Materia Quimica
Materia Quimica
Materia Quimica
TEMA 1
LA MATERIA
1 LA MATERIA
Uno de los atractivos de aprender química es ver como los principios químicos se aplican a todos los aspectos de
nuestras vidas. Desde las actividades cotidianas, como encender una cocina, hasta las cuestiones de mayor
trascendencia como la producción de medicamentos para curar enfermedades.
La química es la ciencia que estudia la materia, sus propiedades físicas y químicas, los cambios que experimenta y las
variaciones de energía que acompañan a dichos cambios.
La materia es el material físico del universo, en términos muy sencillos podemos decir que materia es todo aquello
que tiene masa y ocupa un lugar en el espacio.
Elementos. Son sustancias que no se pueden descomponer en sustancias más simples. Están formados por un
solo tipo de átomo. Estas sustancias pueden consistir en átomos individuales, como el helio (He) y el cobre (Cu) o
en moléculas como en el oxígeno (O 2), o el cloro (Cl 2). Actualmente se conoce 118 elementos químicos, se
representan mediante el denominado símbolo químico: sodio (Na), cobre (Cu), helio (He).
Compuestos. Los compuestos son sustancias formadas por átomos de dos o más elementos diferentes, unidos
químicamente en proporciones definidas. Se representan mediante las fórmulas químicas, por ejemplo: agua
(H2O), cloruro de sodio (NaCl). Para separar los elementos que forman parte de un compuesto se debe usar
medios químicos.
Mezclas
Están formadas por dos o más sustancias puras (elementos o compuestos, por ejemplo: el aire, la arena, el acero,
etc. Cada sustancia que forma parte de la mezcla conserva su identidad química y sus características. Los
componentes de estas mezclas pueden ser separados por medios físicos (destilación, filtración, tamizado, etc).
Hay dos tipos de mezclas:
Mezclas homogéneas. Son aquellas en las que la composición es la misma en toda la muestra, se observa una
sola fase, por ejemplo: el aire, agua azucarada, etc.
Mezclas heterogéneas. Se puede observar más de una fase, por ejemplo: arena del mar, agua y aceite, etc.
Ejercicio resuelto 1:
Clasifiquemos las siguientes sustancias: dióxido de carbono, mercurio, agua con aceite y agua potable.
CO2 es una fórmula.
Solución: Hg es un símbolo.
(Estrategia: Observa qué tipo de sustancia se representa con un símbolo y que sustancia se aceite
Agua con representa con una
fórmula. En las mezclas, qué mezcla forma más de una fase). forma dos fases.
¡Ahora tú sólo!
Se ha encontrado diferentes tipos de materia. Clasifícalas como: elemento (E), compuesto (C), mezcla
homogénea (MHo) o heterogénea (MHe).
Sustancia Clasificación Sustancia Clasificación
Sulfato cúprico (CuSO4) Helio (He)
contenido en el
globo.
Láminas de Sal de mesa (95 % de
aluminio (Al) cloruro de sodio)
Relación entre la fuerza Fuerza de cohesión mayor Fuerza de cohesión Fuerza de cohesión menor
de repulsión y cohesión que la de repulsión similar a la de repulsión que la de repulsión
Atracción entre Intensa Moderada Despreciable
partículas
Movimiento de partículas Solo movimiento Desplazamiento Caótico en todas
vibratorio direcciones
Volumen Definido Definido Volumen del recipiente
que lo contiene.
Forma Definida Variable (adopta la Variable (adopta la
forma del recipiente) forma del recipiente)
Ejercicio resuelto 2:
Acerca de las características de los estados de la materia completa los siguientes enunciados:
a) La atracción entre las partículas de las sustancias en estado sólido es _____________
b) Las partículas de los _________________ poseen un movimiento caótico y en todas las direcciones.
c) Los ________________ poseen una moderada fuerza de atracción entre sus partículas.
d) Los ________________ poseen volumen y forma definida.
Solución:
(Estrategia: Analice la relación fuerza de cohesión y fuerza de repulsión y deduzca las propiedades de cada estado)
Respuesta:
a) intensa Las propiedades de cada
estado dependen de la
b) gases
relación fuerza de cohesión y
c) líquidos fuerza de repulsión
d) sólidos
¡Ahora tú sólo!
