CURSOS: PRIMER AÑO,

AMBAS DIVISIONES

DOCENTE: María Dolores Pizarro

ACTIVIDAD 5

Tema: “Propiedades físicas y químicas”

Fecha de entrega: Jueves 7 de mayo

Modalidad de entrega: Enviá el trabajo a la siguiente dirección de correo

electrónico: mdolorespizarro@hotmail.com

Resolvela en procesador de texto (tipo Word) y enviá el archivo. De no ser posible

resolverlo de esta forma, contestá las consignas en una hoja, con letra prolija y

legible, sacale fotos y enviá las imágenes por mail.

Actividades:

¿Qué características nos permiten diferenciar los distintos tipos de materia que nos

rodean? En esta actividad vamos a seguir tratando de responder a esta pregunta.

Como ya dijimos, cada tipo de materia tiene un conjunto único de propiedades:

características que permiten reconocerlo y distinguirlo de otro tipo de materia

diferente. Estas propiedades están explicadas en el cuadernillo de la Unidad 1 de

Elementos de Físico-Química I, que se encuentra luego de esta actividad. Por ello,

antes de realizar la actividad, leé las páginas correspondientes al tema

“Propiedades de la materia”

1. Las siguientes frases hacen mención a alguna propiedad de la materia. Indicá

cuáles hacen referencia a una propiedad extensiva y cuáles a una propiedad

intensiva:

a- El dulce de ciruelas es un poco ácido.

b- Una lata de gaseosa contiene 375 ml de líquido.

c- El alcohol hierve a 78°C.

d- La clorofila es un pigmento verde.

e- Una barra de acero pesa 8 kg.

f- El agua se congela a 0°C.

g- Una tiza tiene menos masa que un pizarrón.

h- El mercurio tiene una alta densidad.

2. Determiná cuál de las siguientes opciones incluye una propiedad extensiva y

una intensiva de la materia:

a- Densidad, punto de ebullición.

b- Masa, volumen.

c- Viscosidad, dureza.

d- Masa, punto de fusión.

3. Realizá una tabla para clasificar como extensivas o intensivas las propiedades

que se enumeran a continuación: peso, olor, masa, punto de fusión,

volumen, dureza, sabor, color, superficie, punto de ebullición.

4. En la actividad 4, analizamos el estado de agregación, el sabor, el color, el

olor y la solubilidad en agua de diferentes sustancias. En base a lo realizado

en dicha actividad y a lo leído en el apunte de la Unidad 1, indicá, para cada

una de dichas propiedades, si se trata de una propiedad física o de una

propiedad química de la materia. Justificá tu respuesta.

5. En base a lo realizado en la actividad 4, ¿te parece que las propiedades

analizadas te permitieron diferenciar los distintos tipos de materia con los que

trabajaste? Justificá tu respuesta.

6. Determiná si cada uno de los siguientes enunciados representa una propiedad

física o una propiedad química. Justificá.

a- El amoníaco tiene un olor fuerte e irritante.

b- El bicarbonato de sodio puede descomponerse.

c- El sodio es de color plateado.

d- El cloruro de sodio es un sólido cristalino.

e- El bromo es líquido a 25 °C.

f- El cobre es capaz de oxidarse.

7. En un intento por caracterizar una sustancia, un químico hace las siguientes

observaciones:

a- La sustancia es un metal color blanco plateado.

b- Se funde a 649ºC.

c- Hierve a 1105ºC.

d- Su densidad es de 1,738 g/cm3.

e- La sustancia arde en aire, produciendo una luz blanca intensa.

f- Reacciona con cloro para producir un sólido blanco quebradizo.

g- La sustancia se puede golpear hasta convertirla en láminas

delgadas o estirar para formar alambres.

h- Es buena conductora de la electricidad.

¿Cuáles de estas características son propiedades físicas de dicha sustancia y

cuáles químicas? Justificá tu respuesta.

