Unidad 1

SISTEMAS MATERIALES Mgter. Cristina Zamorano

1

TECNICATURA SUPERIOR EN HIGIENE Y SEGURIDAD EN

EL TRABAJO

QUMICA

UNIDAD 1

ALGUNAS DEFINICIONES BSICAS

Universidad Tecnolgica Nacional

Facultad Regional Mendoza

Programa de Educacin a Distancia

Contenidos y Diseo Instruccional:

Mgter. Lic. Prof. Cristina Zamorano


2

Objetivos especficos de la unidad 1

Interpretar los conceptos de materia, cuerpo, sustancia y mezcla.

Clasificar a las propiedades de la materia en intensivas y extensivas, fsicas y

qumicas.

Reconocer los estados de la materia, sus caractersticas y los cambios. de

estado.

Diferencias las sustancias orgnicas de las inorgnicas considerando sus

caractersticas.

Clasificar a los sistemas materiales: a) en abiertos, cerrados y aislados, y b) en

homogneos y heterogneos.

Determinar las fases y componentes que constituyen un sistema material.

Conocer algunos mtodos de separacin de fases.

Distinguir en una solucin, el soluto del solvente.

Determinar la concentracin de una solucin utilizando unidades fsicas.

Diferenciar los conceptos de solucin, suspensin y dispersin coloidal.


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Contenidos

Materia. Cuerpo. Sustancia. Propiedades de la materia. Mezclas. Molculas.

tomos. Elemento. Compuesto. Estados de la materia. Cambios de estado.

Sustancias inorgnicas y orgnicas.

Sistemas Materiales. Clasificacin. Fases y componentes de un sistema material.

Mtodos de separacin de fases. Mtodos de fraccionamiento. Clasificacin de

sistemas homogneos. Sustancias puras y soluciones. Soluciones: soluto y solvente.

Concentracin de una solucin. Unidades fsicas de concentracin. Suspensiones y

dispersiones coloidales.


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ndice

Sesin 1:

Introduccin

Materia. Cuerpo. Sustancia 5

Propiedades de la materia 6

Mezclas 9

Molculas. tomos 10

Elemento. Compuesto 11

Estados de la materia 13

Cambios de estado 15

Sustancias inorgnicas y orgnicas 18

Respuestas a los ejercicios planteados en la sesin 1 21

Resumen 24

Sesin 2:

Introduccin

Sistemas Materiales. Clasificacin 26

Fases y componentes de un sistema material 28

Mtodos de separacin de fase 30

Mtodos de fraccionamiento 28

Clasificacin de sist. homogneos. Sustancias puras y soluciones 32

Soluciones: soluto y solvente. Unidades fsicas de concentracin 34

Soluciones cidas y bsicas 36

Suspensiones y dispersiones coloidales 37

Respuestas a los ejercicios planteados en la sesin 2 41

Resumen 43

Bibliografa 45


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Sesin 1

Introduccin

Algunas definiciones bsicas

En la vida cotidiana utilizamos palabras como materia, cuerpo, tomo, pero,

estas palabras tendrn el mismo significado en el contexto cientfico? En el

transcurso de esta asignatura aprenderemos la forma en que se utilizan en

Qumica distintos trminos, varios le resultarn familiares, otros no. Debido a

que algunos de ellos son muy importantes y fundamentales, debemos aprenderlos

antes de comenzar a estudiar los temas de qumica que debe conocer un Tcnico

en Higiene y Seguridad en el Trabajo. Por ello nos hemos propuesto como meta

conocer los conceptos fundamentales de la qumica.

Materia. Cuerpo. Sustancia

Si le preguntaran qu estudia la qumica, qu respondera?

La qumica estudia la materia y los cambios que ella experimenta. Pero qu es materia?

Materia es todo aquello que nos rodea, ocupa un lugar en el espacio y tiene masa1. La materia es de lo que estn hechas todas las cosas, se las pueda tocar o no. Son materia el agua, la tierra, los huesos del cuerpo humano, el aire. La materia no incluye ni la luz, ni la inteligencia ni la belleza porque no ocupan un espacio.

La materia se puede presentar en forma de cuerpo. Decimos que un cuerpo es toda porcin limitada de materia.

Observe los objetos que lo rodean. Posiblemente entre ellos, encuentre

un vaso con agua, una ventana, un lpiz, un cuaderno, una hoja de papel, etc.

Todos ellos son cuerpos, que estn constituidos por materia. Pero no todos ellos

estn formados por el mismo tipo de materia, sino que estn compuestos de

sustancias diferentes. En el ejemplo del vaso con agua, nombrado anteriormente,

si el vaso fuera de vidrio, podemos afirmar que estamos frente a dos sustancias

distintas, el vidrio y el agua.

Un mismo cuerpo puede estar formado por sustancias diferentes, el vaso puede

ser de vidrio o de plstico.

Una misma sustancia puede formar distintos cuerpos, por ejemplo, un plato, un

vaso, un foco, pueden estar formados por la misma sustancia: el vidrio.

1 Masa: una medida de la cantidad de materia.

Masa y peso sern lo mismo?

En el lenguaje cientfico cuando hablamos de peso, nos referimos a la fuerza que ejerce la gravedad sobre un

cuerpo. Mientras que la masa de la persona es constante y no depende del lugar en que se encuentre (no depende

de la gravedad), el peso s. Imaginemos una persona que pesa 60 kg en la Tierra, dado que la gravedad lunar es

slo un sexto de la terrestre, la misma persona pesa en la Luna 10 kilos; sin embargo su masa es la misma en la

Tierra y en la Luna.


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Definimos sustancia como una forma de materia que tiene una composicin constante o definida y propiedades que la distinguen. Entre las propiedades caractersticas de una sustancia podemos nombrar: el color, el olor, el sabor, la capacidad para conducir el calor y la electricidad, el comportamiento de la sustancia cuando se la calienta, la solubilidad en distintos solventes, etc. Por ejemplo, si estuviramos frente a sustancias como el agua, el azcar, el amoniaco, la sal comn2, las distinguiramos, ya que cada una de ellas tiene distinta composicin y distinto aspecto, color, olor, sabor y otras propiedades.

Si a usted le dieran un recipiente cerrado y le dijeran que en su interior

hay una sustancia que a temperatura ordinaria es lquida; que, a una presin3 de 1

atmsfera4, funde a 0 C y hierve a 100 C; que a una temperatura de 4 C y 1

atmsfera de presin, tiene una densidad de 1 g/cm3; que prcticamente no

conduce la corriente elctrica; y que en ella se disuelven bien algunas sales como

la sal comn (considerada como cloruro de sodio) ...usted no dudara que la

sustancia es agua. Como sabe, todas estas propiedades caracterizan a la

sustancia agua, H2O, (independientemente de que la muestra de agua

considerada tenga una masa de 1 kg o de 100 kg.), y la distinguen de otras

sustancias.

Propiedades de la materia

Suponga que tiene un vaso con un lquido y usted sabe que ese lquido puede

ser agua o alcohol Cmo hara para reconocerlo?

...................................................................................................................................................... Las sustancias pueden reconocerse gracias a sus diferentes caractersticas o

propiedades distintivas.

Las propiedades de las sustancias se clasifican en fsicas y en qumicas, dependiendo ello de si implican o no la formacin de otras sustancias.

Las propiedades fsicas son las que se pueden determinar sin que haya cambio o transformacin en la materia, como el punto de ebullicin, punto de fusin, densidad.

Imagine que usted tiene que presentarse, qu datos proporcionara para

identificarse? Seguramente indicara su nombre, su sexo, edad, color de

ojos, etc. Lo mismo sucede con las sustancias qumicas hay propiedades fsicas

que me permiten identificarla. Por ejemplo, que el oro es un slido de color

amarillo, masa atmica 196.97, densidad 19.3 g/cm3, funde a 1063 C, son

algunas de sus propiedades fsicas, que me permiten identificarlo.

2 Sal comn: en el transcurso de la materia cuando consideraremos que est formada nicamente por

cloruro de sodio. 3 Presin: Como estamos rodeados por una masa gaseosa de aire y el aire ejerce un peso sobre la

tierra, estamos sometidos a una presin atmosfrica (la presin ejercida por la atmsfera de la tierra). 4 Atmsfera: una de las unidades de presin.


7

Las caractersticas que mencionamos son cuantificables, pero hay otras

caractersticas fsicas que son descriptivas. En el caso en se estuviera

presentando, Qu otro tipo de caractersticas nombrara? Es conversador o

callado; alegre o serio; inteligente o creativo, estudioso, etc.. De la misma

forma podemos realizarlo con las sustancias, por ejemplo, el oro es el ms

maleable5 de los elementos, es conductor trmico y elctrico, posee brillo

metlico, es blando, etctera.

