1

PROPIEDADES DE LA MATERIA

PROPIEDADES DE LA MATERIA

http://concurso.cnice.mec.es/cnice2005/93_iniciacion_interactiva_materia/curso/index.html

DEFINICIÓN DE LA MATERIA

La materia se puede definir como todo aquello que ocupa un lugar en el espacio y que tiene masa.Las propiedades que no permiten identificar clases de materia reciben el nombre de propiedades generales Las propiedades que permiten identificar clases de sustancias reciben el nombre de propiedades específicas o características.

PROPIEDADES GENERALES O EXTRÍNSECAS

Son comunes a toda clase de materia.Las propiedades generales más importantes son:•Masa•Volumen•Peso•Inercia•Impenetrabilidad•Divisibilidad•Porosidad

MASA

Cantidad de materia contenida en un cuerpo.

Unidad de medida: kg, g, mg.

Se mide con la balanza.

VOLUMEN

Espacio o lugar que ocupa un cuerpo.

Unidad de medida: m3, dm3, cm3, litro (L)

Para medir volumen se debe tener en cuenta si éste es sólido, líquido o gaseoso.

Medida por diferencia: para sólidos irregulares

Como se mide el volúmenComo se mide el volúmen

1.-SÓLIDOS REGULARES:Aquelllos que 1.-SÓLIDOS REGULARES:Aquelllos que tienen una forma definida.tienen una forma definida.

CUBO CILINDRO CUBO CILINDRO

V=LV=L33 V=V=ππrr22hh

PARALELEPÍPEDO ESFERAPARALELEPÍPEDO ESFERA bb a a cc

V=axbxcV=axbxc V=4 V=4 ππ rr33/3/3

Como se mide el volúmenComo se mide el volúmen2.-SÓLIDOS IRREGULARES.2.-SÓLIDOS IRREGULARES.Son aquellos sólidos que no Son aquellos sólidos que no tienen una forma definida propia .tienen una forma definida propia .

Hay que emplear el Hay que emplear el método de método de inmersióninmersión..1.-Se toma la probeta y se llena 1.-Se toma la probeta y se llena de líquido hasta cierta altura. de líquido hasta cierta altura.

2.-Se toma la lectura del volúmen 2.-Se toma la lectura del volúmen de agua alcanzado por el líquido, de agua alcanzado por el líquido, lecturalectura inicialinicial ..3.-Se introduce cuidadosamente 3.-Se introduce cuidadosamente el sólido y se toma la el sólido y se toma la lectura finallectura final. .

V= lf - liV= lf - li

PESO

Es el resultado de la fuerza de atracción o gravedad que ejerce la Tierra sobre los cuerpos.

Proporcional a la masa.

Se mide con dinamómetro.

INERCIA

Es la tendencia de un cuerpo a permanecer en estado de reposo o de movimiento.

IMPENETRABILIDAD

Es la propiedad por la cual un cuerpo no puede ocupar el espacio que ocupa otro cuerpo al mismo tiempo.

DIVISIBILIDAD

Es la propiedad que tienen los cuerpos para fraccionarse en pedazos cada vez más pequeños.

POROSIDAD

Es la característica de la materia que consiste en presentar poros o espacio vacíos.

PROPIEDADES ESPECÍFICAS O INTRÍNSECAS

Dependen de la naturaleza de la materia y no de la cantidad. Ejm: un tubo de cobre siempre tienen el mismo color y brillo. Son características de cada sustancia y permiten diferenciar un cuerpo de otro.

Las propiedades específicas se clasifican en propiedades físicas y propiedades químicas.

PROPIEDADES FÍSICAS

Se pueden determinar sin que los cuerpos varíen su naturaleza.

Entre las propiedades físicas específicas se encuentran:

• Estado físico• Punto de ebullición• Punto de fusión• Solubilidad• Densidad

ESTADO FÍSICOLa materia se encuentra en cuatro estados: • Sólido: los cuerpos tienen forma y volumen

definidos, no se dejan comprimir.• Líquido: tienen volumen definido, pero no forma

propia. Son muy poco compresibles.• Gaseoso: no tienen volumen ni forma definidos.

Se pueden comprimir fácilmente al ejercer presión sobre ellos.