CURSOS: PRIMER AÑO,

AMBAS DIVISIONES

DOCENTE: María Dolores Pizarro

CUADERNILLO

UNIDAD 1

1

CONTENIDOS DE LA UNIDAD 1

- Física y Química: ciencias naturales, básicas y experimentales

- Objeto de estudio de Física y Química

- Método Científico Experimental

- Fases o etapas del Método Científico

- Materia y cuerpo

- Propiedades de la materia

- Cambios o transformaciones de la materia

- Clases o tipos de materia

- Sustancias

- Mezclas

2

FÍSICA Y QUÍMICA: Ciencias experimentales, naturales y básicas

El conocimiento de la naturaleza ha sido una de las grandes preocupaciones

del hombre, desde su aparición sobre la superficie de la Tierra.

El ser humano es esencialmente curioso. La curiosidad está siempre asociada a

lo desconocido. Cuando no se comprende algo, inmediatamente se plantean

interrogantes. Los hechos y fenómenos ocurren a nuestro alrededor y nosotros

queremos saber cómo, por qué y cuándo suceden. Nuestro universo presenta

una gran cantidad de misterios, algunos encerrados en la extraordinaria

pequeñez del átomo, otros ocultos en la inmensidad del espacio exterior. Para

encontrar respuesta a miles de interrogantes que se nos plantean, acudimos a

la Ciencia. Observamos los hechos y fenómenos, nos planteamos problemas,

tratamos de explicarlos, efectuamos experimentos que nos proporcionan datos

y, finalmente, elaboramos conclusiones válidas. Es decir, aplicamos el método

propio de las Ciencias Naturales: el método científico experimental.

Como la Física y la Química son dos ciencias que estudian la naturaleza, se

dice que son Ciencias Naturales. Como los conceptos de Física y Química se

adquieren a través de la experimentación metódica y sistemática, se dice que

son Ciencias Experimentales. Además, son Ciencias Básicas, porque sus

conceptos y teorías sirven de base, sustento y fundamento a otras ciencias.

¿Qué estudian la Física y la Química?

La Física se ocupa de temas tales como la energía, el movimiento, el equilibrio,

el calor, la electricidad, la luz, el sonido. Los mismos son importantes porque

permiten relacionar e interpretar unificadamente los distintos fenómenos

físicos.

La Química, por su parte, estudia la materia, su estructura y propiedades, su

composición y las transformaciones que puede sufrir, la energía y la velocidad

de las reacciones químicas.

A modo de ejemplo: el estudio del agua, desde el punto de vista físico, incluye

saber por qué algunos cuerpos flotan en ella y otros no, cómo es la presión

que ella ejerce sobre un cuerpo sumergido, si conduce la electricidad, el calor y

el sonido. En cambio, desde el punto de vista químico, interesa saber cómo

3

están constituidas sus moléculas, por qué puede descomponerse en dos gases

(hidrógeno y oxígeno), por qué es considerada disolvente universal.

MÉTODO CIENTÍFICO EXPERIMENTAL

Un método es una forma de trabajar, ordenada y secuencial, para obtener el

mayor rendimiento en un dado trabajo. Así, el método científico es un

procedimiento de trabajo ordenado en una serie de pasos, que utilizan los

científicos para tratar de explicar un hecho, evento o suceso.

Si bien el método científico constituye una manera de hacer y contestar

preguntas de carácter científico, haciendo observaciones y realizando

experimentos, constituye un proceso idealizado de investigación y no todas las

investigaciones científicas siguen rígidamente la secuencia de pasos definidas

en el “manual” del método científico.

Etapas o pasos del método científico experimental

La secuencia de pasos involucrados en el método científico es la siguiente:

1- Observación: la observación es la base del trabajo científico. La

observación y descripción de fenómenos o eventos que ocurren en el

medio que nos rodea genera

preguntas, interrogantes,

cuestiones a resolver.

Utilizamos nuestros sentidos

y diversos instrumentos de

medida para observar y

luego de haber realizado

anotaciones y mediciones

repetidas veces, podemos

plantear preguntas

concretas.

2- Planteamiento del problema: tras la observación, toca recabar datos,

obtener información y analizar lo que se conoce hasta el momento del

fenómeno (revisión de trabajos previos), para plantear una pregunta

clara y concisa del tema que queremos investigar.

El trabajo científico requiere de cuidadosas observaciones, que pueden ser cuantitativas o cualitativas.

4

Se dice que la ciencia es acumulativa, pues los nuevos conocimientos se

construyen sobre los anteriores y de esta manera se van ampliando.