Las propiedades qumicas son las que se manifiestan cuando hay cambio o transformacin en la materia, como la combustibilidad, etc. Las propiedades qumicas son intrnsecas

Por ejemplo, el gas natural (constituido principalmente por metano) al

quemarse se transforma en dixido de carbono y agua. Esta reaccin de

combustin es una propiedad qumica del metano, ya que implica la formacin

de nuevas sustancias.

Debemos comprender que cuando se determina el punto de fusin, la masa o

la densidad de un alambre de cobre, estamos determinando propiedades fsicas,

ya que antes y despus de las determinaciones, el material es cobre. En cambio,

si al alambre de cobre lo introducimos en un cido mineral (cido clorhdrico por

ejemplo) podremos observar una propiedad qumica del cobre, ya que luego de la

interaccin los materiales que aparecen no son cobre ni cido clorhdrico. Ha

habido un cambio en la materia, ya no tenemos ms al alambre de cobre.

Si consideramos a las propiedades o caractersticas que varan de acuerdo a la cantidad de materia que consideremos, las podemos clasificar en propiedades intensivas y extensivas.

Propiedades intensivas: son aquellas caractersticas o propiedades que no varan de acuerdo a la cantidad de materia considerada. Las propiedades intensivas tienen que ver ms con la estructura qumica interna de la materia, son las propiedades fsicas, como la temperatura, punto de fusin, punto de ebullicin, calor especfico, ndice de refraccin, densidad, solubilidad (capacidad de disolverse en otra sustancia), y, los caracteres organolpticos, entre otros aspectos. Los caracteres organolpticos son aquellas caractersticas de la materia que podemos captar y analizar con nuestros sentidos, como el olor, el color, el sabor, la textura, etc..

Imagine usted est en la montaa, por ejemplo, en Potrerillos,

Mendoza, y coloca agua a hervir, si pudiera comparar la temperatura a la cul

hierve el agua cmo es, mayor, menor o igual que en la ciudad?

............................................................................................................................................

5 Maleable: que se puede martillar para formar lminas.


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Cmo en Potrerillos estamos a mayor altura, la presin atmosfrica es

menor, y, por lo tanto el agua hierve a menor temperatura. Es decir, que la

temperatura de ebullicin del agua est condicionada a la presin atmosfrica

(a las condiciones externas), por ello cuando nombramos la temperatura de

ebullicin del agua, debemos aclarar las condiciones externas. Por lo dicho

anteriormente, no es correcto decir que el agua hierve a 100 C, por cuanto

debe sealarse las condiciones externas correspondientes; el agua hierve a

100 C cuando la presin exterior es de 1 atmsfera.

Las propiedades intensivas son independientes de la cantidad de materia, pero dependientes de las condiciones externas.

Propiedades extensivas: son las que varan si se toma una cantidad mayor o menor de materia. las propiedades extensivas se relacionan con la estructura qumica externa; es decir, aquellas que podemos medir con mayor facilidad y que dependen del tamao de la muestra, como el peso, el volumen, la longitud, etctera.

Veamos un ejemplo para aclarar el concepto de propiedades intensivas y

extensivas:

1 LITRO DE AGUA 2 LITROS DE AGUA

Supongamos que tenemos dos recipientes, uno contiene un litro de agua y el

otro dos.

Si determinamos el peso del agua y su volumen en los dos recipientes, veremos

que son distintos, a pesar de que se trata de la misma sustancia: el agua. El

peso y el volumen son propiedades extensivas, varan de acuerdo con la

cantidad de agua que consideremos. Si le preguntaran qu volumen de agua

hay en total, usted respondera que hay 3 litros. Los valores de una misma

propiedad extensiva se pueden sumar.

Si consideramos los caracteres organolpticos, el color, el sabor, del agua, en

ambos casos son iguales, por lo tanto es una propiedad intensiva. Si

calentamos el agua, a una presin de 1 atmsfera, en cualquiera de los dos

recipientes, va a producirse la ebullicin cuando la temperatura sea 100 C, lo

nico que va a variar ser el tiempo necesario para llegar a esa temperatura,

debido a que los recipientes tienen distinto volumen de agua. La temperatura

de ebullicin es tambin una propiedad intensiva. La temperatura de ebullicin

del agua, a 1 atmsfera de presin, es de 100 C, ya sea que se trate de un


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litro de agua o de dos litros de agua; los valores de una misma propiedad

intensiva no se pueden sumar.

Ejercicios:

Recuerde que los ejercicios que tienen este smbolo: significa que se

encuentra su respuesta al final de la sesin.

1. Indique si las siguientes afirmaciones son verdaderas (V) o falsas (F):

a. La sal, el aire, el alcohol son distintos tipos de materia.

b. Las propiedades o caractersticas de las sustancias permiten

reconocerlas.

c. Las propiedades qumicas son las que se pueden determinar sin que haya

cambio o transformacin en la materia.

d. Se denominan caracteres organolpticos a todas aquellas

caractersticas de la materia que se pueden captar y analizar con

nuestros sentidos. Los caracteres organolpticos son una propiedad

intensiva de la materia.

2. De las propiedades de las sustancias que se enumeran cules son

extensivas?:

a) volumen b) punto de ebullicin c) superficie d) punto de fusin

3. Cules de las siguientes propiedades son fsicas y cules qumicas?

a) La quema de un papel

b) La condensacin del vapor de agua

c) la densidad de un trozo de hierro

d) La conductividad elctrica del cobre.

4. El cobre es un metal de transicin cobrizo que posee brillo metlico y una alta

conductividad elctrica. Su densidad es de 8.960 kg/m3. Su punto de

ebullicin es 3120 K. Reacciona con los halgenos y es atacado por los cidos.

Indique cules de las propiedades mencionadas del cobre son qumicas y

cules son fsicas.

Mezclas

Continuamos con las sustancias

Imagine que mezcla sustancias diferentes, primero mezcla 1 cucharada de

sal en 1 litro de agua, qu sucede? Cmo sern las propiedades (color, olor,

punto de ebullicin) en cualquier punto de la mezcla, iguales o distintas? Luego


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mezcla arena y piedras, si determina las propiedades en distintos puntos de la

mezcla cmo sern?

Si combinamos dos o ms sustancias, de manera en que stas conserven sus propiedades intensivas, obtenemos una mezcla. Las sustancias que la forman se llaman componentes de la mezcla. Por ejemplo: salmuera, gaseosas, granito. Las mezclas pueden ser homogneas o heterogneas.

Cuando la composicin de la mezcla es igual en cualquier punto, la mezcla es homognea. No presenta superficie de separacin y podemos obtener mezclas de distinta composicin. A las mezclas homogneas se las llama tambin soluciones.

Si disolvemos sal en agua, obtenemos una solucin. Esta solucin puede tener

distintas composiciones, por ejemplo, la composicin de la mezcla es distinta

si disolvemos una cucharada de sal en un litro de agua, o 10 cucharadas de sal

en un litro de agua. En el agua los cristales de sal se disuelven de manera

uniforme, separndose en partculas tan pequeas que no pueden verse ni

siquiera con un aumento muy grande.

Cuando la composicin de la mezcla es distinta en distintos puntos, los componentes pueden verse como tales y permanecen fsicamente separados, la mezcla es heterognea. Por ejemplo, cuando mezclamos arena y piedras.

Lo invitamos a que ingrese en la pgina

www.geovirtual.cl/Museovirtual/0211dgeo.htm y observe diferentes fotos de

muestras de granito (una mezcla heterognea), en algunas de ellas se indican los

tres tipos de sustancias que lo forman, feldespatos alcalinos, cuarzo y

plagioclasa.

Molculas. tomos

Continuamos

Imagine que tiene un terrn de azcar, el azcar es un compuesto.

Comienza a dividirlo, primero en dos partes, luego, sigue partindolo, hasta

obtener cristales de azcar. Si pudiera continuar dividiendo esos cristalitos

llegar un momento en que obtendr unas partculas muy pequeas, que poseen las

propiedades del azcar, llamadas molculas.

Molcula es la menor porcin de una sustancia que conserva sus

propiedades qumicas de un compuesto.


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La porcin ms pequea de azcar que existe es la molcula de azcar, son

partculas tan pequeas que son invisibles a nuestros ojos, sin embargo,

mantienen todas las propiedades del azcar.

Si pudiramos dividir las molculas de azcar quedarn libres unas

partculas ms pequeas llamadas tomos. Pero ya no tendramos la sustancia

azcar. Hay millones de molculas diferentes que estn formadas por la

combinacin de unos 100 tipos de tomos distintos. La molcula de azcar est

formada por tomos de carbono, de hidrgeno y de oxgeno. Cientficamente se

dice que estos tomos estn unidos mediante un enlace.

Elemento. Compuesto

Observe que, en los prrafos anteriores, se encuentran subrayado un

trmino que todava no estudiamos: compuesto. Recuerda cuando definimos

sustancia? Transcriba su definicin:

.

Seguimos trabajando con la sustancia azcar

Imagine que calienta azcar En qu se transforma? ..

