentra en estado líquido.

c) Sopa en un tazón: La sopa se amolda a la forma del tazón ocupando el espacio

de la misma manera; se encuentra en estado líquido.

2.- Use la descripción que hizo en el problema anterior para identificar el estado

físico a temperatura ambiente para lo siguiente:

a) Aire de un cuarto: Se encuentra en estado gaseoso.

b) Tabletas de vitaminas en una botella: Se encuentra en estado sólido.

c) Azúcar en un sobre: Se encuentra en estado sólido.

3.- ¿Cuál es el comportamiento que se observa en las partículas de un sólido

cuando se aumenta la temperatura de éste?

Aumenta el movimiento de las partículas provocando un mayor espacio

intermolecular, en caso de ser demasiado alta la temperatura, el sólido pasa a ser

un líquido.

4.- ¿A qué se debe que en los líquidos las partículas experimenten colisiones y

fricciones frecuentes?

A que no hay un gran espacio dentro de un líquido, las moléculas presentan un

espacio limitado a diferencia del estado gaseoso.

5.- ¿A qué se debe que los gases presenten expansibilidad y comprensibilidad?

A que el espacio de las moléculas es mayor y se encuentran de forma libre en un

espacio, sin tener limitado su lugar.

Bibliografía.

Chang, R. (1992) Química. McGraw-Hill. México.

Fernández, D & Fernández Prini, R.(1997) Fluidos supercríticos. Ciencia Hoy 8 (43) p.36.

Ceretti, Helena M. (2000) Experimentos en contexto: química: manual de laboratorio. Addison Wesley. Buenos Aires.

Silberg, Martin S. (2002) Química: la naturaleza molecular del cambio y la materia. McGraw-Hill, México.

Anexos. ¿Qué es el Plasma?

La definición que se enseña nos dice: "El plasma es un conjunto cuasineutral de

partículas con portadores libres de carga eléctrica, el cual desarrolla

comportamiento colectivo". Analicemos por partes esta definición. Lo más

importante es que en el plasma se encuentran portadores de carga eléctrica libres.

Los átomos están al menos parcialmente ionizados. El grado de ionización no

tiene que ser muy grande, si el tamaño de la formación de plasma es lo

suficientemente extensa. Precisamente un plasma se diferencia de un gas por el

que haya portadores libres de carga en el primero. El plasma es conductivo y

reacciona fuertemente a los campos eléctricos y magnéticos. La segunda cualidad

es la cuasineutralidad. Supongamos que visto microscópicamente un cierto

volumen tiene en promedio siempre la misma cantidad de partículas positivas y

negativas. Desde afuera el plasma se comporta como si fuera un fluido sin carga

(líquido o gas). La exigencia de cuasineutralidad toma en parte de la definición de

plasma lo de ser un conjunto de partículas cargadas, las cuales difieren solamente

un poco cualitativamente en ésta característica (o sea, un plasma es “casi” neutral,

pero no lo es completamente). La última parte de la definición de plasma es su

comportamiento colectivo. Con esto se entiende que el plasma es capaz en su

conjunto de procesos de generar campos magnéticos y eléctricos, campos a los

cuales a su vez puede reaccionar. La definición de plasma no incluye los

conjuntos de partículas cargadas donde la cantidad de partículas positiva y

negativamente cargadas no sea aproximadamente la misma, ya que no llenan el

requerimiento de cuasineutralidad. Tampoco se incluyen los gases muy

débilmente ionizados, como son las llamas de las velas (no llenan el requerimiento

de comportamiento colectivo). El concepto de plasma fue usado por primera vez

por Irwing Langmuir (1881-1957).

El estado plasmático todavía lo podemos subdividir en algunos cuantos grupos

más:

Plasma común: las capas de electrones de los átomos son parcialmente

deterioradas (debido a una alta temperatura o presión). Los electrones libres son

responsables de las características plasmáticas de la sustancia en cuestión.

Plasma termonuclear: Las capas electrónicas de los átomos no existen, la

sustancia es una mezcla de núcleos “pelados” y electrones libres. En éste estado

se encuentran el plasma en los núcleos de las estrellas, donde se da lugar la

síntesis TN.

Plasma de nucleones: Debido a muy altas temperaturas o presiones, los mismos

núcleos atómicos son despedazados. La materia es una mezcla de electrones,

protones y neutrones. Los plasmas nucleónicos se manifestaron a los 10−5 s

después del comienzo del Universo, donde los quarks crearon los primeros

protones y neutrones. Encontramos también este tipo de plasma en las capas

exteriores de una supernova explotando, donde su comienzo desarrolla una onda

de choque de gas presionado. En ésta capa por un corto tiempo se dan lugar

disturbios en las reacciones termonucleares, que dan lugar a elementos pesados.