• Plasma: cuando la materia esta sometida a altas temperaturas. Ejm. de plasma artificial: luces de neón y lámparas fluorescentes.

PUNTO DE EBULLICIÓNEs la temperatura a la cual un líquido

hierve. Ejm: el agua hierve a 100ºC a nivel del mar y el alcohol hierve a 78,4ºC.

PUNTO DE FUSIÓN

Es la temperatura a la cual una sustancia se funde.

SOLUBILIDAD

Es la propiedad que tienen algunas sustancias de disolverse a una temperatura determinada, en un líquido.

A la sustancia líquida la llamamos solvente y a la que se disuelve soluto. El solvente mas usado es el agua.

No todas las sustancias se disuelven en un mismo disolvente.

DENSIDADEs la masa en gramos que tiene un centímetro cúbico de sustancia. Se puede calcular la densidad de cualquier muestra, dividiendo el valor de la masa por el valor de su volumen. Esta operación matemática se representa así:

Donde: d es la densidad, m es la masa y v el volumen.

d =_m_v

DENSIDADDENSIDAD

Masa por unidad de volumen del corcho:

240 : 1000 = 0,24 g /cm3

Masa por unidad de volumen del plomo:

11290 : 1000 = 11,29 g /cm3

corcho plomo

1000 cm3

de volumen

DENSIDAD:vídeo DENSIDAD:vídeo (pinchar sobre la imagen o icono de vídeo)(pinchar sobre la imagen o icono de vídeo)

Siguiente

Ejemplo

Si tenemos un trozo de hierro y encontramos que tiene una masa de 78 g y un volumen de 10 cm3, su densidad será:

d=m/v : 78 g / 10 cm3 = 7,8 g / 10 cm3

Es decir, que 1 cm3 de hierro tiene una masa de 7,8 g.

• El radio de la base de un cilindro de aluminio mide 1,25 cm y su altura mide 4,63 cm. Cuando se coloca sobre una balanza se registra una masa de 61,3 gr. Determine la densidad del aluminio.

Para calcular el volumen de un cilindro consideramos algunos conceptos geométricos.

V: π.r2.h

V:3,14.(1,23cm)2.4,63cm

V: 22,7cm3

D: m/v

D: 61,3gr/22,7cm3

D: 2,70 gr/cm3

20

• El radio de una esfera de hierro mide 1,15 cm y la densidad del hierro es 7,80 gr/cm3 determine la masa de la esfera.

• El volumen de unas esfera se expresa como:

V: 4/3.π.r3

V: 4/3.(3,14).(1,15cm)3

V: 6,37 cm3

M: D.V

M: 7,80 gr/cm3 . 6,37 cm3

M: 49,7 gr

21

OTRA PROPIEDADES FÍSICAS

ORGANOLÉPTICAS

ELASTICIDAD (bandas de caucho)

MALEABILIDAD (la plata)

DUCTIBILIDAD (oro)

TENACIDAD (acero)

FRAGILIDAD (vidrio)

DUREZA (diamante)

PROPIEDADES QUÍMICAS

Son las que determinan el comportamiento de las sustancias cuando se ponen en contacto con otras. Cuando se determina, la sustancia se altera o cambia su naturaleza.

Ejm: oxidación del hierro.

24

MASA

VOLUMEN

DENSIDAD

SOLUBILIDADEs la máxima cantidad de soluto que puede disolverse en un volumen de disolvente a una temperatura dada

PUNTO DE FUSIÓN Y EBULLICIÓN

PROPIEDADES GENERALESSon las que presenta cualquier clase de materia y sus valores son independientes del estado físico, de la forma del cuerpo....Por esto no sirven para identificar una sustanciaEntre otras son importantes:

PROPIEDADES CARACTERÍSTICAS son aquellas propiedades cuyo valor es característico de cada sustancia y nos permiten diferenciarla de otras.