El gas CO2, es el responsable de las burbujas de las bebidas gaseosas y se introduce al agua bajo presión. Con
respecto a las características que presentan los gases, coloca verdadero (V) o falso (F) a los siguientes
enunciados:
( ) El movimiento de sus partículas es casi nula.
( ) La atracción entre sus partículas es muy fuerte
( ) Tiene forma definida.
( ) Ocupa todo el volumen del recipiente que lo contiene.
1.3 Cambios de la materia
La materia es infinita en el espacio y en el tiempo, no puede ser creada ni destruida solo transformada. Estas
transformaciones pueden ser físicas o químicas.
Cambio Físico
Durante los cambios físicos la sustancia varía en su apariencia física pero no en su composición. Por ejemplo, cuando
el agua se evapora, cambia del estado líquido al gaseoso, pero su composición no se altera; sigue siendo agua. Estas
transformaciones son transitorias.
H2O (l) + calor ↔ H2O (g)
Todos los cambios de estado son cambios físicos, estos cambios están asociados a
cambios de energía en el sistema. En la fusión, evaporización y sublimación se
requiere absorción de energía para alterar las fuerzas de atracción entre las moléculas. En tanto, los procesos de
deposición, condensación y solidificación estarán acompañados de una pérdida de energía por parte del sistema. El
paso de un estado de agregación a otro recibe las siguientes denominaciones:
Cambio Químico.
En los cambios químicos una sustancia se transforma en otra u otras sustancias totalmente diferentes. Se produce
una variación en la identidad de la sustancia, su estructura química cambia.
Son transformaciones permanentes y generalmente no son reversibles. Por ejemplo: la electrolisis del agua (el agua
se descompone en hidrógeno y oxígeno)
+ Corriente eléctrica +
H3. Identifica los cambios que se producen en la materia
Ejercicio resuelto 3:
Identifica como cambio físico o cambio químico: el alcohol se evapora, el carbón arde en una parrilla, se
escapa el aire de un globo, tejido de telas.
Solución:
(Estrategia: Debes imaginar el suceso en la vida real y determinar si existe o no un cambio en la identidad de la
sustancia).
Suceso Cambio Físico Cambio Químico
¿Varia su apariencia
El alcohol se evapora. física pero no su
composición?
El carbón arde en la parrilla. Entonces se trata de
un cambio físico
Se escapa el aire de un
globo
Se teje una chompa
¡Ahora tú sólo!
Identifica las siguientes transformaciones cambio físico (CF) o cambio químico (CQ):
( ) Se sublima el hielo seco (CO 2 solido).
( ) Se oxida un clavo de hierro.
( ) Se disuelve sal en agua.
( ) Se rompe una hoja del cuaderno en varios pedazos.
Propiedad Química
Son aquellas que se observan sólo cuando la sustancia experimenta un cambio en su estructura interna transformándose
en una nueva sustancia.
Propiedad química:
H4. Identifica las propiedades físicas y químicas en base al tipo de cambio que se produce en la
¿Al determinar la
materia
propiedad se
Ejercicio resuelto 4: produce un cambio
en su estructura
Coloque el tipo de cambio, tipo de propiedad e indique el nombre de la propiedad a la que corresponde
interna?
cada una de las siguientes descripciones: el alcohol arde en presencia de oxígeno, el seplomo
Si, entonces trata se raya
de una propiedad
fácilmente, el agua hierve a 100°C. química.
Solución: (Estrategia: Observa el tipo de cambio que se produce al determinar la propiedad).
Descripción Propiedad Tipo de propiedad
El etanol arde con llama Combustibilidad: El etanol Química
azul. es un buen combustible
El plomo se raya Dureza: El plomo tiene baja Física
fácilmente. dureza
El agua está hirviendo. Temperatura de ebullición: Física
La T.E del agua es 100°C a 1
atm de presión
¡Ahora tú sólo!
Complete la siguiente tabla con la información solicitada:
Descripción Propiedad Tipo de Propiedad
El azufre es un aislante eléctrico
El hierro al estar expuesto al medio
ambiente se oxida.
El níquel es atraído por el imán.
1.5 Métodos de separación de mezclas
Recordemos que una mezcla está formada por dos o más componentes en diferentes proporciones, donde esos
componentes no pierden sus propiedades características por el hecho de mezclarse.