3- Formulación de la hipótesis: en este paso, toca pensar en cuáles pueden

ser las respuestas a la pregunta que ha surgido. El objetivo es dar una

respuesta posible al problema que nos hemos planteado: ésta posible

explicación al fenómeno observado se llama hipótesis.

4- Experimentación: para cumplir con el objetivo de contrastar la hipótesis

planteada, vamos a realizar experimentos: estos involucran reproducir el

fenómeno bajo distintas condiciones (controlar variables), observar lo

que ocurre, medir, registrar resultados y compararlos, así que podríamos

decir que esta es la parte más

divertida del método. ¡Y sobre

todo hay que tener paciencia!

Generalmente, los experimentos

se realizan en un laboratorio,

donde se cuenta con todos los

instrumentos y equipamientos

necesarios para llevarlos a cabo

bajo condiciones controladas. Sin

embargo, hay experimentos que

no pueden realizarse en el

laboratorio y se llevan a cabo en

otras instalaciones. Por ejemplo,

para estudiar el crecimiento y

desarrollo de plantas se utilizan

los invernaderos, cámaras de

crecimiento o ensayos a campo.

5- Análisis de los resultados (organización y análisis de datos): ahora

vamos a interpretar los datos obtenidos durante la experimentación.

Toca realizar tablas y gráficos, y anotar todo lo que hemos extraído en

los pasos previos.

6- Conclusión: una vez que se han analizado los resultados, se elabora la

conclusión de la investigación. El objetivo de esta etapa es confirmar o

Los experimentos no siempre se realizan en el laboratorio

5

rechazar la hipótesis. Y hay que decir que no pasa nada si rechazamos la

hipótesis, se pueden cambiar las hipótesis sin miedo. Si el experimento

confirma las hipótesis, podemos presentar un informe o un documento

con las conclusiones y explicar el proyecto, con los datos pertinentes.

Pero si el experimento no confirma las hipótesis… tendremos que volver

al punto 3 y plantear de nuevo el proyecto. Pero no pasa nada, la gracia

del método científico es que siempre se puede replantear la hipótesis.

7- Comunicación o divulgación de los resultados: es importante tener en

cuenta que todo “descubrimiento” debe ser validado y, para ello, es

fundamental que se comuniquen los resultados, una práctica que es

habitual en la comunidad

científica. Validar implica que las

observaciones que hayamos

hecho y los resultados que

hemos obtenido puedan ser

reproducidas y confirmadas por

otras personas o grupos de

trabajo en cualquier lugar del

planeta.

Si analizás detenidamente los pasos del método científico descriptos arriba,

podrás advertir que el avance de la Ciencia no es un camino recto, sino más

bien, se asemeja al juego “Escaleras y toboganes”: en algunos casos, hay

atajos o escaleras que permiten avanzar más rápidamente (por ejemplo,

cuando no se siguen todos los pasos detallados arriba); mientras que en otros

momentos, caemos por un tobogán y debemos comenzar de nuevo (como

cuando rechazamos la hipótesis planteada).

Lo importante es que la Ciencia (y el conocimiento científico) avanza incluso

cuando una hipótesis es rechazada: sabemos que por ese camino no tenemos

que ir; por ello, que esto suceda no debe considerarse un error o un fracaso,

todo lo contrario, es una nueva oportunidad.

Existen numerosas revistas científicas en las que se publican trabajos de investigación

6

MATERIA

Como analizamos previamente, el objeto de estudio de la Química es la

materia, su composición, propiedades y transformaciones. Por ello, vamos a

profundizar algunos de estos conceptos.

La materia se define como todo aquello que ocupa un lugar en el espacio (tiene

volumen), tiene masa e impresiona directa o indirectamente nuestros sentidos.

Así, es materia el alimento que ingerimos, la ropa con la que nos vestimos, el

aire que respiramos. Nosotros mismos somos materia. Todo lo que nos rodea

está “hecho de materia”. El universo entero es materia.

Una porción limitada o definida de materia constituye un cuerpo. Por ejemplo,

un cubito de hielo es un cuerpo formado por un tipo de materia, agua, en

estado sólido.