Si! Se transforma en vapor de agua y carbn. Estas nuevas sustancias, el

carbono y el agua, podrn transformarse mediante procesos qumicos, en otras

sustancias?..............El carbono no puede transformarse en otra sustancia ms

sencilla que ella. Pero, el agua s. Si se hace pasar a travs del agua (a la que se le

agrega un poco de cido sulfrico para aumentar la conductividad) una corriente

elctrica, se descompone en hidrgeno y oxgeno. El hidrgeno y el oxgeno no se

pueden descomponer en otras sustancias ms sencillas. Tanto el carbono, el

oxgeno como el hidrgeno son elementos, mientras que el agua y el azcar son

compuestos.

Molcula de agua

Por ahora no estamos en condiciones de definir que es un elemento, para ello tenemos que estudiar las partculas que forman un tomo, mientras tanto basta con conocer que es una sustancia que no puede descomponerse en otra ms sencilla y que est formada por un nico tipo de tomo.

Las sustancias que pueden descomponerse en otras ms sencillas mediante mtodos qumicos se llaman compuestos. Estn formadas por tomos distintos unidos qumicamente en proporciones definidas.


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La composicin del agua, como la de cualquier compuesto, siempre es la

misma, sin importar que el agua se encuentre en Mendoza, Buenos Aires o Pars.

Por cada unidad, hay dos tomos de hidrgeno y un tomo de oxgeno.

Saba que Los elementos qumicos conocidos son aproximadamente 109,

de los cules solamente 92 se encuentran en forma natural en la Tierra; los

dems han sido producidos en forma artificial por los cientficos. Estos varan

mucho en cuanto a su abundancia. Por ejemplo ms del 90% de la masa de la

corteza terrestre consta solamente de cinco elementos: oxgeno, silicio, aluminio,

hierro y calcio. Un gran porcentaje de la masa del cuerpo humano est

constituida solamente por cuatro elementos: carbono, oxgeno, nitrgeno e

hidrgeno.

Para representar a los elementos los qumicos utiliza una representacin grfica y abreviada de su nombre, llamada smbolos qumicos. Por ejemplo:

OXGENO HIDRGENO CARBONO CLORO

Cuando escribimos el smbolo de un elemento, usamos 1 o 2 letras. Siempre

la primera es mayscula y, si son 2, la segunda es minscula. Ejemplo: O, oxgeno;

H hidrgeno; C, carbono; Cl, cloro; Fe, hierro.

Saba que el nombre de los elementos provienen de distintos orgenes,

por ejemplo: el cloro es un gas verde amarillento y su nombre deriva de la palabra

griega que significa dicho color; el uranio se vincula con una divinidad romana:

Urano; el Francio recuerda a un pas: Francia y, el curio rinde homenaje a los

esposos Curie.

As como un elemento se representa por un smbolo, un compuesto se representa por unos cdigos especiales llamados frmulas qumicas que sirven para expresar qu tomos forman las sustancias.

Por ejemplo:

AGUA CIDO SULFRICO DIXIDO DE CARBONO

En las frmulas qumicas figuran:

Los smbolos de los diferentes elementos que constituyen el compuesto,

colocados uno a continuacin del otro, ordenados convencionalmente.

H2O

O H C Cl

H2SO4 CO2


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Subndices a la derecha de cada smbolo que indican la cantidad de cada uno

de los tomos de ese elemento que forman el compuesto. Por convencin,

cuando la cantidad de tomos es 1, ese nmero no se escribe.

Ejercicios:


a) Una mezcla es heterognea cuando la composicin en cualquier punto de

la mezcla es la misma.

b) Un compuesto es una sustancia que no puede descomponerse.

c) Los compuestos se representan mediante frmulas qumicas, y los

elementos por medio de smbolos qumicos.

6. Identifique como mezcla homognea (MHO), mezcla heterognea (MHE) o

compuesto (C ) los siguientes ejemplos:

a) aire

b) agua destilada

c) agua potable

d) Oro 34 kilates

e) Agua con aceite

Estados de la materia

Usted tiene un recipiente con una sustancia en su interior. Qu es la

primero que observara de la sustancia?

Generalmente la primera caracterstica que se observa de una sustancia es su estado fsico o estado de agregacin. Seguramente usted sabe que los estados o formas en que se presenta la materia son tres: slido, lquido y gaseoso. Sin embargo, existen otros estados (que no estudiaremos), como por ejemplo, el estado plasma, el cual corresponde a un conjunto de partculas gaseosas elctricamente cargadas (iones), con cantidades aproximadamente iguales de iones positivos y negativos, es decir, globalmente neutro.

El estado slido se caracteriza porque es rgido y presenta una forma independiente del recipiente que lo contiene, es decir, tiene forma definida y volumen propio. Los slidos no pueden fluir y no son compresibles. En el estado slido hay una fuerte atraccin entre las molculas que lo constituyen, ya que las molculas estn muy cerca unas de otras.

Un lquido se adapta a la forma del recipiente que lo contiene con una superficie libre horizontal determinada por la accin de la gravedad. Esta capacidad de adaptacin a la forma del recipiente, que hace que los lquidos puedan fluir, es muy variable, para algunos es muy grande, lquidos muy movibles (ejemplo, el agua), mientras que para otros es muy pequea, lquidos muy viscosos (ejemplo, algunos glicerina). Los lquidos tienen volumen propio. Por ejemplo, si tengo un litro de agua, tengo un litro ya sea que el agua se encuentre en una botella, en una jarra o en vasos. Adems son difcilmente compresibles. En el estado lquido las molculas pueden moverse libremente unas respecto de otras, ya que estn un poco


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alejadas entre ellas. Los lquidos, sin embargo, todava presentan una atraccin molecular suficientemente firme como para resistirse a las fuerzas que tienden a cambiar su volumen.

Un gas no conserva su forma ni su volumen, sino que se expande hasta llenar totalmente el recipiente que ocupa. Por ejemplo, si estamos en una habitacin y entra una persona que se ha puesto perfume, percibimos el aroma rpidamente. Los gases son fcilmente compresibles. En el estado gaseoso, las molculas estn muy dispersas y se mueven libremente, sin ofrecer ninguna oposicin a las modificaciones en su forma y muy poca a los cambios de volumen. Como resultado, un gas que no est encerrado tiende a difundirse indefinidamente, aumentando su volumen y disminuyendo su densidad.

La figura siguiente es una foto de Potrerillos, Mendoza, dnde podemos

observar los tres estados fsicos de la materia: slido, lquido y gaseoso. Al lado

de cada uno de los estados se encuentra una visin microscpica de las

diferencias en la disposicin de las partculas existentes entre un slido, un

lquido y un gas.

Figura: Estados fsicos de la materia

Gaseoso

lquido slido


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Para observar una simulacin de los estados de la materia ingrese a la

pgina de internet: http://concurso.cnice.mec.es/cnice2005/93_iniciacion_interactiva_materia/curso/materiales/es

tados/estados1.htm La mayora de las sustancias son slidas a temperaturas bajas, lquidas a

temperaturas medias y gaseosas a temperaturas altas; pero los estados no siempre estn claramente diferenciados. Puede ocurrir que en un momento determinado se puedan apreciar dos estados al mismo tiempo. Por ejemplo, cuando cierta cantidad de agua llega a los 100 C (en estado lquido) se evapora, es decir, alcanza el estado gaseoso; pero aquellas molculas que todava estn bajo los 100 C, se mantienen en estado lquido.

Cambios de estado

Supongamos que usted coloc agua a hervir en una tetera y se fue al

escritorio a estudiar, olvidndose del agua. A los 10 minutos record que haba

colocado la tetera en el fuego y volvi a la cocina. Qu le sucedi al agua?

.........................................................................

En condiciones ordinarias una sustancia se presenta en un estado fsico determinado, pero si se modifican las condiciones, sta puede pasar a un nuevo estado. El paso de una sustancia de un estado fsico a otro se denomina cambio de estado.

En muchas ocasiones habr sacado un cubito de hielo de la heladera y lo

dej afuera. Qu le ocurri? .

Cuando sacamos un cubito de hielo de la heladera y lo dejamos afuera, pasa de estado slido a lquido. S aumentamos la temperatura de una sustancia slida, sus molculas se movern ms rpidamente y aumentarn la distancia meda entre ellas, las fuerzas de cohesin disminuyen y llegar un momento en que stas fuerzas son incapaces de mantener las molculas en posiciones fijas, las molculas pueden entonces desplazarse, la sustancia se ha convertido en lquido. Es decir, que si se calienta un slido llega un momento en que pierde su rigidez y se transforma en lquido; el proceso se denomina fusin. Inversamente al enfriar un lquido se alcanza su transformacin en slido, el proceso se denomina solidificacin.

