La materia

La materia

Materia: Es todo lo que ocupa un lugar en el espacio.

Cuerpo: Es una porción limitada de la materia.                                                                                                  

Peso de un cuerpo: Es la fuerza con que un cuerpo es atraído hacia el centro de la Tierra

 El peso de los cuerpos aumenta desde el Ecuador hacia los polos. El peso de los cuerpos disminuye a medida que se alejan de la Tierra hasta llegar a anularse: zona no gravitacional.

La masa de un cuerpo es constante.

El peso varía con la latitud y con la distancia del centro de la Tierra. 

Sustancia es la cantidad de materia que constituye un cuerpo.

Cuerpo	Sustancia
Un cuerpo se distingue de otro por la forma	Una sustancia se distingue de otra por sus propiedades
Cuerpos iguales pueden estar formados por sustancias distintas	Cuerpos distintos pueden estar formados por las mismas sustancias
Una misma sustancia (agua),según su estado físico puede formar distintos cuerpos (hielo, agua y vapor)	Las sustancias son independientes del estado físico en que se presenten los cuerpos

Propiedades de la materia:

ü  Impenetrabilidad La materia es impenetrable. El espacio ocupado 

por una partícula de materia no puede ser ocupado, en el mismo instante, por otra

ü  Inercia todo cuerpo permanece en reposo indefinidamente si no actúa 

sobre él una fuerza exterior.

ü  Indestructibilidad Los cuerpos son indestructibles.-Ley de Lavoisier-

ü  Ponderabilidad La materia tiene peso, es ponderable (que se puede pesar).

ü  Divisibilidad La materia no es continua. Decimos que es divisible

Propiedades de las sustancias

ü  Organolépticas Son aquellas que pueden ser apreciadas por medio de los sentidos

·         Color Se puede distinguir por: Transparencia La luz atraviesa la sustancia y llega así a nuestros ojos.

·         Reflexión. La luz incide lateralmente y recién entonces nos impresiona.

Ejemplo: Cuando vemos a través de un vidrio, vemos por transparencia.

Cuando vemos la superficie de un mueble, lo vemos por reflexión

·         Olor Impresiona por el sentido del olfato.

Aquellas sustancias que no nos impresionan por el sentido, son inodoras

·         Sabor Nos impresionan por el sentido del gusto.

Los sabores pueden ser: dulce, salado, amargo o agrio.

Las sustancias que carecen de sabor se llaman insípidas

·         Impresión al tacto Rugoso, áspero, liso, untuoso, etc.

Sonido Puede ser grave o agudo. En general las sustancias cristalizadas producen sonido armónico mientras que las amorfas producen ruido

Propiedades Físicas son aquellas que permiten identificar una sustancia por sus características físicas   Estado físico: sólido, líquido gaseoso, peso, densidad, solubilidad, etc.

Propiedades Químicas: Son aquella que permiten identificar una sustancia por medio de fenómenos químicos Son: acción sobre otras sustancias, descomposiciones, combinaciones, etc.

Propiedades de la materia

Propiedad extensiva son aquellas que varían al variar la cantidad de materia, la masa, el volumen, la longitud, la capacidad.

Propiedad intensiva son aquellas que no varían aunque varié la cantidad de materia, el peso específico, la dureza, el índice de refracción, el coeficiente de solubilidad.

Cambios de estado de la materia

Sistema homogéneo: Es aquel que en todos los puntos de su masa posee iguales propiedades intensivas.     Agua destilada, hielo, oxígeno, etc.                                                                                                                    Clasificación de los sistemas homogéneos                                                                                                          Sustancias puras:                                                                                                                                                                       Son sistemas homogéneos que están formados por una sola sustancia poseen propiedades intensivas constantes, propias y exclusivas de ellas.

Resisten los procedimientos mecánicos y físicos del análisis. Ninguno de éstos permite obtener porciones que no sean de esa sustancia pura.