Propiedades de la materia

Son todas aquellas cualidades o características que permiten describir o

caracterizar a la materia.

Estas propiedades pueden clasificarse de varias maneras, dependiendo del

criterio que se utilice para ello. Una forma de clasificarlas es en propiedades

extensivas e intensivas, según si dependen o no de la cantidad de materia bajo

estudio:

- Propiedades extensivas: son aquellas que dependen de la cantidad de

materia que se está analizando. Por ejemplo: la masa, el peso, el

volumen, la longitud, la superficie o el área.

- Propiedades intensivas: son aquellas que no dependen de la cantidad

total de materia, sino del tipo de materia que se está analizando. Son

especialmente útiles en Química porque muchas de ellas pueden servir

para identificar las sustancias. Por ejemplo, el color, el sabor, el punto

de ebullición, entre otras.

Otra forma de clasificación se explica a continuación, en las páginas extraídas

del libro “Hipertexto Química I”, de los autores César Humberto Mondragón

Martínez y otros, Editorial Santillana.

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18

MANEJO CONOCIMIENTOS PROPIOS DE LAS CIENCIAS NATURALES

© Santillana

Figura 18. Todo lo que nos rodea está constituido por materia.

Figura 19. Todos los cuerpos presentan una resistencia a modifi car el estado en el que se encuentran, sea de reposo o de movimiento.

2. Materia y energíaComo recordarás, materia es todo lo que nos rodea, es todo aque-llo 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.

2.1 Propiedades de la materia

2.1.1 Propiedades generales o extrínsecasLas propiedades generales son las propiedades comunes a toda clase de materia; es decir, no nos proporcionan información acerca de la forma como una sustancia se comporta y se distingue de las demás (fi gura 18). Las propiedades generales más importantes son:■ Masa, cantidad de materia que tiene un cuerpo.■ Volumen, espacio que ocupa un cuerpo.■ Peso, resultado de la fuerza de atracción o gravedad que ejerce la

Tierra sobre los cuerpos.■ Inercia, tendencia de un cuerpo a permanecer en estado de

movimiento o de reposo mientras no exista una causa que la modifi que y se relaciona con la cantidad de materia que posee el cuerpo (fi gura 19).

■ Impenetrabilidad, característica 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 pre-sentar poros o espacios vacíos.

2.1.2 Propiedades específi cas o intrínsecasLas propiedades específi cas son características de cada sustancia y permiten diferenciar un cuerpo de otro. Las propiedades específi cas se clasifi can en propiedades físicas y propiedades químicas.■ Propiedades físicas. Son las que se pueden determinar o medir

sin que las sustancias varíen su identidad o composición química. 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 cada estado.Aunque tradicionalmente estamos acostumbrados a refe-rirnos a tres estados de la materia: sólido, líquido y gaseoso; investigaciones recientes proponen la existencia de otros estados, los cuales se producen, sobre todo, en condiciones extremas de temperatura y presión. Estos nuevos estados corresponden al estado de plasma y el superfl uido.

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19© Santillana

El plasma es un estado que adoptan los gases cuando se calientan a elevadas temperaturas del orden de 10.000 °C: 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 electro-nes deslocalizados, donde el número de cargas, además de los átomos y las moléculas, es prácticamente el mismo. En el universo la mayoría de materia se encuentra en este estado debido a las altas temperaturas que poseen las estrellas.El superfl uido es un estado que se consigue cuando un gas, como el helio, se licúa a altas presiones y temperaturas cercanas al cero absoluto. La sustancia se comporta como un líquido que trepa por las paredes y escapa. Presenta muy poca fricción y viscosidad.— Punto de ebullición: es la temperatura a la cual una sustancia pasa del

estado líquido al estado gaseoso.— Punto de fusión: es la temperatura a la cual una sustancia pasa del estado

sólido al estado líquido.— 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. Por ejemplo, un trozo de plomo pequeño es más denso que un objeto grande y liviano como el corcho.

— Dureza: es la resistencia que oponen las sustancias a ser rayadas. Se mide mediante una escala denominada escala de Mohs que va de uno hasta diez. Así, por ejemplo, dentro de esta escala el talco tiene una dureza de uno (1), mientras que el diamante presenta un grado de dureza de diez (10).

