Materia Composicion Propiedades

1.2.1 Propiedades de la materia: Intensivas, extensivas, qumicas y fsicas. Clasificacin, ejemplos y definicin.

Materia La materia es todo lo que ocupa espacio y tiene

masa. La materia incluye lo que podemos ver y tocar (como el agua, la tierra y los arboles) y lo que no podemos ver ni tocar (como el aire).

Clasificacin de la Materia Los qumicos distinguen varios subtipos de materia

con base en su composicin y propiedades.

La clasificacin de la materia incluye sustancias, mezclas, elementos y compuestos, adems de los tomos y molculas.

Sustancias y Mezclas

Una sustancia es una forma de materia que tiene composicin definida (constante) y propiedades distintivas. Son ejemplos de ello el agua, amoniaco, azcar de mesa (sacarosa), oro y oxigeno. Las sustancias difieren entre si por su composicin y se pueden identificar segn su aspecto, color, sabor y otras propiedades.

Sustancias y Mezclas Una mezcla es una combinacin de dos o ms

sustancias en la que stas conservan sus propiedades. algunos ejemplos familiares de ello son el aire, las bebidas gaseosas, la leche y el cemento. Las mezclas no poseen composicin constante. Por tanto, las muestras de aire obtenidas en distintas ciudades probablemente diferirn en su composicin a causa de diferencias de altitud, contaminacin atmosfrica, etctera.

Clasificacin de Mezclas

Mezclas

Homogneas Heterogneas

Clasificacin de la Materia.

Las Mezclas Homogneas: Son aquellas en las que la composicin y las propiedades de la mezcla es la misma en toda la extensin, y por esta razn tienen una apariencia uniforme en todas sus partes.

Ejemplos:

Las disoluciones (Slido en lquido).

Las aleaciones (Slido en slido).

El aire (Gas en gas).

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Las Mezclas Heterogneas: Son aquellas que no tienen la misma composicin y propiedades en todas sus partes y sus componentes son fsicamente identificables.

La arena, las rocas, la madera; no tienen la misma composicin, propiedades y apariencia en cada parte.

Las diferentes porciones de la muestra tienen propiedades claramente diferentes, es una mezcla no uniforme.

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Clasificacin de la Materia. Fase de una Mezcla Heterognea: Es la porcin de

una mezcla heterognea fsicamente identificable.

Ejemplos:

Agua en aceite.

Gasolina en agua.

Alcohol en aceite.

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Cualquier mezcla, sea homognea o heterognea, se puede formar y luego separar por medios fsicos en sus componentes

puros sin cambiar la identidad de tales componentes.

Ejemplos

La condensacin del vapor permite recuperar el agua.

En cuanto a la separacin de la mezcla hierro-arena, es posible usar un imn para separar las virutas de hierro.

Despus de la separacin, los componentes de la mezcla tendrn la misma composicin y propiedades que al principio.

Elementos y Compuestos

Las sustancias pueden ser elementos o compuestos. un elemento es una sustancia que

no se puede separar en otras ms sencillas por

medios qumicos. Hasta la fecha se han

identificado 117 elementos. La mayora de

ellos se encuentran de manera natural en la

Tierra. Los otros se han obtenido por medios

cientficos mediante procesos nucleares.

Al

As

S

Ca Ba

K Hg

Na

Pb

Mg P

O

N Zn

Cl

Br Co

Algunos Elementos comunes


Los Compuestos: Son sustancias formadas por tomos de dos o ms elementos unidos qumicamente en proporciones definidas.

Solamente pueden descomponerse o modificar su composicin atmica en componentes ms simples utilizando mtodos qumicos.

Las propiedades qumicas y fsicas de los compuestos no varan en toda la extensin de la porcin de sustancia pura.

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Clasificacin de la Materia

Los tres estados de la materia

Materia

Estados de la Materia.

El Estado Lquido: Las partculas individuales estn confinadas a un volumen definido y adquieren la forma del recipiente que las contiene.

Son capaces de deslizarse una molcula sobre otra o una lmina de molculas sobre otra lmina, de tal manera que en su conjunto los lquidos pueden fluir, siendo la fluidez otra de sus principales caractersticas. Las fuerzas de atraccin entre molculas de lquidos son menores que en los slidos.

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Estados de la Materia.

El Estado Gaseoso: Los gases son mucho menos densos que los slidos y los lquidos.

Tienden a ocupar el volumen del recipiente que lo contiene. Pueden expandirse hasta el infinito y comprimirse con facilidad.

Las molculas de los gases estn muy separadas unas de otras, ya que las fuerzas de atraccin entre sus molculas no existen a bajas presiones y solo aparecen a medianas y altas presiones y bajas temperatura.

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Cambios fsicos y qumicos.

Cambios Fsicos: Son aquellos que no modifican la estructura qumica esencial de la materia, sino solo su apariencia fsica.