FUSIN SLIDO LQUIDO

SOLIDIFICACIN

Una cosa que sorprende de los cambios de estado es que se producen a una temperatura especfica nica. Si se calienta un slido permanece slido hasta alcanzar su punto de fusin, que es la temperatura a la que funde; una vez alcanzado este punto, parte del slido pasa al estado lquido. La temperatura permanece constante mientras el slido se va calentando y se va fundiendo. La temperatura solo aumenta cuando se ha fundido todo el slido. De igual forma,


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cuando se enfra un lquido, permanece en estado lquido hasta que su temperatura alcanza el punto de congelacin o de solidificacin, que es la temperatura a la que se congela; luego la sustancia comienza a solidificarse. De nuevo, la temperatura permanece constante hasta que se ha solidificado todo el lquido. El punto de fusin coincide exactamente con el punto de solidificacin. Por ejemplo, el hielo se transforma en agua lquida a 0 C y el agua se congela a 0 C.

Ingrese a la pgina de internet: http://concurso.cnice.mec.es/cnice2005/93_iniciacion_interactiva_materia/curso/materiales/es

tados/cambios.htm, luego entre a Cambios de estado, y observe una simulacin

sobre los cambios de estados de la materia.

Cuando coloc a hervir agua en una tetera, qu observ al cabo de un rato?

Si la temperatura del lquido contina aumentando, las molculas aumentarn an ms su rapidez, la distancia media entre ellas ir aumentando y las fuerzas de cohesin van disminuyendo hasta que finalmente las molculas pueden liberarse unas de otras, ahora la sustancia est en estado gaseoso. La vaporizacin es el pasaje de una sustancia en estado lquido a gaseoso. Cuando el proceso tiene lugar a travs de la superficie libre se lo denomina evaporacin (cuando lavamos la ropa y la colgamos para que se seque, vemos que el agua se evapora), pero cuando el pasaje de lquido a gaseoso tiene lugar en toda la masa del lquido se lo denomina ebullicin. Para que se produzca la ebullicin, el lquido debe haber alcanzado el punto de ebullicin, que es la temperatura a la que hierve. El agua no hierve hasta que su temperatura ha alcanzado los 100 C, la temperatura del agua en ebullicin permanece constante hasta que todo el lquido se ha vaporizado.

Inversamente, si disminuimos la temperatura de la sustancia en estado gaseoso, disminuye la rapidez media de las molculas y esto hace posible que al acercarse las molculas casualmente, las fuerzas de cohesin, que siempre aumentan al disminuir la distancia, puedan mantenerlas unidas, la sustancia pasar al estado lquido. La licuefaccin es la formacin de un lquido a partir de un gas. Se denomina licuacin si un gas pasa del estado gaseoso al estado lquido debido a un aumento de la presin, generalmente acompaado de una disminucin de la temperatura; y, se lo denomina condensacin al proceso por el cual se produce el pasaje debido exclusivamente a una disminucin de la temperatura.

VAPORIZACIN LQUIDO GASEOSO

LICUEFACCIN

Los heladeros ambulantes para conservar los helados utilizan hielo seco6

Observ que sucede con el hielo seco cuando lo sacan a temperatura de

ambiente?

Algunos slidos pueden pasar directamente al estado de vapor7, sin pasar por el estado lquido, este fenmeno se denomina deposicin. El proceso inverso el

6 Hielo seco: dixido de carbono en estado slido.


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pasaje del estado gaseoso directamente al estado slido se denomina sublimacin. Generalmente se utiliza el trmino sublimacin para referirse al ciclo completo de slido a vapor y nuevamente a slido, Nosotros adoptaremos ese criterio.

DEPOSICIN

SLIDO VAPOR SUBLIMACIN

Tambin podemos decir:

SUBLIMACIN

SLIDO VAPOR SUBLIMACIN

No todas las sustancias son capaces de fundir y de hervir, ya que muchas se

descomponen antes de llegar al punto de fusin o al punto de ebullicin, por

ejemplo el azcar al calentarla, no pasa al estado lquido, sino que se transforma

en caramelo, otra sustancia.

Ejercicios:


a. Un gas se adapta a la forma del recipiente con una superficie libre

horizontal. Esta superficie libre horizontal es debida a la accin de la

gravedad.

b. Los slidos no son compresibles, los lquidos son difcilmente

compresibles, mientras que los gases, son fcilmente compresibles.

c. Es imposible que en una sustancia se puedan apreciar dos estados

fsicos al mismo tiempo.

d. Durante un cambio de estado se produce cambio en la temperatura.

e. S disminuimos la temperatura de una sustancia slida, sus molculas se

mueven ms lentamente y disminuye la distancia meda entre ellas, las

fuerzas de cohesin aumenta y la sustancia se convierte en lquido.

Este proceso se denomina solidificacin.

f. El pasaje de una sustancia de estado fsico slido a estado de vapor se

denomina deposicin o sublimacin.

8. Completa las siguientes oraciones:

7 Los trminos vapor y gas los usaremos en forma indistinta, aunque no significan exactamente lo mismo.

Cuando una sustancia se encuentra a temperatura y presin ordinaria en estado gaseoso se la denomina gas, por

ejemplo el aire; mientras que un vapor es el estado gaseoso de cualquier sustancia que es lquida o slida a

presin y temperatura ordinaria, por ejemplo el agua.


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a- La transicin del estado gaseoso al lquido cuando se realiza por accin de la

presin se denomina ...................................., mientras que cuando se logra por

enfriamiento se llama..........................

b- Cuando se seca la ropa se produce la evaporacin del agua a temperatura de

ambiente, este proceso se llama ........................ , es el pasaje del estado

......................... al estado .................... Pero este pasaje se puede producir tambin

por ........................., la cul se produce a una temperatura que es propia de cada

cuerpo puro y se conoce como punto de ebullicin, o temperatura de ebullicin;

por ejemplo a la presin de 1 atm. el punto de ebullicin del agua es de 100

Celsius.

c- La transformacin del estado lquido al estado slido se denomina

................................... ,y se produce a la misma temperatura que la fusin, que es

el pasaje del estado ........... al estado ................................La temperatura de fusin

es caracterstica de cada cuerpo puro, por ejemplo el punto de fusin del hielo

es de 0 Celsius.

Los materiales de alto punto de fusin se emplean para revestir

interiormente hornos industriales y otras instalaciones que trabajan a altas

temperaturas. A este tipo de materiales se los denomina refractarios, por

ejemplo el punto de fusin del carburo de tntalo es de 3880 Celsius.

d- Algunos slidos, como por ejemplo el hielo seco, pasan del estado ........... al

estado ................sin hacerlo previamente por el estado lquido. Este proceso se

denomina sublimacin, y al inverso deposicin.

Sustancias inorgnicas y orgnicas

Como dijimos, no todas las sustancias son capaces de fundir y de hervir, ya

que muchas se descomponen antes de llegar al punto de fusin o al punto de

ebullicin, por ejemplo el azcar al calentarla, no pasa al estado lquido, sino que

se transforma en caramelo, otra sustancia.

Podemos observar, que existen distintos tipos de sustancias. Hay un tipo de sustancias, como el hierro, que si las calentamos se funden y si las enfriamos se condensan, sin cambiar su composicin. En cambio, si tomamos otro tipo de sustancias, como el azcar o el aceite, al calentarlas, comienzan a formarse humos, a cambiar de color, y hasta pueden llegar a carbonizarse. Despus que terminamos de calentar, ya no tenemos ni azcar, ni aceite; finalmente cuando se enfren no tendremos las sustancias iniciales.

Al primer tipo de sustancia se las denomina sustancias inorgnicas y al segundo tipo, sustancias orgnicas.

La palabra orgnico tiene diversos significados. Se llama fertilizante

orgnico al que tiene su origen en un organismo vivo. Se llama alimento orgnico a

aquellos que se cultivan sin agregarle plaguicidas ni fertilizantes. Y se llama

qumica orgnica a la qumica de los compuestos del carbono.


19

A continuacin se describen las caractersticas de las sustancias inorgnicas y orgnicas.

Las sustancias inorgnicas, antes llamadas minerales, se encuentran en la naturaleza inanimada: el agua, el aire, los yacimientos, etc.; se caracterizan porque sus molculas estn formadas por diversos elementos de la tabla peridica.

Se conocen aproximadamente 250.000 sustancias inorgnicas. Sus molculas son sencillas y estn formadas como mximo por 10 a 20 tomos; estos tomos se pueden encontrar unidos mediante enlaces8 inicos9 o covalentes10.

El tema enlace lo estudiaremos en la sesin 5, por ahora basta con que sepa

que existen distintos tipos de enlaces.

Muchas sustancias inorgnicas inicas disueltas en agua o fundidas conducen la electricidad (por ello se llaman electrlitos). Por ejemplo, el cido sulfrico de la batera del auto.

Si se las calienta no se descomponen, se dice que son trmicamente estables.

Las sustancias inorgnicas tienen puntos de fusin elevados.

Las sustancias inorgnicas tpicas, no son inflamables, incluso algunas de ellas se usan para combatir incendios.

Las sustancias orgnicas se caracterizan porque en sus molculas siempre se encuentra el elemento carbono (C).