— 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 hilos.

— Maleabilidad: mide la capacidad que tienen ciertos materiales para con-vertirse en láminas, como el cobre o el aluminio. En general, los materia-les que son dúctiles también son maleables.

— Tenacidad: es la resistencia que ofrecen los cuerpos a romperse o defor-marse 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 identidad o composición química. Por ejemplo, cuando dejamos un clavo de hierro a la intemperie durante un tiempo, observamos un cambio que se manifi esta por medio de una fi na capa de óxido en la superfi cie del clavo. Decimos que el clavo se oxidó y esto constituye una propiedad química tanto del hierro como del aire; el primero por experimentar una oxidación y el segundo por producirla.

Algunas propiedades químicas son:— Combustión: es la cualidad que tienen algunas sustancias para reaccionar

con el oxígeno, desprendiendo, como consecuencia, energía en forma de luz o calor.

Figura 20. Un metal se oxida en presencia de aire o agua (corrosión).

EJERCICIO 1. ¿Hay materia que no puede ob-

servarse a simple vista? Justifi ca

tu respuesta.

2. Si todos los cuerpos están hechos

de materia, ¿en qué se diferen-

cian unos de otros?

3. Si un objeto tiene una masa muy

grande, ¿debe tener necesaria-

mente una densidad elevada?

¿Por qué?

Componente: Procesos físicos

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20 © Santillana

Materia y energía

Cam

bios

regr

esiv

os

Cam

bios

pro

gres

ivos

Subl

imac

ión

prog

resi

va

Fusión Solidifi-cación

Vapori-zación

Conden-sación Su

blim

ació

n re

gres

iva

SÓLIDO

LÍQUIDO

GAS

Figura 21. La transformación del agua líquida en hielo y viceversa es un cambio físico.

Figura 22. Los cambios de estado que se producen por absorción de calor se denominan progresivos; los que se producen por desprendimiento de calor se denominan regresivos.

— Reactividad con el agua: algunos metales como el sodio y el potasio reaccionan violentamente con el agua y forman sustancias quími-cas denominadas hidróxidos o bases.

— Reactividad con las sustancias ácidas: es la propiedad que tienen algunas sustancias de reaccionar con los ácidos. Por ejemplo, el magnesio que es un metal, reacciona con el ácido clorhídrico para formar hidrógeno gaseoso y una sal de magnesio.

— Reactividad con las bases: es la propiedad que poseen ciertas sustancias de reaccionar con un grupo de compuestos químicos denominados bases o hidróxidos. Así, por ejemplo, la formación de la sal común o cloruro de sodio (NaCl) se debe a la reacción entre el ácido clorhídrico (HCl) y el hidróxido de sodio (NaOH).

2.2 Transformaciones de la materia

2.2.1 Transformaciones físicasSon aquellas transformaciones o cambios que no afectan la composición de la materia. En los cambios físicos no se forman nuevas sustancias.Se dan cambios físicos cuando ocurren fenómenos como los siguientes: el aroma de un perfume se esparce por la habitación al abrir el frasco que lo contiene; al añadir azúcar al agua, el azúcar se disuelve en ella. En estos ejemplos, el perfume se evapora y el azúcar se disuelve. Cada una de estas transformaciones se produce sin que cambie la identidad de las sustancias; sólo cambian algunas de sus propiedades físicas por lo que se dice que ha sucedido una transformación física (fi gura 21).También son cambios físicos, los cambios de estado, porque no se altera la composición o naturaleza de la sustancia (fi gura 22). Los cambios de estado dependen de las variaciones en las fuerzas de cohesión y de repul-sión entre las partículas. Cuando se modifi ca la presión o la temperatura, la materia pasa de un estado a otro. Veamos.■ Al aumentar la presión, las partículas de materia se acercan y au-

menta la fuerza de cohesión entre ellas. Por ejemplo, un gas se puede transformar en líquido si se somete a altas presiones.

■ Al aumentar la temperatura, las partículas de materia se mueven más rápido y, por tanto, aumenta la fuerza de repulsión entre ellas. Por ejemplo, si se calienta un líquido, pasa a estado gaseoso.