Ejemplos: Todos los cambios que se dan entre los estados de la materia por absorcin o liberacin de energa.

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Un cambio fsico puede sugerir que tambin ha tenido lugar un cambio qumico.

Por ejemplo: Cambios de color, calentamiento del recipiente, formacin de un slido al mezclar dos lquidos, burbujeos dentro de las soluciones.

Un cambio fsico generalmente es apreciable fcilmente por los sentidos.

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Cambios Qumicos: Son aquellos que modifican la estructura qumica esencial de la materia y transforman una sustancia en otra qumicamente diferente.

Por ejemplo: Explosin de la plvora, quemar un trozo de lea, encender un cigarrillo, y en general, todas las reacciones qumicas.

En algunos casos, los cambios qumicos son totalmente irreversibles.

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Propiedades de la materia: Sustancias Puras

Materia

Macroscpicas

Submicroscpicas

Microscpicas

Propiedades Macroscpicas, Microscpicas y Submicroscpicas.

Propiedades Macroscpicas: Son aquellas que se pueden observar y/o medir fcilmente porque se refieren a un conglomerado muy grande de partculas.

Por ejemplo: Volumen, Temperatura, Presin, Densidad, Expansibilidad, Compresibilidad, Viscosidad, etc.

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Propiedades Microscpicas: Son bsicamente las que se pueden observar con aparatos sofisticados tales como los microscopios electrnicos.

Por ejemplo: Radio atmico, Radio inico, Longitud de enlace qumico.

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Propiedades Submicroscpicas: Son aquellas que solo pueden medirse o inferirse en forma indirecta.

Son bsicamente dos:

El orden molecular

Las fuerzas intermoleculares.

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Orden Molecular: Es el modo de distribucin o de empaquetamiento de las molculas de la materia.

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Fuerzas Intermoleculares: Son las fuerzas que se establecen entre las molculas de materia cuando estas estn muy cerca unas de otras.

Estas fuerzas pueden ser de atraccin y de repulsin. Dependiendo del tamao de estas fuerzas con respecto a las otras as ser la dureza de la materia.

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Propiedades de la Materia

Materia

Cuantitativas Cualitativas

Propiedades Fsicas y Qumicas.

Propiedades Fsicas: Estas son las que se pueden medir y observar sin modificar la estructura qumica molecular o la composicin de dicha sustancia.

Por ejemplo: El punto de fusin normal, el punto de ebullicin normal, calor especfico, densidad, etc.

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El agua lquida difiere del hielo slo en apariencia, NO en su composicin (2 tomos de Hidrgeno y 1 de Oxgeno).

Los puntos en los que se producen cambios de estado de la materia siempre son propiedades fsicas (punto de fusin, punto de congelacin, punto de ebullicin).

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Propiedades Qumicas: Son las que se pueden observar y medir solamente mediante cambios qumicos en la estructura molecular de dichas sustancias.

Adems describen la forma en que una sustancia puede cambiar o reaccionar para formar otras sustancias.

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En el enunciado el Hidrgeno gaseoso se quema en presencia de Oxgeno para formar agua se describe una propiedad qumica del Hidrgeno, porque se efecta un cambio qumico (la combustin).

No es posible recuperar los compuestos originales mediante cambios fsicos.

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Propiedades de la Materia

Materia

Intensivas Extensivas

Propiedades Intensivas y Extensivas.

Son propiedades intensivas si su magnitud no depende de la cantidad de materia. No dependen de cunta materia se considere en la medicin.

Por ejemplo: Densidad, punto de ebullicin normal, calor especfico, dureza, temperatura, etc.

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Propiedades Intensivas y Extensivas.

Son propiedades extensivas si su magnitud depende de la cantidad de materia.

Por ejemplo: Volumen, masa, peso, longitud.

Las propiedades extensivas pueden ser aditivas.

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Mediciones en Qumica En el Sistema Internacional de Unidades (SI) se

han elegido a conveniencia 7 magnitudes denominadas magnitudes cientficas fundamentales, a partir de las cuales derivan las dems.

Adems, en el SI es posible usar prefijos para indicar fracciones y mltiplos de diez de cualquiera de las unidades de medida.

Mediciones en Qumica.

Magnitud

Fundamental

Unidad

Fundamental Smbolo

Longitud (L) METRO m

Masa (M) KILOGRAMO kg

Tiempo (T) SEGUNDO s

Corriente Elctrica AMPERE A

Temperatura KELVIN K

Intensidad Luminosa CANDELA cd

Cantidad de Sustancia MOL mol

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Mediciones en Qumica. Prefijos para mltiplos de las unidades:

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Factor Prefijo Smbolo Ejemplo

101 deca Da Decmetro

102 hecto H Hectmetro

103 kilo k kilmetro

106 mega M Megametro

109 giga G Gigametro

1012 tera T Terametro

1015 peta P Petametro

1018 exa E Exametro

1021 zetta Z Zettametro

1024 yotta Y Yottametro

Mediciones en Qumica. Prefijos para submltiplos de las unidades:

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Factor Prefijo Smbolo Ejemplo

10-1 deci d decmetro

10-2 centi c centmetro

10-3 mili m milmetro

10-6 micro micrmetro

10-9 nano n nanmetro

10-12 pico p picmetro

10-15 femto f femtometro

10-18 atto a attometro

10-21 zepto z zeptometro

10-24 yocto y yoctometro

Masa Es la medida de la cantidad de materia

que contiene un cuerpo. La masa de un cuerpo no vara cuando cambia su posicin.