Soluciones

Las soluciones también son sistemas homogéneos, pero éstos se hallan formados por más de una sustancia. Por eso pueden resolverse en fracciones (agua y sal) por medios físicos (destilación)

Sustancias puras	Soluciones
Homogéneas	Homogéneas
No fraccionables: formadas por una sola sustancia	Fraccionables: formada por varias sustancias
Propiedades invariables y características	Sus propiedades varían.
Una sola clase de moléculas	Dos o más clases de moléculas

Fraccionamiento de los sistemas homogéneos                                                                                           Destilación: Es la separación de un líquido cualquiera de otro con el cual está formando una solución (agua y sal; agua y alcohol)

Esta operación consiste en transformar un líquido en vapor y condensar el vapor por enfriamiento.

ü  Destilación simple: Se emplea este método para separar un disolvente de las sustancias sólidas disueltas en él.

ü   Destilación fraccionada: Se emplea para separar dos o más líquidos mezclados que tienen diferentes puntos de ebullición

Sistema heterogéneo: Es aquel que en distintos puntos de su masa posee diferentes propiedades intensivas.

Sistema inhomogéneo: Es aquel cuyas propiedades varían en forma gradual y continúa.

Fase: Es cada uno de los sistemas homogéneos que componen un sistema heterogéneo.

Las fases están separadas unas de otras, por superficies llamadas interfases.

Fases, interfases y componentes de los sistemas heterogéneos

1. En el caso de un sistema formado por: hielo, agua y aire

• A) Tres fases: fase aire, fase hielo y fase agua.
• B) Dos componentes: agua (líquida y sólida) y aire.
• C) Tres interfases: hielo-agua; hielo-aire; agua-aire.

2. En el caso del sistema agua-aceite

• A) Dos fases: fase agua y fase aceite
• B) Dos componentes: agua y aceite
• C) Una interfase: agua-aceite

3. En un sistema agua-hielo-vapor de agua

• A) Tres fases: hielo, agua y vapor de agua.
• B) Un componente: el agua en tres estados físicos.
• C) Tres interfases: hielo-agua; hielo-vapor; agua-vapor.

Los sistemas heterogéneos se pueden clasificar en:

Dispersiones

Dispersiones groseras: sus fases se distinguen a simple vista

• yodo y arena
• hierro y azufre
• agua y aceite

Dispersiones finas: sus fases se distinguen con ayuda de una lupa o un microscopio.

• Emulsiones: cuando las fases son líquidas. Ejemplo: leche (crema y suero).
• Suspensiones: cuando una fase es líquida y la otra sólida finamente dividida Ejemplo: negro de humo en agua (tinta china).

Dispersiones coloidales: sus fases pueden observarse con el ultramicroscopio. Ejemplo: clara de huevo dispersa en agua, gelatina.

Clasificación de los fenómenos

Fenómeno es todo cambio que en sus propiedades, en su estructura o en sus relaciones  que presentan las sustancias o los cuerpos.

Fenómeno físico

Fenómeno químico

• La combustión de una vela.
• La asimilación clorofílica(transformación por el vegetal del anhídrido carbónico que toma del aire)
• Oxidación de un metal
• Si al trozo de hierro con el realizamos el fenómeno físico, como fue someterlo al calor, lo dejamos un tiempo en contacto con el oxígeno del aire, la sustancia hierro se convierte gradualmente en otra sustancia. Se convertirá en óxido de hierro y no puede volver a ser hierro.
• La reacción entre un ácido y una base.

Fenómeno químico

El fenómeno no se puede repetir con la misma sustancia con la que se inicio.

El cambio que experimenta la sustancia es permanente.

Se modifica su estructura molecular

Sistemas dispersos o mezclas

Mezcla: son sistemas homogéneos o heterogéneos formados por más de una molécula, a los sistemas dispersos homogéneos se los denomina soluciones (una sola fase) a los sistemas dispersos heterogéneos se los denomina dispersiones (varias fases)

Caracteres de los sistemas dispersos o mezclas

Los componentes de las mezclas conservan sus propiedades.

Intervienen en proporciones variadas.

En ellos hay diferentes clases de moléculas.

Cuando son homogéneos se pueden fraccionar.

Cuando son heterogéneos se pueden separar en fases.

En la solución de azúcar y agua, aunque no existe más que una fase, el agua se lo considera dispersante y al azúcar medio (no fase) disperso.