Son cambios de estado la fusión, la solidifi cación, la vaporización, la condensación y la sublimación.■ Fusión: es el paso del estado sólido al estado líquido.■ Solidifi cación: es el proceso inverso a la fusión, es decir, es el cambio

del estado líquido al estado 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 estado ga-

seoso sin pasar por el estado líquido.■ Sublimación regresiva: es el proceso inverso a la sublimación pro-

gresiva. Del estado gaseoso se pasa al estado sólido al bajar la tempe-ratura.

10

21© Santillana

Componente: Procesos físicos

2.2.2 Transformaciones químicasSon aquellas transformaciones o cambios que afectan la composición de la materia. En los cambios químicos se forman nuevas sustancias (fi gura 23).Por ejemplo cuando ocurren fenómenos como los siguientes: un papel arde en presencia de aire (combustión) y un metal se oxida en presencia de aire o agua (corrosión), podemos decir que cambió el tipo de sustan-cia, 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 más sustancias entran en con-tacto para formar otras sustancias diferentes. Es posible detectar cuándo se está produciendo una reacción química porque observamos cambios de temperatura, desprendimiento de gases, etc.

2.3 Clases de materia

2.3.1 Las sustancias puras

Elemento químico

Figura 23. La fosforescencia es la propiedad electromagnética de algunas sustancias para emitir radiación que puede observarse en la oscuridad.

Figura 24. El hidrógeno es un elemento que se puede obtener en el laboratorio a partir de la reacción entre el ácido clorhídrico y el cinc.

11

ALGO MÁS SOBRE LAS PROPIEDADES Y CAMBIOS DE LA MATERIA...

Para intentar clarificar los conceptos enunciados en las páginas anteriores

(propiedades intensivas y extensivas, propiedades físicas y químicas, cambios

físicos y químicos), vamos a analizar algunos ejemplos.

Imaginen que están en la vereda o en el patio de sus casas y les llama la

atención una pila de hojas secas amontonadas por el viento. Comienzan a

observarlas detenidamente y a describir su color, su volumen y su masa. Del

montón de hojas, sacan una y siguen estudiándola.

¿Cambió el color al analizar una sola hoja o es el mismo que en la pila de

hojas?...... El color no cambió, es el mismo, porque el color es una propiedad

intensiva y no depende de la cantidad de materia que se esté analizando.

¿Qué pasa con el volumen? ¿Es el mismo para una hoja que para la pila

completa?..... No, el volumen cambió y es menor para una hoja sola que para

la pila completa, porque el volumen es una propiedad extensiva y depende

de la cantidad de materia bajo estudio. Lo mismo pasa al comparar la masa de

una sola hoja o de la pila completa; la masa también es una propiedad

extensiva.

Ahora bien, ¿qué tuvimos que hacer para determinar que la hoja seca es de

color marrón? Sólo mirarla, porque el color se capta con la vista, no tuvimos

que modificar la composición química de la hoja. Por esto, el color es una

propiedad física: es una característica o cualidad que se puede determinar o

medir sin que las sustancias varíen su identidad o composición química.

En cambio, para determinar si la hoja seca es capaz de prenderse fuego, ¿qué

tendremos que hacer? ¿Podemos determinar esta propiedad de la hoja con

sólo mirarla? ¡No! Para determinar este tipo de propiedad tendremos que

tomar la hoja seca, acercarla al fuego y ver que pasa: la hoja comenzará a

quemarse, se generarán cenizas, humo y gases, productos de la combustión

de las sustancias que conforman hoja. Es decir, para determinar esta

propiedad de la hoja tendremos que alterar la composición química de la

misma. Por ello, la capacidad de la materia de sufrir combustión es una

propiedad química: este tipo de propiedades describen la forma en que una

sustancia puede reaccionar para formar otras sustancias diferentes.

12

Ahora, imaginen que tomamos la hoja seca y la apretamos con la mano, ¿qué

cambió? Modificamos la forma (y el tamaño), pero ¿cambió la composición

química de la hoja? Es decir, las sustancias de las que está hecha la hoja ¿se

transformaron en sustancias diferentes? No, no hubo modificación de la

composición química de la hoja. Entonces, lo que ocurrió fue un CAMBIO

FÍSICO: las sustancias involucradas son las mismas antes y después

del cambio ocurrido.