Para separar los componentes de una mezcla, ellos deben tener al menos una propiedad física que los diferencie de
los demás componentes de la mezcla. Los métodos a utilizar dependerán del tipo de mezcla y de las propiedades de
las sustancias involucradas.
Para mezclas heterogéneas, las técnicas más utilizadas son:
Tamizado. Se utiliza cuando los componentes de la mezcla se encuentran en estado sólido. Esta
técnica se basa en la diferencia del tamaño de las partículas de los componentes de la mezcla.
Se usa tamices generalmente elaborados con tela metálica. En función del tamaño de los
orificios del tamiz, dejará pasar unas determinadas partículas sólidas y otras, no.
Filtración. Separa la fase solida de la fase liquida en mezclas heterogéneas. La mezcla se hace
pasar a través de un papel de filtro de manera que el líquido atraviese el papel y el sólido quede
retenido en él.
Disolución Selectiva
Esta técnica se utiliza para separar dos sustancias que tienen diferente solubilidad: uno se disuelve en un
solvente y el otro componente no. Luego de la disolución se debe realizar una filtración.
Secado:
El secado consiste en separar pequeñas cantidades de agua u otro líquido de un sólido. El secado habitualmente se
realiza en un secador con flujo de aire caliente.
Destilación Esta técnica se utiliza para separar dos sustancias que tienen diferente punto de
ebullición. Se usa para la separación de componentes líquidos de una mezcla líquida.
Evaporación. Separa los componentes de una mezcla con diferente grado de volatilidad,
generalmente sólo uno de ellos se evapora.
H5. Analiza las propiedades físicas de los componentes de una mezcla y determina el método
adecuado para su separación
Ejercicio resuelto 5:
Conteste las siguientes preguntas respecto a la mezcla de azufre en polvo con hierro en polvo.
¿Qué propiedad o propiedades físicas permitirá separar los componentes de la mezcla?:
¿Qué método físico se debe emplear para separar los componentes de la mezcla?
Mediante un diagrama de bloques describa el proceso usado para la separación.
Solución:
(Estrategia: Observa la propiedad que permitirá separar los componentes de la mezcla ).
Mezcla Propiedad Método usado/ Descripción
Mezcla Cada sustancia posee
Azufre y hierro Propiedad magnética características que
permiten
del hierro reconocerlas y
distinguirlas de otras
sustancias.
¡Ahora tú sólo!
Se quiere separar todos los componentes de una mezcla formada por: metanol (CH3OH), agua y polvo de
aluminio. Realiza un esquema razonado de los métodos que emplearía para separar los tres componentes de la
mezcla. Indique que propiedades físicas usó para la separación.
(Dato: El metanol es un líquido soluble en agua. PE metanol= 65°C, PE agua= 100°C))
Puede comprimirse.
H4. Identifica las propiedades físicas y químicas en base al tipo de cambio que se produce en la materia
4. Teniendo en cuenta las propiedades listadas, identifica las propiedades físicas y químicas que corresponde al
agua (H2O), cobre (Cu), propano (C3H8) y acero. Ubícalas correctamente en la tabla.
a) Color: Es de color gris plateado. √
b) Oxidación: Expuesto largo tiempo al aire húmedo, forma una capa de carbonato de cobre de color verde.√
c) Compresibilidad: Fácilmente comprimible.
d) Ductilidad: Fácilmente se puede convertir en alambres.
e) Temperatura de ebullición: Pasa de estado líquido a gaseoso a 100°C y 1 atm de presión.
f) Resistencia Mecánica: Presenta alta resistencia mecánica al someterlo a esfuerzos de tracción y compresión.
g) Magnetismo: Posee propiedades magnéticas
h) Conductividad eléctrica: Gracias a su gran conductividad eléctrica se le suele usar en las redes eléctricas.
i) Electrolizable: Mediante electrólisis se descompone en H 2 y O2.
j) Combustibilidad: Combustiona formando CO2 y H2O.
k) Conductividad térmica: Buen conductor del calor.
Tipo de (H2O) agua (Cu) cobre (C3H8) propano Acero: (0,7%C, 90% Fe)
Propiedad
Propiedades a)
físicas
Propiedades b).
químicas
H5. Analiza las propiedades físicas de los componentes de una mezcla y determina el método adecuado para su
separación
6. En un almacén industrial por accidente se mezclan: cloruro de sodio, carbón y níquel. Separe los componentes
de la mezcla.
