31todo se transforma Química • 3º C.B.

Unidad 1

Los estados físicos. Sus características.

Concepto de modelo.

Transformaciones de la materia. Los cambio físicos.

Sistemas.

Sistemas heterogéneos.

Soluciones.

Métodos de fraccionamiento.

Las sustancias.

Sustancias puras: simples y compuestas.

Elemento químico.

Transformaciones de la materia. Los cambio químicos.

Capítulo 1

Capítulo 2

Capítulo 3

Capítulo 4

Capítulo 5

Capítulo 6

Capítulo 7

Capítulo 8

Capítulo 9

Capítulo 10

Capítulo 11

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La materia junto con la energía, constituye todo el Universo.Los estados físicos de la materia son: sólido, líquido y gaseoso, cada

uno de ellos tiene determinadas características macroscópicas. Puede considerarse un cuarto estado: el plasma, aunque es posible

estudiarlo como una forma especial del estado gaseoso.

Analizaremos las propiedades que los cuerpos poseen en los dife-rentes estados físicos, entendiendo por cuerpo toda porción de materia.

Estado sólido

Los cuerpos en estado sólido se caracterizan por tener forma y volumen propios. Una barra de hierro o un plato, no cambian la forma si se ubican en otro lugar u otra posición (fig 1).

Otra característica es la esca-sa dilatación, es decir que experi-mentan variaciones de volumen poco apreciables a simple vista al recibir energía en forma de calor.

Si se someten a presión, su volumen no se modifica en for-ma visible: son prácticamente incompresibles.

Macroscópico: significa “que se ve a simple vista”.

Cuerpo es una porción de materia.

Los estados físicosSus características

Capítulo 1

Fig. 1. Los cuerpos en estado sólido no cambian de forma ni de volumen aunque cambien de lugar o posición.

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Estado líquido

Los cuerpos en estado líquido poseen un volumen determinado, pero su forma es variable y en general fluyen con facilidad. Si un litro de agua está contenido en una jarra, el líquido adopta la forma de la ja-rra. Sin embargo, si se derrama, tiene el mismo volumen (un litro) pero cambia notoriamente su forma (fig 2 ).

En este estado los cuerpos pueden comprimirse poco por acción de la presión: son algo compresibles. Experimentan mayor variación de volumen por efecto del calor que los cuerpos en estado sólido. Esta pro-piedad, la dilatación, se utiliza como fundamento para la construcción de algunos termómetros.

Estado gaseoso

Los cuerpos en estado gaseoso no tienen forma propia y ocupan todo el espacio disponible. Por eso, es frecuente decir que no tienen for-ma ni volumen propios.

Los globos usados en publicidad se llenan con gas helio (menos den-so que el aire) para mantenerlos suspendidos. Si se desinflan, el gas que escapa ocupará un volumen mayor, es decir, todo el espacio disponible.

Si hay una pérdida de gas de una garrafa, éste ocupará todo el volumen del armario donde se encuentra o todo el volumen de la cocina (fig 3).

En comparación con los sólidos y los líquidos, en las mismas condi-ciones, los cuerpos en estado gaseoso experimentan mayores dilatacio-nes. Sometidos a presión su volumen se reduce considerablemente: son muy compresibles.

Fig 4. Estados físicos y sus características macroscópicas. Estas son generales, exis-tiendo excepciones que muchas veces dependen de las condiciones de trabajo.

CARA

CTER

ÍSTI

CAS

CUERPOS EN ESTADO SÓLIDO

CUERPOS EN ESTADO LÍQUIDO

CUERPOS EN ESTADO GASEOSO

Tienen forma propia.

No tienen forma propia.

No tienen forma propia.

Tienen volumen propio.

Tienen volumen propio.

No tienen volumen propio.

Prácticamente no se pueden comprimir.

Se comprimen más que los sólidos.

Son muy compresibles.

Se dilatan muy poco.

Se dilatan más que los sólidos y menos que los gases.

Se dilatan mucho más que los sólidos y los líquidos.

Fig. 2. Cuando los líquidos se trasvasan o se derraman cambian la forma pero el volumen permanece invariable.

Fig. 3. Los cuerpos en estado gaseoso no tienen forma propia y ocupan todo el es-pacio disponible.

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EJEMPLOS

Estado sólido

La “nieve carbónica” y el “hielo seco” son dióxido de carbono en es-tado sólido.

Se le llama: • hielo, porque su aspecto es similar al hielo común (agua sólida) • seco, porque pasa directamente del estado sólido al estado gaseoso

Como la temperatura de sublimación es –78,5ºC resulta muy útil para conservar helados en un recipiente de paredes aislantes. La baja temperatura de los trozos de hielo seco evita que los helados se “derri-tan” con la ventaja que no se mojan porque el hielo seco se convierte al estado gaseoso sin pasar por el estado líquido.

Estado líquido

Etanol o alcohol etílico es el nombre químico del líquido llamado comúnmente “alcohol” de uso doméstico y medicinal.

Se vende en diferentes presentaciones: • “alcohol rectificado”, incoloro, de alto grado de pureza. Se emplea

como desinfectante por su acción bactericida y en las bebidas alcohólicas

• “alcohol azul”, coloreado artificialmente. Contiene impurezas que no lo hacen apto para uso medicinal, ni para ser ingerido, pero sí como combustible para lámparas, mecheros, etc. y para limpieza

Otras presentaciones: alcohol bórico, alcohol yodado, alcohol euca-liptado, etc., preparados para usos específicos con distintos aditivos.