Por otro lado, ¿qué dijimos que sucedería si a la hoja seca la prendemos

fuego? Las sustancias que la componen, ¿se transformarán en otras sustancias

diferentes o no? Como dijimos, al prender fuego la hoja seca, los componentes

de esa hoja se transformarán en otras sustancias diferentes: ceniza, dióxido de

carbono, vapor de agua. Así, lo que ocurre en este caso es un CAMBIO

QUÍMICO o REACCIÓN QUÍMICA: las sustancias cambiaron su

composición química y se transformaron en otras sustancias

diferentes, con otra composición química.

Ahora, pensemos en el ciclo que sufren las hojas de un árbol en otoño: se van

poniendo amarillas hasta que finalmente se caen del árbol. ¿Qué les parece

que le ha ocurrido a esa hoja, inicialmente verde? ¿Un cambio físico o uno

químico? Quizás la respuesta inicial que les surja es cambio físico, porque

cambia el color, que es una propiedad física. Pero, analicemos el ejemplo en

mayor detalle. ¿Es posible que el color de la hoja cambie por si solo, sin que

“algo” haya provocado ese cambio? No. En realidad, la hoja ha sufrido un

cambio químico: los componentes de la misma han sufrido una reacción

química llamada descomposición, que hace que las sustancias iniciales se

transformen en sustancias diferentes. Este cambio químico es el que provoca

el cambio de color.

Si prestan atención a las definiciones de propiedades físicas y químicas, y de

cambios físicos y químicos, dadas arriba, advertirán que en todas ellas se

introduce un concepto que no hemos definido todavía: sustancia. Por ello, lo

definiremos en la próxima sección.

13

CLASES O TIPOS DE MATERIA

La materia, en el medio que nos rodea, puede encontrarse como una sustancia

pura o como una mezcla de sustancias.

- Sustancia pura es un tipo de materia que tiene composición química

definida y propiedades físicas y químicas definidas. Por ejemplo, una

sustancia muy conocida por ustedes es el agua, cuya composición

química es H2O. Dentro de las propiedades del agua, podemos mencionar

que es incolora, inodora e insípida, que tiene un punto de ebullición de

100°C y un punto de fusión de 0°C.

- Mezcla es un tipo de materia formado por la combinación física de varias

sustancias que no reaccionan químicamente entre si. Esto quiere decir

que la composición química de cada sustancia y sus propiedades no

cambian al formar parte de la mezcla. En una mezcla, cada sustancia

conserva su identidad. Las proporciones de las sustancias en la mezcla

pueden variar. Por ejemplo, el agua de la canilla es una mezcla formada

por agua, cloro y sales.

SUSTANCIAS PURAS

La mayor parte de las formas de materia con las que nos topamos - por

ejemplo, el aire que respiramos (un gas), la nafta para los autos (un líquido) y

la vereda por la que caminamos (un sólido) - no son químicamente puras. No

obstante, podemos separar estas clases de materia en diferentes sustancias

puras. Una sustancia pura (o simplemente sustancia) es una clase de materia

que tiene propiedades definidas y una composición química definida, que no

varía de una muestra a otra. El agua y la sal de mesa ordinaria (cloruro de

sodio), que son los principales componentes del agua de mar, son ejemplos de

sustancias puras.

Las sustancias puras pueden clasificarse, según su composición química, en:

1- Sustancias simples o sustancias elementales: aquellas formadas por

un solo tipo de átomo o elemento químico. Este tipo de sustancias no

pueden descomponerse en sustancias más simples. Por ejemplo, el

oxígeno (O2) que respiramos es una sustancia simple formada por un

solo elemento, el oxígeno. Otras sustancias simples son el nitrógeno

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(N2), principal componente del aire, el oro (Au), el alumnio (Al), entre

otras.

Elementos químicos: Todos los elementos químicos (o tipos de átomos)

existentes se encuentran ordenados en la Tabla Periódica de los

elementos (como les dije la primera clase, quien no tenga una tabla

periódica vea de conseguirla). Hasta ahora han sido reconocidos 118

elementos. Todo elemento químico tiene un nombre particular y un

símbolo químico que lo caracteriza. El símbolo de los elementos puede

estar formado por una sola letra mayúscula, o por dos letras: la primera

mayúscula y la segunda minúscula, como los casos del oro (Au) y del

aluminio (Al), mencionados arriba.