La unidad bsica de masa del Si es el kilogramo (kg). a diferencia de las unidades de longitud y tiempo, que se basan en procesos naturales que los cientficos pueden repetir en cualquier momento, el kg se define en funcin de un objeto en particular. En qumica es mas conveniente usar una unidad mas pequea, el gramo (g):

1 kg = 1 000 g = 1 103 g

Peso

Es la fuerza que ejerce la gravedad sobre un cuerpo. Vara con la distancia desde el centro de la Tierra. Medido tradicionalmente en libras

Volumen Es una medida del espacio que ocupa una

determinada cantidad de materia. En el SI se mide en metros cbicos (m3).

En Qumica es comn usar volmenes mucho menores tales como el centmetro cbico (cm3), el litro (1.0 L=1dm3) y el mililitro (1ml=1cm3).

Dispositivos comunes de medicin de volumen en laboratorios

Densidad Es la cantidad de masa contenida en

una unidad de volumen de sustancia.

3m

kg

volumen

masaDens idad

La unidad derivada en el SI para la densidad es el kilogramo por metro cbico (kg/m3).

Sin embargo, en Qumica se usan generalmente unidades ms pequeas como gramo por centmetro cbico (g/cm3) y gramo por mililitro (g/ml).

La densidad puede ser densidad absoluta y densidad relativa.

Densidad Absoluta: La que se obtiene al dividir la masa entre el volumen de una sustancia.

Densidad Relativa: Es la relacin entre la densidad absoluta y la densidad del agua, ambas a la misma temperatura. No tiene unidades.

agua

ciasusrelativa

tan

Escalas de Temperaturas Son tres las escalas de temperatura que estn en

uso actualmente. Sus unidades son F (grados Fahrenheit), C (grados celsius) y K (kelvin).

En la escala Fahrenheit, se definen los puntos de congelacin y ebullicin normales del agua como 32F y 212F, respectivamente.

La escala celsius divide el intervalo entre los puntos de congelacin (0c) y ebullicin (100c) del agua en 100 grados.

El kelvin es la unidad bsica de temperatura del SI; se trata de una escala de temperatura absoluta. Por absoluta debe entenderse que el 0 de la escala Kelvin, denotado como 0 K, es la temperatura mas baja que puede alcanzarse en teora. Por otra parte, 0F y 0c se basan en el comportamiento de una sustancia elegida arbitrariamente, el agua.

Comparacin de Escalas de Temperatura

Ecuaciones de conversin Grados Farenheit a Celsius

Grados Celsius a Farenheit

Grados Celsius a Kelvin

Resolucin de Ejercicios

1. Indique los nombres de los elementos representados con los smbolos qumicos

Li, P, H, Zn, Cl, Mg, Al, O.

2. Seale los smbolos qumicos de los elementos siguientes:

a) Oxigeno; b) Cromo; c) Azufre; d) mercurio.

3. Clasifique cada una de las sustancias siguientes como elemento o compuesto:

a) hidrogeno; b) agua; c) oro, d ) azcar.

4. clasifique las siguientes afirmaciones como cualitativas o cuantitativas e indique sus razones:

a) El Sol esta a unos 93 000 000 de millas de la Tierra.

b) Leonardo da Vinci fue mejor pintor que miguel ngel.

c) El hielo es menos denso que el agua.

d) La mantequilla tiene mejor sabor que la margarina.

e) Un remedio a tiempo ahorra trabajo innecesario.

5. En que difiere una propiedad extensiva de una intensiva? indique cuales de las propiedades siguientes son intensivas y cuales extensivas:

a) longitud; b) volumen; c) temperatura; d ) masa.

1. El bromo es un liquido pardo rojizo. calcule su densidad en g/mL) si 586 g de la sustancia ocupan 188 mL.

2. La densidad del etanol, liquido incoloro comnmente llamado alcohol de grano, es de 0.798 g/mL. calcule la masa de 17.4 mL de este liquido.

3. Convierta las temperaturas siguientes a grados Celsius o Fahrenheit:

a) Temperatura de 95F,

b) Fiebre de 102F;

c ) Un horno que funciona a 1 852F,

d) 273.15c (en teora, la temperatura mas baja posible).

Preguntas y Dudas

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