Estado gaseoso

Los tanques pintados de color verde que se encuentran en hospitales y sanatorios contienen dióxígeno a alta presión, que es utilizado para mejorar la respiración de algunos pacientes.

En la naturaleza este gas, O2, está presente en el aire y también di-suelto en el agua. En ambos casos es imprescindible para la vida, pues es necesario para la respiración de los seres vivos tanto en la superficie terrestre como en el mundo acuático.

Estado gaseoso. Ejemplo: dioxígeno (O2).

Estado sólido. Ejemplo: “hielo seco” y “nie-ve carbónica” son anhídrido carbónico o dióxido de carbono en su estado sólido (CO2).

Estado líquido. Ejemplo: alcohol etílico formando parte de diferentes mezclas lí-quidas según sus aplicaciones.

34 Capítulo 1 • Los estados físicos. Sus características. Química • 3º C.B.34 Capítulo 1 • Los estados físicos. Sus características. Química • 3º C.B.

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Aplicaciones y problemas

1) Explica con un ejemplo la siguiente expresión y argumenta su vali-dez: “los líquidos tienen volumen propio pero no forma propia”.

2) Si se produce una pérdida en la cañería de gas de la cocina; ¿por qué se percibe muchas veces el olor al ingresar a la casa? (fig.1).

3) La dilatación de los sólidos es mínima; sin embargo, esta propie-dad debe ser considerada cuando se emplean ciertos materiales en construcción, por ejemplo:

• las actuales membranas usadas para impermeabilizar azoteas son elásticas, característica que no tenían las de épocas ante-riores (fig 2)

• se debe considerar esta propiedad para construir las paredes vidriadas de las fachadas de edificios (muros cortina) (fig. 3)

a) Elabora una explicación válida para fundamentar los ejemplos citados.

b) Busca otros ejemplos en los que también deba considerarse la dilatación de los sólidos.

c) Escribe comentarios referidos a esta propiedad relacionándolos con las figuras 2 y 3.

Fig. 1. Ejercicio 2. Mediante el olor des-agradable del gas de cañería o del super-gás es posible detectar si hay un escape. Para este fin se les incorporan sustancias que los odorizan.

Fig. 2. Ejercicio 3.

Fig. 3. Ejercicio 3.

Actividades

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Investiga y reflexiona

4) El aire es una mezcla gaseosa. a) Busca información sobre cuáles son los gases que lo forman y en

qué porcentaje está presente cada uno. b) ¿Cómo se obtiene el aire líquido? ¿Qué aplicaciones tiene? (fig. 4).

5) El “incinerador de plasma” (fig. 5) permite transformar la basura a elevadas temperaturas (20.000ºC). Una de las ventajas radica en ob-tener los residuos en forma muy reducida, tan compacta que puede utilizarse para relleno de terrenos.

Parece ser la solución ideal para la inmensa cantidad de basura pro-ducida diariamente; sin embargo, presenta múltiples desventajas.

Investiga • ¿Cómo se produce el proceso de incineración? • ¿Cuáles son las desventajas de este método? • Algunos afirman que el plasma no es el cuarto estado de la ma-

teria ¿cómo lo consideran?

6) El Condensado Bose-Einstein (BEC) puede ser considerado como el quinto estado de la materia. Se logra este “condensado” enfriando ciertos materiales a temperaturas muy próximas al cero absoluto (-273ºC) .

Investiga • ¿Cuándo se pudo producir este estado? • ¿Cuáles son sus aplicaciones?

Fig. 4. Ejercicio 4.

Fig. 5. Ejercicio 5.

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Ampliando el horizonte...

Luego de leer atentamente el texto responde acerca del plasma:

• ¿dóndeseencuentraenmayorporcentaje?• ¿quépropiedadimportantetiene?• ¿cuálessonlasaplicacionesactuales?

¿Es el plasma el cuarto estado de la materia?

Cuandosehabladelosestadosdeagregacióndelamateria,sepiensaensólido,líquidoygaseoso.Peroresultaqueestostresestadossolocons-tituyenel1%deltotaldelamateriaque,porelmomento,sabemosformaelUniverso.Elplasmaeselestadoenelqueseencuentralamateriaqueconstituye los cuerpos más abundantes del Universo: las estrellas. Sin irmáslejos,elSoles,ensímismo,unamasagigantescaenestadodeplasma.

“Losplasmas”conducenlacorrienteeléctrica,característi-caqueelhombrehaaprovechadoparadesarrollardiversasaplicaciones.Las lámparasotubosfluorescentescontienenunapequeñacantidaddevapordemercurioyungasinertequesueleserargón.Alpasarlacorrienteeléctricaseformaelestadodeplasma.

Laslámparasfluorescentespresentanunaeficienciaener-gética considerablemente superior comparada con las lám-paras comunes de filamento incandescente. Los carteles deneóny las lámparasdelalumbradourbanousanunprincipiosimilar.

Sin embargo, si algo ha hecho famoso al plasma no son ni los tubosfluorescentesniloscartelesdeneón,sinolosdenominadostelevisoresdeplasma.Estospresentanunaresoluciónsuperiora losconvencionales,sibienhayquerecordarqueladuracióndeunapantalladeplasmanoesin-definida(entredoceydiecisieteaños).

Lecturaextraídayadaptadade:http://www.portaleureka.com/accesible/quimica/81-quimica/212-plasma-el-cuarto-estado-materia

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