2- Sustancias compuestas o compuestos: aquellas formadas por dos o

más elementos diferentes, en proporciones definidas. Los compuestos se

representan por medio de fórmulas. Una fórmula química muestra los

símbolos de los elementos que forman el compuesto, y la proporción que

existe entre ellos, es decir, señala su composición química. Por ejemplo,

la fórmula del agua es H2O, lo que indica que esta sustancia está

formada por hidrógeno y oxígeno en una proporción de 2:1.

Las sustancias compuestas pueden descomponerse, mediante reacciones

químicas, en las sustancias elementales que las forman. Por ejemplo, el

agua (H2O) es un compuesto formado por hidrógeno y oxígeno. Es

posible descomponer agua en sus elementos constituyentes (H2 y O2)

pasando a través de ella una corriente eléctrica. Como puede verse en la

tabla, las propiedades del agua no se parecen a las de sus elementos

componentes. El hidrógeno, el oxígeno y el agua son sustancias distintas

y cada una tiene propiedades características.

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MEZCLAS

Casi toda la materia que nos rodea consiste en mezclas o combinaciones de

dos o más sustancias, en las que cada sustancia conserva su identidad química

y, por tanto, sus propiedades.

Mientras que las sustancias puras tienen composición fija, la composición de

una mezcla puede variar. Una taza de café endulzado, por ejemplo, puede

contener poca o mucha azúcar, pero será una mezcla de café y azúcar en

ambos casos.

Las sustancias que constituyen una mezcla (como azúcar y agua) se

denominan componentes de la mezcla.

Las mezclas pueden separarse en las distintas sustancias que las componen

utilizando diversos métodos físicos. El tema de las mezclas y los métodos de

separación los profundizaremos más adelante.

RESUMEN

En el cuadro siguiente les resumo los conceptos vistos sobre tipos de materia.

TIPOS DE MATERIA¿Cómo se puede encontrar a la materia en el

medio que nos rodea?

SUSTANCIAS PURAS-TIENEN FÓRMULA QUÍMICA DEFINIDA

-TIENEN PROPIEDADES CARACTERÍSTICAS

MEZCLASCOMBINACIÓN DE SUSTANCIAS QUE NO REACCIONAN QUÍMICAMENTE ENTRE SÍ.

Las sustancias que forman la mezcla pueden separarse aplicando Métodos de

separación. Ejemplos: agua con sal, arena y piedras.

Sustancias simples o sustancias elementales

- Están formadas por un solo tipo de átomo o

elemento.

- No pueden descomponerse en sustancias más

sencillas.

Ejemplos: oxígeno (O2), cloro (Cl2), sodio (Na)

Sustancias compuestas o compuestos

- Están formadas por dos o más tipos de

átomo o elementos.

- Pueden descomponerse en las sustancias

simples que las conforman.

Ejemplos: Agua (H2O): puede descomponerse

en hidrógeno y oxígeno, que son las dos

sustancias simples que la forman.

Sal de mesa o cloruro de sodio (NaCl): puede

descomponerse en sodio y cloro.

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Para ilustrar los diferentes conceptos analizados, observemos la figura de

arriba:

a) Se esquematizan los átomos individuales (como esferas o pelotas de color

rojo) de una sustancia elemental, como podría ser el neón (Ne).

b) Se esquematizan las moléculas de una sustancia elemental como el Cloro

(Cl2). Estas moléculas están formadas por dos átomos iguales (representados

por esferas de color azul).

c) Se esquematizan las moléculas de una sustancia compuesta o compuesto,

como podría ser el trióxido de azufre (SO3). La esfera violeta central

representa al azufre; mientras que las tres esferas grises, unidas a la esfera

violeta, representan a los tres átomos de oxígeno que forman el compuesto.

d) Se esquematiza una mezcla, formada por los tres tipos de sustancias

descriptas anteriormente. Puede observarse que estas sustancias conservan la

misma identidad y composición química de cuando estaban cada una por

separado.

Adviertan que en una mezcla siempre tiene que haber al menos dos sustancias

(o más).

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