Entre otras son importantes:

Sus PROPIEDADES pueden ser

MATERIAEs todo lo que tiene

masa y volumen

Es la cantidad de materia que tiene un

cuerpo

Es el espacio que ocupa un cuerpo

Es la relación entre la masa de un cuerpo y el volumen que ocupa V

md =

Es al temperatura a la que se produce el cambio de sólido a líquido (fusión) o de liquido a

gas(ebullición) si la presión es de 1 atmósfera

25

CAMBIOS FÍSICOS Y QUÍMICOSCAMBIOS FÍSICOS Y QUÍMICOS

AzúcarAzúcar

CARBONOCARBONO AGUAAGUA+

Cambio químico

• CAMBIOS FÍSICOS

Ejemplo: Al disolver azúcar en agua, ambas sustancias se mezclan pero mantienen su identidad y se pueden volver a separar.

• CAMBIOS QUÍMICOS

Los cambios químicos son más profundos que los físicos, y no es posible valerse de manipulaciones físicas como la filtración, destilación, cromatografía, … para recuperar la sacarosa

Si calentamos fuertemente el azúcar, se transforma en un sólido negro e insípido y se desprende vapor de agua

son aquellos en los que se altera la identidad de las sustancias que lo experimentan, dejan de ser lo que eran

son aquellos en los que no se altera la identidad de las sustancias que lo experimentan, sigue siendo la misma sustancia

26

-Mezclamos café con leche

-Una maceta se rompe

-Hidrógeno y oxígeno se combinan para dar agua

-El hielo funde

-Un clavo de hierro se oxida

-Destilamos una disolución de agua y sal separando el agua de la sal

-Un trozo de carbón arde

-El agua hierve

-Una manzana se pudre

-El yodo sublima

-Obtención de vino por fermentación del mosto de uva

-Se quema el gas butano de una bombona

-Dar una patada a un balón

-Circula corriente eléctrica por un cable

-Evaporación del agua

-Conversión de la nata de la leche en mantequilla

Q

F

F

F

Q

F

F

F

F

F

F

Q

Q

Q

Q

Q

27

-No se puede comprimir-Forma constante -Volumen constante

-Partículas fuertemente unidas.( Fuerzas de unión muy fuertes.)-Ocupando posiciones fijas ( Sólo pueden vibrar alrededor de estas posiciones.)

-Forma variable- Muy compresible- Volumen variable

-Partículas prácticamente independientes (fuerzas de unión muy débiles ) y se mueven continuamente y con desorden.

-Estado intermedio entre sólido y gas-Forma variable -No se pueden comprimir-Volumen constante

SÓLIDO

GAS

LÍQUIDO

CARACTERÍSTICAS ESTRUCTURA

ESTADOS DE AGREGACIÓN

SÓLIDO partículas ordenadas

LÍQUIDO

partículas en desordenGAS

Partículas casi en libertad

-Partículas fuertemente unidas pero menos que en estado sólido .(Las distancias entre ellas son mayores que en estado sólido y menores que en estado gaseoso). -Fuerzas de unión más débiles que en estado sólido pero mayores que en estado gaseoso.-Mayor movilidad que en estado sólido pero menos que en estado gas

28

Las partículas están unidas por fuerzas muy intensas que no les permiten dejar sus posiciones fijas. Solo pueden vibrar ligeramente

Las fuerzas entre partículas son más débiles que en el sólido, por lo que pueden moverse con mayor facilidad

Las partículas están muy separadas unas de otras y se mueven a gran velocidad. Las fuerzas de atracción son casi nulas

Las partículas que constituyen la materia se atraen entre sí por fuerzas de tipo eléctrico

SOLIDOLIQUIDO GAS

29

CAMBIOS DE ESTADO

SUBLIMACIÓN

FUSIÓN VAPORIZACIÓN

SOLIDIFICACIÓNLICUACIÓN O CONDENSACIÓN

SUBLIMACIÓN REGRESIVA

LÍQUIDO GASSÓLIDO

30

La temperatura permanece constante durante toda la solidificación

La temperatura permanece constante durante toda la fusíon

La temperatura a la que se produce el paso de líquido a solido es la misma que la que se produce el paso de solido a líquido para cada sustancia

La temperatura a la que se produce un cambio de estado es característica de cada sustancia a una presión determinada y que se mantiene constante mientras dura la transformación.