Plasma de Quarks-gluones: en altas energías los nucleones mismos se

desmenuzan en sus constituyentes: los quarks y los gluones. En ese estado se

encontraba la materia quizá hasta el primer décimo de microsegundo después del

comienzo del Universo y artificialmente se logró reproducir este estado de la

materia en el CERN en el año 2000.

Por plasma, sin embargo, algunos autores también entienden algunas partes de la

ionósfera, especialmente la capa F, la cual refleja las ondas de radio y permite la

comunicación por radio a través de la reflexión en la ionósfera. El plasma se

encuentra en los cinturones radiantes de van Allen. El viento solar, una corriente

ininterrumpida de partículas desde nuestro Sol, dentro de la cual también se

encuentra nuestra Tierra, es también un plasma. En estado plasmático se

encuentran los núcleos y atmósferas de las estrellas, el núcleo de nuestra galaxia,

las nebulosas y la mayoría de los objetos en el Universo. En la Tierra nos

encontramos con el plasma en los canales de los rayos, en diferentes descargas

eléctricas y el plasma es también creado artificialmente e investigado en los

laboratorios.

Estructura fibrosa en los restos posteriores a la explosión de la supernova en la constelación de

Vela (en luz visible). Fotografía por David Malin - UK Schmidt Telescope, copyright: Anglo

Australian Telescope Board, 1996.

¿Cuáles son los fenómenos básicos en el plasma? El plasma tiene tendencia a

crear formaciones lineales y de superficie – la fibra plasmática o estrujamiento

(pinch) y las superficies de corriente o paredes estrujadas (pinched). El plasma

proyecta fenómenos llamados colectivamente como deriva – movimiento de las

partículas perpendiculares a un campo magnético u otros campos de fuerzas. A

través de un plasma se pueden expandir una cantidad enorme de ondas de

diferentes tipos – desde las ondas magnetoacústicas, a las cuales pertenece pro

ejemplo la conocida onda de Alfvén, las cuales son la analogía de las ondas

acústicas en los gases excepto que las ondas electromagnéticas les permiten

exhibir muchos modos distintos. Estas ondas son en el plasma también muy

fácilmente generadas. El plasma puede alcanzar toda una gama de

inestabilidades, las cuales tienen como consecuencia por ejemplo la radiación por

corto tiempo de ciertas cantidades de energía que dan lugar a ciertas estructuras

características. Al plasma sin lugar a dudas pertenece la brillantez (por

recombinación electrón-átomo, enfrenamiento y sincrotrónica), la creación de

capas dobles eléctricas, el aceleramiento de partículas cargadas con una cierta

energía, el dínamo magnetohidrodinámico, el cuál produce el campo magnético en

el interior del Sol y los planetas y muchos más fenómenos interesantes.

La humanidad actual puede crear plasmas fácilmente, incluso en el laboratorio.

Los ejemplos más típicos son:

Plasma láser – tiempo de vida: 10−12 ÷ 10−9 s

Plasma pulsante – tiempo de vida: 10−9 ÷ 10−6 s

Tokamak – tiempo de vida: 1 s

Plasma frío – tiempo de vida: horas, días, años

Resumen

El plasma es el cuarto estado de agregación que se caracteriza por ser un

conjunto de partículas con portadores libres de carga eléctrica, sus átomos se

encuentran parcialmente ionizados. El grado de ionización no es muy grande, si el

tamaño de formación de plasma es lo suficientemente extensa. El plasma se

diferencia de un gas por que en el plasma es portador de carga libre.

El plasma es conductivo y reacciona con fuerza a los campos eléctricos y

magnéticos. La segunda cualidad del plasma es la cuasineutralidad que significa

que en cierto volumen tiene en promedio siempre la misma cantidad de partículas

positivas y negativas. Desde afuera el plasma se comporta como si fuera un fluido

sin carga (líquido o gas). La exigencia de cuasineutralidad toma en parte la

definición de plasma de ser un conjunto de partículas cargadas, las cuales difieren

solamente un poco cualitativamente en ésta característica (o sea, el plasma es

“casi” neutral, pero no lo es completamente.) La última parte de la definición de

plasma es su comportamiento colectivo. Con esto se entiende que el plasma es

capaz en su conjunto de procesos de generar campos magnéticos y eléctricos,

campos a los cuales a su vez puede reaccionar.

Bibliografía.

http://www.aldebaran.cz/astrofyzika/plazma/basics_es.html