Se conocen aproximadamente 5.000.000 de sustancias orgnicas, naturales o sintticas (creadas en un laboratorio). Una pequea cantidad de elementos componen una gran cantidad de molculas. Estos elementos son carbono (C) e hidrgeno (H), en menor proporcin oxgeno (O) y nitrgeno (N), y en algunos casos calcio (Ca), fsforo (P), potasio (K), azufre (S), cloro (Cl), sodio (Na), magnesio (Mg).

Sus molculas son complejas, suelen ser de elevada masa molecular y los tomos que las forman se encuentran unidos mediante enlaces covalentes. Por ejemplo, la molcula de sacarosa (azcar comn) est formada por 45 tomos y slo por C, H y O. Su frmula es C12H22O11.

Las sustancias orgnicas no conducen la electricidad.

Si se las calienta se descomponen. A 200-300 C se carbonizan, es decir, se descomponen, separndose el carbono.

Las sustancias orgnicas representativas, como los combustibles, son inflamables.

Las sustancias orgnicas tpicas tienen puntos de fusin relativamente bajos.

8 Enlace o unin qumica: Es la forma de unin entre tomos para formar compuestos.

9 Enlace inico: Generalmente se produce cuando se une un metal con un metal. Por ejemplo: en el

caso de la sal comn, un tomo de cloro (no metal) se une con un tomo de sodio (metal) y forma el cloruro de sodio o sal comn. Un tomo cede (pierde) electrones y otro los acepta (gana). Al perder o ganar electrones, los tomos dejan de ser neutros, para transformarse en tomos con carga elctrica, llamados iones. Si la carga del in es positiva, se lo llama catin. Si la carga es negativa, se lo denomina anin. 10

Enlace covalente: Se produce cuando se une un no metal con otro no metal o con el hidrgeno. En este tipo de unin los tomos al unirse comparten uno ms pares de electrones. Por ejemplo, la molcula de nitrgeno.


20

Las diferencias dadas entre las sustancias orgnicas e inorgnicas no son

rigurosas, y existen muchas excepciones.

Ejercicios:

9. Indique si las siguientes afirmaciones son verdaderas (V) o falsas (F): a) Una caracterstica de las sustancias inorgnicas es que son trmicamente

estables. b) Las caractersticas estudiadas para las sustancias orgnicas e

inorgnicas se cumplen estrictamente en la realidad.

10. Al investigar un anticongelante para la caera de combustible de un

automvil, cuya frmula qumica era CH3OH, se encontr que era inflamable,

tena un punto de ebullicin bajo y no conduca la corriente elctrica.

Clasifique la sustancia como orgnica o inorgnica.

Respuesta: La sustancia es orgnica.

A medida que avanzamos ver que aprendi un poquito ms. Tal vez

aparezcan los inconvenientes pero...

NO SE DESALIENTE!! Aprender es un desafo que vale la pena. Nosotros

estamos para ayudarlo, vaya registrando sus dudas y comunquese con su

profesor.


21

Respuestas a los ejercicios planteados en la sesin 1:

Ejercicio 1:

Indique si las siguientes afirmaciones son verdaderas (V) o falsas (F): a) V b) V c) F d) V

Ejercicio 2:

Respuesta:

Son propiedades extensivas: (a) volumen, (c) superficie

Ejercicio 3:

Respuesta:

Son propiedades Fsicas: (b) La condensacin del vapor de agua, (c) la

densidad de un trozo de hierro, (d) La conductividad elctrica del cobre.

Son propiedades Qumicas: (a) La quema de un papel

Ejercicio 4:

Respuesta:

Son propiedades Fsicas: color cobrizo, brillo metlico, conductividad

elctrica, la densidad y el punto de ebullicin

Son propiedades Qumicas: Reacciona con los halgenos y es atacado por los

cidos.

Ejercicio 5:

Indique si las siguientes afirmaciones son verdaderas (V) o falsas (F):

a) F

b) F

c) V

Ejercicio 6:

Respuesta:

a) aire (MHO)

El aire es una mezcla homognea gaseosa formada

principalmente por oxgeno y nitrgeno.

b) Agua destilada (C)


22

c) Agua potable (MHO)

El agua potable corresponde a una mezcla homognea cuyos

componentes son H2O, Cl2 , sales , etc..

d) Oro 24 kilates (MHO)

El oro de 24 kilates es una mezcla (aleacin) de oro y plata.

e) Agua con aceite (MHE)

Ejercicio 7:


a) F

b) V

c) F

d) F

e) F

f) V

Ejercicio 8:

Completa las siguientes oraciones:

a- La transicin del estado gaseoso al lquido cuando se realiza por accin de la

presin se denomina licuacin, mientras que cuando se logra por enfriamiento se

llama condensacin.

b- Cuando se seca la ropa se produce la evaporacin del agua a temperatura de

ambiente, este proceso se llama evaporacin, es el pasaje del estado lquido al

estado gaseoso. Pero este pasaje se puede producir tambin por ebullicin la

cual se produce a una temperatura que es propia de cada cuerpo puro y se conoce

como punto de ebullicin, o temperatura de ebullicin; por ejemplo a la presin de

1 atm. el punto de ebullicin del agua es de 100 Celsius.

c- La transformacin del estado lquido al estado slido se denomina

solidificacin, y se produce a la misma temperatura que la fusin, que es el

pasaje del estado slido al estado lquido. La temperatura de fusin es

caracterstica de cada cuerpo puro, por ejemplo el punto de fusin del hielo es de

0 Celsius.

Los materiales de alto punto de fusin se emplean para revestir

interiormente hornos industriales y otras instalaciones que trabajan a altas

temperaturas. A este tipo de materiales se los denomina refractarios, por

ejemplo el punto de fusin del carburo de tntalo es de 3880 Celsius.


23

d- Algunos slidos, como por ejemplo el hielo seco, pasan del estado slido al

estado gaseoso sin hacerlo previamente por el estado lquido. Este proceso se

denomina sublimacin, y al inverso deposicin. Ejercicio 9:


a) V

b) F

Ejercicio 10:

Respuesta: La sustancia es orgnica.


24

Resumen de la sesin 1 La qumica estudia la materia y los cambios que ella experimenta. Materia es

todo aquello que nos rodea, ocupa un lugar en el espacio y tiene masa. La materia es de lo que estn hechas todas las cosas, se las pueda tocar o no. La materia se presenta generalmente en forma de cuerpo, decimos que un cuerpo es toda porcin limitada de materia.

Definimos sustancia como una forma de materia que tiene una composicin constante o definida y propiedades que la distinguen. Entre las propiedades caractersticas de una sustancia podemos nombrar: el color, el olor, el sabor, la capacidad para conducir el calor y la electricidad.

Las sustancias poseen propiedades distintivas. Las propiedades de las sustancias se clasifican en fsicas y en qumicas, dependiendo ello de si implican o no la formacin de otras sustancias; y en intensivas o extensivas, si consideramos a las propiedades o caractersticas medibles de la materia. Las propiedades intensivas son aquellas caractersticas que no varan de acuerdo a la cantidad de materia considerada, mientras que las propiedades extensivas son las que varan si se toma una cantidad mayor o menor de materia.

Estudiamos que si combinamos dos o ms sustancias, de manera en que stas conserven sus propiedades intensivas, obtenemos una mezcla. Las sustancias que la forman se llaman componentes de la mezcla. Las mezclas pueden ser homogneas o heterogneas, segn si la composicin de la mezcla es igual en cualquier punto, o, si es distinta en distintos puntos, respectivamente.

Analizamos que molcula es la menor porcin de una sustancia que conserva sus propiedades qumicas de un compuesto. Las sustancias que pueden descomponerse en otras ms sencillas mediante mtodos qumicos se llaman compuestos y estn formadas por tomos distintos unidos qumicamente en proporciones definidas.

Para representar un compuesto se utilizan frmulas qumicas y para representar a los elementos los qumicos se utilizan smbolos qumicos.

Vimos que la materia se presenta en tres estados fsicos: slido, lquido y gaseoso. El estado slido se caracteriza porque es rgido y presenta una forma independiente del recipiente que lo contiene, es decir, tiene forma definida y volumen propio. Los slidos no pueden fluir y no son compresibles. En el estado slido hay una fuerte atraccin entre las molculas que lo constituyen, ya que las molculas estn muy cerca unas de otras. Un lquido se adapta a la forma del recipiente que lo contiene con una superficie libre horizontal determinada por la accin de la gravedad. Los lquidos tienen volumen propio y son difcilmente compresibles. En el estado lquido las molculas pueden moverse libremente unas respecto de otras, ya que estn un poco alejadas entre ellas. Los lquidos, sin embargo, todava presentan una atraccin molecular suficientemente firme como para resistirse a las fuerzas que tienden a cambiar su volumen. Finalmente, un gas no conserva su forma ni su volumen, sino que se expande hasta llenar totalmente el recipiente que ocupa. Los gases son fcilmente compresibles. En el estado gaseoso, las molculas estn muy dispersas y se mueven libremente, sin ofrecer ninguna oposicin a las modificaciones en su forma y muy poca a los cambios de volumen.