Líquido Líquido + sólido

Sólido

líquido

Líquido

Líquido + sólido

Sólido

Solidificación

T0T0

TT

t t

Fusión

31

La temperatura a la que se produce el paso sólido⇔ líquido se llama: TEMPERATURA DE FUSÍONPunto de fusión es la temperatura al a que un sólido pasa a liquido cuando la presión es de una atmósfera.Es característico para cada sustancia a una determinada presión y es el mismo para ambos procesos (fusión y solidificación)

La temperatura a la que se produce el paso sólido⇔ líquido se llama: TEMPERATURA DE FUSÍONPunto de fusión es la temperatura al a que un sólido pasa a liquido cuando la presión es de una atmósfera.Es característico para cada sustancia a una determinada presión y es el mismo para ambos procesos (fusión y solidificación)

Punto de ebullición es la temperatura a la que un liquido pasa a gas a la presión de una atmósfera

Punto de ebullición es la temperatura a la que un liquido pasa a gas a la presión de una atmósfera

La vaporización (paso de liquido) a gas puede ser de dos formas

Evaporación

Ebullición

En un líquido , las partículas de la superficie que están menos retenidas pueden escapar y pasar a fase gaseosa , este proceso se lleva a cabo a cualquier temperatura , sin calentar

Si la temperatura es muy alta o calentamos el líquido llega un momento en que la energía de todas las partículas es lo suficientemente alta y todas las partículas son capaces de pasar a fase gaseosa , de toda la masa del líquido salen burbujas.

32

Cuando tenemos un líquido en un recipiente abierto , el aire ejerce sobre la superficie del líquido una presión que tienen que vencer las partículas del líquido para pasar a estado gaseoso. Cuanto mayor sea la presión atmosférica mayor es la temperatura a la cuál se lleva a cabo la ebullición

Al aumentar la presión atmosférica aumenta la temperatura de ebullición.

CALOR

Cuando calentamos un líquido en un recipiente cerrado , las partículas del líquido que consiguen pasar a estado gaseoso ejercen una presión muy grande sobre las demás partículas del líquido de modo que a estas les cuesta más trabajo conseguir vencer esta presión y poder pasar a estado gaseoso

La temperatura de ebullición es más alta que si proceso se lleva a cabo en un recipiente cerrado que si se realiza en un recipiente abierto

CALOR

33

Mayor presión

Menor presión

La temperatura de ebullición es menor en lo alto de una montaña que al nivel del mar, porque al nivel del mar hay más capas atmosféricas sobre nosotros y por tanto mayor presión lo que hace que haya que calentar más los líquidos para que hiervan

Por esta razón el agua hierve a 100ºC al nivel del mar pero en Madrid que estamos más altos hierve a 98 o 99 ºC

Una sustancia que en lo alto del monte Everest hierve a 30ºC, al nivel del mar ¿a qué temperatura hierve?

a)A 10ºC

b) A 50ºC

La respuesta correcta es la b) a menos altura más presión y más temperatura de ebullición

34

T ºC

100

75

20

2 8 13 20 24 t min

Gas

Gas-LíquidoLíquido

Líquido-Sólido

Sólido

De 100 a 75ºC enfriamos un gas durante 2 minutos

A 75 ºC se produce el cambio de gas a líquido, condensación que dura 6 minutos

De 75 a 20º C se enfría el líquido durante 5 minutos

A 20ºC cambia de líquido a sólido, solidificación el cambio dura 7 minutos

El sólido se sigue enfriando hasta 0ºC durante 4 minutos

35

No todas las sustancias hierven a 100º C o se congelan a 0ºC como el agua, observa esta tabla:

SUSTANCIA PUNTO DE FUSIÓN PUNTO DE EBULLICIÓN

HIDRÓGENO -259 -253

CLOROFORMO -63,5 61

ALCOHOL -141,5 78

HIERRO 1539 2750

NITRÓGENO -210 -196

SUSTANCIA -250 -100 -20 60 100 2000

HIDRÓGENO

CLOROFORMO

ALCOHOL

HIERRO

NITRÓGENO

GAS GAS GAS GAS GAS GAS

GASGASLIQUIDOLIQUIDOSOLIDOSOLIDO

GASGAS

GAS

LIQUIDOLIQUIDOLIQUIDO

GAS

SOLIDO

SOLIDO SOLIDO SOLIDO SOLIDO SOLIDO LIQUIDO

SOLIDO GAS GAS GAS