CONTENEDOR 2
Insumo químico Peso Precio Total
($ / kg) ($)
Cloruro de sodio (NaCl) 2000 kg 0,5
Gas natural (metano 80%, etano 15% , otros 5%) 4000 kg 0,5
Etanol de 80° (etanol al 80%) 500 kg 1,0
Zinc (Zn) 2000 kg 2,0
Ozono (O3) 200 kg 2,0
Bronce (aleación de cobre y estaño) 3000 kg 0,5
Vinagre (ácido acético al 5%) 1000 kg 0,5
Grava y arena (piedras de pequeño tamaño) 500 kg 0,5
Total (precio base)
CONTENEDOR 3
INTERPRETACIÓN. 1. Usando tus propias palabras, describe ¿cuál es el problema que nos
1. La descripción de la situación
piden resolver? (En la descripción incluye los datos e información
problemática en contexto real debe
ser redactada con sus propias numérica pertinente)
palabras.
2. Los datos e información numérica
descritos deben ser pertinentes.
4. Coloque la propiedad que corresponde a la descripción e indique si se trata de una propiedad física (P.F) o
propiedad química (P.Q).
Propiedad Descripción Tipo de propiedad
5. Lee el siguiente texto con respecto a las propiedades del metano y clasifícalas como propiedades físicas o
químicas.
“El metano, a condiciones normales, es un gas incoloro, inodoro y muy inflamable. Se funde a -182,6 °C y
hierve a -161,4 °C. Cuando arde, forma una llama pálida y muy débil desprendiendo dióxido de carbono (CO 2) y
agua (H2O).
Propiedades físicas Propiedades químicas
6. Se quiere separar todos los componentes que se encuentran mezclados en un recipiente que contiene: restos
de metanol (CH3OH), solución acuosa de KCl y los catalizadores: platino en granallas, polvo de aluminio y
cobalto en granallas. Realiza un esquema razonado de los métodos que emplearía para separar todos los
componentes de la mezcla.
Dato: El metanol es soluble en agua
7. Analiza las propiedades físicas de los componentes de una mezcla y determina el método adecuado para su
separación.
El gas natural, al igual que el petróleo, está compuesto principalmente por “hidrocarburos”. Estos son moléculas
compuestas únicamente por carbono e hidrógeno. Algunos de los hidrocarburos que componen al petróleo se
encuentran en estado líquido; por ejemplo, el ciclo pentano (C 5H10) y el hexano (C6H14). Estos compuestos son
solubles entre sí pero insolubles en agua. Mediante un esquema, indica cómo separarías una mezcla de ciclo
pentano, hexano y agua valiéndote de las siguientes propiedades:
La atmósfera es la capa de gas que rodea un cuerpo celeste. La atmósfera de la tierra es el aire y hace posible la
vida tal como la conocemos. El aire está compuesto por muchos gases, entre los más importantes tenemos el
oxígeno, nitrógeno y, en pequeñas cantidades, argón, dióxido de carbono (CO 2), vapor de agua, etc. El oxígeno
es el gas que respiramos y que necesitamos los seres vivos. Las plantas, por ejemplo, toman el oxígeno por la
noche y durante el día toman dióxido de carbono para elaborar alimento y desprender oxígeno. En los seres
humanos, el proceso de respiración consiste en tomar el oxígeno del aire al inspirar y expulsar dióxido de
carbono al espirar.
Sin embargo, las atmósferas de los planetas del sistema solar son muy diferentes entre sí. Por ejemplo,
Mercurio tiene una atmósfera muy tenue; está constituida principalmente por helio, trazas de argón, oxígeno y
neón. Venus y Marte tienen atmósferas compuestas principalmente por dióxido de carbono. Sin embargo, la
atmosfera de Venus es muy densa y la de Marte es muy tenue. Ambos planetas soportan fuertes vientos que
alcanzan velocidades de hasta 360 km/h. Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno tienen atmósferas compuestas
principalmente por hidrógeno con pequeñas cantidades de helio y metano (CH 4).
En base al texto y a tus conocimientos:
b) Determina si las siguientes afirmaciones son verdaderas (V) o falsas (F). Además, justifique brevemente su
respuesta.
Las atmósferas de los planetas están compuestas sólo por elementos ( )
La atmósfera terrestre es una mezcla heterogénea. ( )
La respiración es un cambio químico. ( )