Tambin, en la sesin, mencionamos que en condiciones ordinarias una sustancia se presenta en un estado fsico determinado, pero si se modifican las condiciones, sta puede pasar a un nuevo estado. El paso de una sustancia de un estado fsico a otro se denomina cambio de estado.


25

Estudiamos como se producen los cambios de estado (que se producen a una temperatura especfica nica) y los nombres que reciben cada uno de ellos. Adems analizamos lo que sucede al interior de una sustancia al ir variando la temperatura.

Finalmente clasificamos a las sustancias en orgnicas e inorgnicas, describiendo las caractersticas de cada una de ellas.


26

Sesin 2

Introduccin

En nuestra vida diariamente tenemos contacto con algn tipo de mezcla

y/o sustancia, como por ejemplo, el aire que respiramos, el agua que utilizamos,

etc. Por ello en esta sesin, nos proponemos que conozca que es un sistema

material, los tipos de sistemas, sus caractersticas e importancia, los distintos

mtodos de separacin para determinar que sustancias lo constituyen, con la

meta de que adquiera conocimientos que le lleve a observar que en su vida diaria

interacta con muchos sistemas, que la mayora son soluciones o sistemas

heterogneos y muy pocos son sustancias puras. Tambin analizaremos como el

concepto de heterogeneidad y homogeneidad es relativo, ya que un sistema puede

ser homogneo a simple vista y no al microscopio, por ejemplo la sangre humana,

si la observamos con un microscopio vemos que tiene glbulos rojos diferenciados

del suero. Adems creemos importante que conozca la diferencia entre una

solucin, una suspensin y un coloide; y que interprete que es una solucin y cmo

se las clasifica cualitativamente y cuantitativamente.

Sistemas Materiales. Clasificacin

Supongamos que usted quiere estudiar las caractersticas o propiedades

del ro Mendoza. Qu es lo que tendra que hacer?

.

Ir al ro y tomar distintas muestras de agua en diferentes lugares.

Luego, determinar las propiedades intensivas del agua en cada una de las

muestra. Las propiedades que se van a determinar dependern del tipo de

estudio que le pidan. El agua del ro constituye un sistema material.

Es evidente que resulta imposible estudiar en forma simultnea todo lo que

nos rodea. Necesitamos aislar de modo real o imaginario un cuerpo o un conjunto

de cuerpos para poder estudiarlos. As, podemos analizar el agua de un ro, una

muestra de suelo, un cubito de hielo, un pedazo de madera, etc. Estas porciones

mencionadas, cuando son sometidas a un estudio experimental, reciben el nombre

de sistemas materiales.

As, podemos definir:

Sistema Material: es toda porcin del Universo que se aisla de forma real o imaginaria para estudiarla. Todo lo que rodea al sistema se lo denomina medio.

El grfico es un esquema de un sistema material con su medio.


27

Medio Sistema

Material

Para estudiar los sistemas materiales, podemos clasificarlos considerando distintos criterios, es decir, segn donde centremos nuestra observacin

Podemos observar si se producen cambios de materia y/o energa del sistema con el medio ambiente. Este criterio permite distinguir sistemas abiertos, cerrados y aislados.

Un sistema material es abierto cuando permite el intercambio de materia y energa con el medio ambiente.

Si colocamos agua caliente en un recipiente destapado, al cabo de un

tiempo, el agua se va evaporando y pasa al medio que la rodea, es decir que se

produce un intercambio de materia con el medio. Adems vara su

temperatura, adquiriendo la temperatura del ambiente, debido a que

intercambia energa con el medio.

Un sistema material es cerrado cuando solamente puede intercambiar energa con el medio ambiente.

Si el recipiente con agua estuviera tapado, el agua no puede evaporarse al medio, ya que se lo impide la tapa (no intercambia materia); pero, si adquiere

la temperatura del ambiente (intercambia energa).

Un sistema material es aislado cuando no intercambia materia ni energa con el medio ambiente.

Si el agua caliente se encuentra en un termo, el agua no se evapora y se

mantiene la temperatura, no intercambia materia ni energa con el medio. La

realidad no siempre responde estrictamente a la definicin. Paredes

absolutamente aislantes, que impidan totalmente el intercambio de energa

con el medio no existen. Usted sabe que al cabo de un tiempo, el agua se

enfra.

La figura es una representacin de los tres sistemas

mencionados:


28

Recuerda cuando estudiamos las propiedades intensivas de la materia?

Si atendemos a las propiedades intensivas en el interior de cada sistema, adoptamos otro criterio para clasificar a los sistemas materiales. Distinguimos sistemas homogneos y heterogneos

Sistema Homogneo: es cuando las propiedades y composicin son iguales en cualquier punto del sistema. No presenta superficie de separacin.

El aire11, el agua, el alcohol disuelto en agua son ejemplos de sistemas

materiales homogneos.

Sistema Heterogneo (o mezclas heterogneas): es cuando las propiedades y composicin no son iguales en cualquier punto del sistema. Est formado por dos o ms porciones diferentes, separadas por superficies definidas, a travs de las cules las propiedades cambian bruscamente.

Ejemplos de sistemas heterogneos son aceite y agua, piedra y arena, sal

comn y arena.

Hemos establecido la diferencia entre sistema homogneo y heterogneo,

basndonos en si las propiedades intensivas del sistema son o no iguales en todos

sus puntos. Pero si observamos, por ejemplo, una muestra de sangre a simple

vista se trata de un sistema homogneo, pero si la observamos con un

microscopio vemos que tiene glbulos rojos diferenciados del suero, por lo tanto

es un sistema heterogneo. Por otra parte, el agua de la canilla es un sistema

homogneo a simple vista y al microscopio. Para decidir si un sistema es

homogneo o heterogneo debemos observarlo al microscopio.

Por convencin, la homogeneidad y la heterogeneidad de un sistema se determina mediante el microscopio ptico12.

Fases y componentes de un sistema material

Imagine sistema heterogneo formado por sal comn y arena. cuantas

porciones que tengan las mismas propiedades intensivas se pueden distinguir?

Observamos que hay dos porciones, una formada por la sal, que tiene las

mismas propiedades intensivas, y, otra, formada por la arena.

11

Recuerde que el aire es una mezcla de gases. 12

El microscopio ptico tiene un poder de resolucin de aproximadamente 1200 aumentos, por ello permite

visualizar partculas de hasta 10-4

cm de dimetro.


29

Las porciones que tienen las mismas propiedades, por definicin, son sistemas homogneos, y se las denomina fases del sistema.

Por lo tanto, fase es cada uno de los sistemas homogneos (con superficie de separacin perfectamente definida) en que puede dividirse un sistema heterogneo.

El sistema del ejemplo tiene dos fases, una formada por la sal y la otra por

la arena. As, las fases de un sistema material son las distintas porciones

homogneas que lo forman.

Para el sistema que estamos analizando, formado por arena y sal, Cules

son las sustancias que lo constituyen? ..

A las sustancias que lo constituyen se las denomina componentes del

sistema.

El sistema del ejemplo tiene 2 componentes, la sal y la arena.

Considerando el nmero de fases de un sistema material, podemos decir:

Sistema homogneo, es aquel formado por una sola fase.

Sistema heterogneo, es aquel formado por dos o ms fases.

El cuadro 1 resume las caractersticas de los sistemas materiales homogneos y heterogneos.

Sistema Homogneo Heterogneo

Propiedades Iguales en todos los puntos Distintas en distintos puntos

Fases Monofsicos: 1 sola fase Polifsicos: 2 o ms fases

Componentes 1 o ms componentes 1 o ms componentes

Ejercicios:

Recuerde que los ejercicios que tienen este smbolo: significa que se

encuentra su respuesta al final de la sesin.


a. Un sistema material es cerrado cuando solamente puede intercambiar

energa con el medio ambiente.

b. Considerando las propiedades intensivas en el interior de un sistema

material, se los clasifica en sistemas homogneos y heterogneos

c. A las porciones de un sistema material que tienen las mismas

propiedades intensivas se las denomina componentes del sistema.


30

d. Tanto los sistemas materiales homogneos como los heterogneos

pueden estar constituidos por un solo componente.

2. Si pensramos en el hombre como un sistema, qu tipo de sistema material

es (segn la clasificacin en abierto, cerrado o aislado)?

3. Imagine un recipiente cerrado que contiene agua en estado lquido, slido

(hielo) y gaseoso (vapor de agua). Cuntas fases observa en este sistema?

Cuntos componentes tiene?

4. Clasifica los siguientes sistemas materiales en Homogneos y Heterogneos:

a) Sal fina, arena y agua

b) 10 clavos

c) Sal comn totalmente disuelta en agua

d) Limaduras de hierro y polvo de carbn

Mtodos de separacin de fases

Las fases de un sistema heterogneo, pueden separarse?