Dispersante	Mezclas
Gaseosos	Gas en gas: aire Líquido en gas: niebla Sólido en gas: humo
Líquidos	Gas en líquido: oxígeno en agua Líquido en líquido: agua y alcohol Sólido en líquido: sal en agua
Sólidos	Gas en sólido: hielo con aire Líquido en sólido: azúcar húmeda Sólido en sólido: arena y azufre en polvo

Clasificación de los sistemas dispersos

1. Dispersiones macroscópicas: son sistemas heterogéneos. Las partículas dispersas se perciben a simple vista: agua con arena.
2. Dispersiones finas: son sistemas heterogéneos visibles al microscopio:
   a) Emulsiones: dispersiones finas con ambos medios líquidos: leche constituida por suero y crema.
   b) Suspensiones: son dispersiones con el medio dispersante líquido y el disperso sólido : tinta china, agua en negro de humo
3. Dispersiones coloidales: son visible con ultramicroscopio

Átomos y moléculas

Átomo: Es la menor porción de materia capaz de combinarse, rara vez se hallan libres .Lo más frecuente es que se unan unos a otros formando moléculas. Su tamaño es pequeñísimo se miden en Angströmg. Está formado por partículas más pequeñas cargadas, algunas de ellas, eléctricamente. Según esta concepción, el átomo tendría la misma estructura del sistema solar: un núcleo, semejante al sol, alrededor del cual giran una serie de partículas llamadas electrones, a semejanza de los planetas, distribuidos en órbitas. El núcleo tendría carga eléctrica positiva y los electrones girando a gran velocidad y carga eléctrica negativa. El átomo está formado por un núcleo, en éste tenemos principalmente:                                                                                                                            Protones: son partículas de masa aproximadamente 1840 veces mayor que el electrón, con carga eléctrica positiva de igual valor que los electrones (de signo contrario) y de un radio 1840 veces menor que el electrón.         Neutrones: Son partículas de carga eléctrica nula y de masa un poco mayor que la de los electrones. Electrones: Son partículas con carga eléctrica negativas que giran alrededor del núcleo siguiendo órbitas elípticas y de masa prácticamente nula.

 Molécula: Es la menor porción de una sustancia que puede existir en estado libre conservando las propiedades de la sustancia.

• Las moléculas de las sustancias simples están formadas por una sola clase de átomos, por eso no se pueden descomponer.
• Atomicidad es el número de átomos que posee la molécula de una sustancia simple.
• El número de las moléculas de las sustancias simples se indica con un subíndice:
  Monoatómicas: Na;K;Ag
  Biatómicas: H₂ - O₂
  Poliatómicas: O₃ - S₈
• Las moléculas de las sustancias compuestas están formadas por dos o más clases diferentes de átomos:
  H₂O (agua) - H₂SO₄

Disoluciones

Las disoluciones son sistemas homogéneos fraccionables formados por dos o más sustancias puras, a l componente más abundante en la solución se lo llama solvente y al menos abundante soluto.

• Agua salada, es un sistema homogéneo formado por dos sustancias (agua y sal), la primera es
  el soluto y la segunda el solvente.

Las soluciones más frecuentes son:

• Sólidas: ejemplo: las aleaciones, como ser: latón (aleación de cobre y zinc).
• Líquidas: 1) sólido en líquido: ejemplo: sal en agua. 2) líquido en líquido: ejemplo: alcohol en agua. 3) gases en líquidos: ejemplo: oxígeno en agua.
• Gaseosas: ejemplo: aire: solución formada por oxígeno, nitrógeno, dióxido de carbono.

Solubilidad

Al agregar una pequeña cantidad de sal en agua, a una determinada temperatura, se observa que se disuelve. Si se mantiene la misma temperatura y se continúa adicionando sal, llega un momento en que ésta ya no se disuelve y por lo tanto queda depositada en el fondo del recipiente. Se dice que, para esa temperatura, la solución está saturada.                                                                                                                                  Solución saturada: es aquella que no admite más soluto a una determinada temperatura. La cantidad máxima de una sustancia capaz de disolverse en un líquido se conoce como "límite de solubilidad".

El valor del límite de solubilidad depende de la sustancia disuelta (soluto), del solvente y de la temperatura y se determina experimentalmente.