Los sistemas pueden separarse y se puede volver a tener los componentes que lo forman. Depende de las caractersticas del sistema heterogneo que queramos separar es el mtodo de separacin que se va a usar. Algunos de ellos son:

Tamizacin: se emplea para separar dos slidos cuyas partculas son de diferente tamao. Por ejemplo: arena, piedras. Se utiliza un tamiz (colador). Las partculas de mayor tamao quedan retenidas en el tamiz y dejan pasar a las de menor tamao. Por ejemplo, cuando tamizamos harina.

Filtracin: permite separar un slido en polvo de un lquido. Es un mtodo muy utilizado en la vida diaria, consiste en usar material filtrante (papel de filtro, arena, tabiques porosos, etc.) que retiene las partculas slidas y deja atravesar al lquido. Ejemplo, cuando filtramos el caf para separarlo de la borra. Frecuentemente, la filtracin, constituye la primera etapa de en el tratamiento del agua que llega a los hogares, ya que separa la materia slida contenida en el agua.

Decantacin: se puede emplear para separar lquidos de diferente densidad que no se mezclan (no miscibles), para lo cual se utiliza la ampolla o embudo de decantacin. Tambin se utiliza para separar un slido de un lquido.

Flotacin: Permite separar un slido o un lquido de una fase lquida. Para lograr la separacin se insuflan finas burbujas de gas, normalmente aire, en la fase lquida: Las burbujas se adhieren a las partculas y hacen que suban hasta la superficie del lquido. Este mtodo se utiliza mucho en minera se pulveriza el mineral y se lo agita con una mezcla de agua y aceite (aceite de pino o de eucalipto), luego, se insufla aire, y, posteriormente, en la superficie del lquido se forma una espuma con el polvo fino del mineral, que se recoge en ese momento, mientras que el resto del mineral ms pesado se precipita al fondo del lquido.

Levigacin o lavado: Este mtodo se utiliza para separar dos slidos de distinta densidad. Consiste en hacer pasar una corriente de un lquido a travs del sistema, de modo que arrastre consigo a uno de los slidos (al de menor


31

densidad) y lo separe del otro (el ms pesado). Por ejemplo, para separar el oro de la arena, en este caso el lquido utilizado es el agua que arrastra a la arena y deja al oro sedimentado en canaletas especiales.

Imantacin o atraccin magntica: Se emplea para separar un slido que tiene propiedades magnticas, consiste en acercar un imn al sistema de modo que lo atraiga.

Si desea observar un video de los mtodos de separacin descriptos

ingrese a la direccin de Internet, http://www.youtube.com/watch?v=h2xg0YqJwBg

Existen muchos mtodos de separacin de fases, si usted quiere puede leer

ms en cualquier libro de qumica del secundario.

Mtodos de fraccionamiento

Como resultado de la aplicacin de los mtodos de separacin, un sistema

heterogneo queda dividido en fases (sistemas homogneos). Ser posible

aplicar nuevos mtodos que nos permitan determinar si una fase est formada

por uno o ms componentes?...

En el ltimo ejemplo dado, habamos separado a la arena del agua salada.

Es decir, habamos obtenido dos fases. Una de las fases estaba formada por 2

componentes, el agua salada, para separar los dos componentes tenemos que

aplicar un mtodo de fraccionamiento.

Algunos mtodos de fraccionamiento de fase son: destilacin simple, destilacin fraccionada y cristalizacin.

Bsicamente la destilacin simple, consiste en calentar el sistema de

manera de lograr la evaporacin de uno de los componentes del sistema y luego

condensar los vapores. Es decir, la destilacin simple es un proceso que consiste

en hervir un lquido para transformarlo vapor y luego condensar el vapor para

obtener nuevamente el lquido. Se usa para separar compuestos lquidos de sus

impurezas. La destilacin se realiza a presin ambiental.

Si se trata de una mezcla de ms de dos lquidos, se realiza una destilacin

fraccionada. Este procedimiento tambin se utiliza para separar dos lquidos

mezclados, considerando el punto de ebullicin de cada uno de ellos.

Normalmente todas las sustancias tienen puntos de ebullicin diferentes,

caractersticos, que facilitan su separacin.

El grfico representa un aparato de destilacin simple.


32

Ejercicios:


a. Una solucin es un sistema homogneo formado por 2 o ms

componentes.

b. Para separar el sistema material formado por piedras y arena, debo

realizar una filtracin.

6. Si tiene un sistema cerrado, formado por arena y agua salada. Qu tipo de

sistema es (homogneo o heterogneo? Cuntas fases y componentes tiene?

cules son dichas fases y en qu estado fsico se encuentran? Describa cmo

hara para separar el sistema.

7. Un sistema material est formado por agua, arena, partculas de corcho y

limaduras de hierro, indique:

a. si el sistema es homogneo o heterogneo.

b. cantidad de fases.

c. cantidad de componentes.

d. Qu mtodos de separacin utilizara para separar todos los

componentes.

Clasificacin de sistemas homogneos. Sustancias puras y soluciones

Si aplicamos mtodos de fraccionamiento de fase a un sistema homogneo

que puede suceder? ...

Podemos obtener dos o ms componentes o solamente uno, depende de cmo estaba formado el sistema.

Considerando la cantidad de componentes que posee un sistema material homogneo, se los clasifica en sustancias puras y soluciones (o mezclas homogneas).


33

Nos referiremos indistintamente a sustancias o sustancias puras.

Las sustancias puras son aquellas que no se pueden fraccionar, estn formadas por 1 solo componente, por ejemplo, agua, cobre, oxgeno, etc. Las sustancias puras pueden ser simples o compuestas.

Sustancias puras simples: cuando estn formadas por tomos iguales y no se pueden descomponer en otras ms sencillas.

Por ejemplo: carbono, C, oxgeno, O2.

Sustancias puras compuestas: cuando estn formadas por tomos distintos. Adems se pueden descomponer mediante procesos qumicos Ejemplos: agua (H2O), cloruro de sodio, sal comn de mesa (NaCl).

Las soluciones son aquellos sistemas homogneos que se pueden fraccionar, estn formadas por ms de un componente.

Por ejemplo, sal disuelta en agua, aire, etc.

En qumica cuando hablamos de agua nos referimos a un sistema

homogneo formado nicamente por molculas de agua (un solo componente, una

sustancia pura). Cuando en la vida cotidiana se habla de agua, se alude al agua

potable, la que sale de la canilla, en general, es un sistema homogneo formado

por varios componentes (una solucin); y, se utiliza la expresin agua destilada

cuando se quiere destacar que se trata de agua pura.

A continuacin le presentamos un mapa conceptual de las clasificaciones

de los sistemas materiales.


34

Continuemos con las soluciones

Soluciones: soluto y solvente. Unidades fsicas de concentracin

Imagnese que mezcla 10 ml de alcohol con 100 ml de agua qu tipo de

sistema material obtiene?

Muy bien! Obtiene un sistema material homogneo o solucin, ya que si

determina las propiedades intensivas del sistema en cualquiera de sus puntos, son

iguales.

En las soluciones, por convencin, a la sustancia que se encuentra en menor proporcin se la denomina soluto y la que se encuentra en mayor proporcin, solvente.

En el ejemplo que estamos analizando, el alcohol es el soluto, ya que se

encuentra en menor proporcin, y, el agua es el solvente, ya que est en mayor

cantidad. Las soluciones en las cules el agua es el solvente se las llama

soluciones acuosas.

En muchas ocasiones cuando se prepara un jugo artificial habr escuchado

expresiones como: este jugo est muy diluido, o est concentrado. Qu significa

dichas expresiones? .


U.T.N.- F.R.M. - Programa de Educacin a Distancia Tcn. Sup. en Hig. y Seg. en el trabajo Qumica- Unidad 1

- 31 -

Para caracterizar una solucin no basta con conocer cules y cmo son sus componentes o sea su composicin cualitativa. Adems debemos saber en qu proporcin o cantidad se encuentran, es decir, su composicin cuantitativa.

Podemos expresar que el jugo est diluido o concentrado, pero eso no nos

indica en que proporcin o cantidad se encuentran cada uno de los componentes.

Debemos indicar la concentracin de una solucin. Llamamos concentracin de la solucin a la cantidad de soluto disuelto en un solvente dado, a una temperatura determinada.

La concentracin de una solucin se puede expresar de distintas formas.

Supongamos que fabricamos las soluciones de jugo slido en agua que se

indican en la tabla. Analice la informacin que se le da, y conteste las siguientes

preguntas:

a) Cul es la concentracin de cada una de las soluciones? Ordnelas de menor a

mayor concentracin.

b) En base al razonamiento que realiz, proponga una frmula general que

permita calcular la concentracin de una solucin, expresada en gramos de

soluto por cada 100 mililitros de solucin. (Llame a la concentracin como Cv,

masa de soluto como ms y volumen de solucin como V).

Soluciones de jugo en agua A B C D

Masa de soluto(jugo), en gramos 20 30 30 40

Volumen de la solucin (donde el solvente es el agua), en ml

1000 1000 2000 500

El resultado que obtuvo fue:

a. C (1,5 %), A (2%), B (3 %) y la D (8%).

b. La frmula es : 100)(

)(

mlVsolucin

gmsolutoCv , esta frmula nos indica la

cantidad de gramos de soluto que se encuentran disueltos en 100 ml de

solucin. Por ejemplo, la solucin C tiene 1,5 g de soluto (jugo) cada 100 ml de

solucin.

Esta no es la nica forma de expresar la concentracin de una solucin, existen otras como la concentracin gravimtrica o tanto por ciento en masa, en este caso seguimos utilizando el gramo como unidad de masa y la concentracin representar la cantidad en gramos de soluto disueltos por cada 100 g de solucin. La frmula que la representa es:



- 32 -

100)(

)(

gmsolucin

gmsolutoCg

La masa de la solucin se obtiene sumando a la masa de soluto con la masa

del solvente. Por ejemplo, si se disuelven 10 g de sal comn (soluto) en 300 g de

agua (solvente), la masa de la solucin resultante es de 310 g. Podemos

expresarlo matemticamente de esta forma:

msolucin = msoluto + msolvente

En el ejemplo, msolucin = 10 g(sal)+300 g(agua)=310g.

Ahora usted!, se prepara una solucin mezclando 30 g de un slido con

250 g de un solvente lquido. Cul es la masa de la solucin obtenida? Si le

indican que la densidad de la solucin es 1,12 g/ml, cmo hara para determinar

el volumen de la solucin? Recuerde que la densidad, , es la masa por unidad de

volumen, es decir,=m/v

Muy bien!, Seguramente, los resultados que obtuvo fueron: masa de la

solucin= 280 g (msolucin=msoluto+msolvente= 30 g + 250 g), y volumen de la

solucin = 250 ml (como =m/v, despejamos volumen, V= m/ = 280 g/ 1,12 g/ml)

Imagine que se encuentra con la siguiente situacin problemtica: Una

persona tom 2 litros de cerveza que contiene 8 % en volumen de alcohol, y otra

persona toma dos medidas de Whisky (Una medida de equivale a 40 ml, por lo

tanto ingiere 80 ml) que contiene 40 % en volumen de alcohol.

Cul de las dos ingiri ms alcohol segn su apreciacin?

Para poder resolver este problema debemos determinar la cantidad de alcohol que ingiri cada persona.

Usted tiene dos soluciones: la cerveza y el Whisky, en ambos casos cul es el soluto? qu significar que la cerveza contiene 8 % en volumen de alcohol?

Muy bien! En ambos casos el soluto es el alcohol. Que la cerveza contiene 8 % en volumen de alcohol, significa que contiene 8 ml de alcohol cada 100 ml de

cerveza.



- 33 -

Como vemos estamos vinculando el volumen de soluto (el alcohol) con el volumen total de la solucin (la cerveza), esta es una unidad de concentracin:

Porcentaje volumen/volumen: % v/v, indica la cantidad de mililitros (ml) de soluto que hay cada 100 ml de solucin.

Volviendo al problema, debemos determinar el volumen de alcohol que posee cada

bebida.

Como vimos, para la cerveza, la concentracin es del 8% en volumen de alcohol,

tiene 8 ml de alcohol cada 100 ml de cerveza.

Como el volumen total de cerveza ingerida es de 2 litro, y 2 litros son 2000 ml, el

volumen de alcohol es de 160 ml.

Es decir:

Cada 100 ml de cerveza hay 8 ml de alcohol

En 2000 ml de cerveza hay x ml de alcohol

Si aplicamos regla de tres simple para resolver, diremos:

Resolviendo la cuenta hay 160 ml de alcohol en 2 litros de cerveza.

Para el wisky, la concentracin es del 40% en volumen de alcohol, esto significa

que tiene 40 ml de alcohol cada 100 ml de wisky. Como el volumen total de wisky

ingerido es de 80 ml, tenemos que:

Cada 100 ml de wiskhy hay 40 ml de alcohol

En 80 ml de wiskhy hay x ml de alcohol

Entonces:

Resolviendo la cuenta hay 32 ml de alcohol en 80 ml de wiskhy.

Por lo tanto, la persona que tom 2 litros de cerveza ingiri ms alcohol.

Compare esta respuesta con la que usted sugiri al principio. Hay coincidencia?

Es conveniente, en vez de trabajar con regla de tres, trabajar con frmulas,

analice las reglas de tres y plantee una frmula que me permita determinar el %

volumen en volumen de una solucin o tanto por ciento volumen en volumen.



- 34 -

La frmula es: 100)(

)(/%

mlVsolucin

mlVsolutovv

La ltima unidad de concentracin que es estudiaremos el ppm, partes por

milln. Partes por milln, ppm, es una unidad que se utiliza para expresar

concentraciones muy pequeas, trazas de una sustancia muy diluida en otra, indica la cantidad de soluto cada un milln de solucin. Se expresa en mg/L, mg/kg, o en el caso de que el soluto y la solucin sean gases, mL/L.

La siguiente tabla muestra la composicin tpica del agua mineral (extrada

de http://quim.iqi.etsii.upm.es/vidacotidiana/agua.htm) qu significa que tiene

9,3 ppm de cloruro?

Muy bien! Significa que hay 9,3 mg de cloruro en un litro de agua mineral.

Ejercicios:


a) En las soluciones, por convencin, a la sustancia que se encuentra en

menor proporcin se la denomina solvente y la que se encuentra en

mayor proporcin, soluto.

b) La composicin cuantitativa de una solucin nos indica en qu proporcin

se encuentran los componentes, mientras que la cualitativa, cules y

cmo son sus componentes.

c) La masa de una solucin se obtiene sumando la masa del soluto (o de los

solutos) con la masa del solvente.



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d) Una persona ingiere medio litro de vino que contiene 12 % en volumen

de alcohol, por lo tanto ingiri 12 ml de alcohol.

e) Una solucin acuosa est saturada cuando tiene la mxima cantidad de

soluto disuelta en agua.

9. Una botella de agua mineral contiene 19 ppm de iones Calcio, por lo tanto

tiene:

a) 19 g de iones Calcio cada 100 ml de agua

b) 19 mg de iones Calcio cada 1000 ml de agua

c) 19 mg de iones Calcio cada 1 ml de agua

d) 19 g de iones Calcio cada 1000 ml de agua

10. Cul es la Cv de una solucin de un jugo de naranja que se prepara disolviendo

35 g de polvo de jugo de naranja en 1 litro de agua?

11. En una reunin Mara tom 1/2 litro de vino oporto que contiene 15 g de

alcohol por medida, y Juan tom una medida de coac que contiene 40 g de

alcohol por medida. Qu cantidad de alcohol ingiri cada uno de ellos? Aclaracin: para el oporto una medida equivale a 110 ml, para el coac una

medida equivale a 60 ml.

Ya aprendi a medir la concentracin de una solucin, ahora podemos plantearnos

si, dada una solucin determinada podemos ir aadiendo ms y ms soluto a la

solucin, de forma que la concentracin aumente indefinidamente.

Evidentemente la respuesta es que no. Si tenemos un vaso con 1 litro de agua pura, le aadimos 1 gramo de sal comn (cloruro de sodio) y mezclamos, habremos obtenido una disolucin diluida. Si continuamos aadiendo ms sal poco a poco y mezclando, la concentracin de la disolucin ir aumentando, pero llegar un momento en que la solucin estar tan concentrada que, si aadimos algo ms de sal, sta ya no se disolver por mucho que mezclemos, y precipitar (caer al fondo del recipiente). Decimos entonces que la solucin est saturada, el exceso de soluto precipita.

As podemos definir a la solubilidad de una sustancia como la mxima cantidad de dicha sustancia que puede disolverse en una cantidad dada de solvente (a una cierta temperatura). La solubilidad se expresa como los gramos de soluto que se disuelven cada 100 g de solvente, a una temperatura dada.

En qu estados fsicos se pueden presentar las soluciones?

...............................................................................................................................................

Las soluciones se pueden presentar en estado slido, lquido o gaseoso. Por

ejemplo, una aleacin es una solucin slida, formada por dos slidos (bronce es

una aleacin de cobre y estao); el aire es una solucin gaseosa formada por 78 %



- 36 -

de nitrgeno, 21 % de oxgeno, 1% de argn y cantidades menores de otros gases,

como el dixido de carbono, el nen y el helio.

Para ir terminando con soluciones

Soluciones cidas y bsicas

Cuando comemos mandarinas o naranjas que an no estn bien maduras, su

gusto es agrio, desagradable, decimos que estn cidas.

Efectivamente, las frutas cuando estn verdes tienen un exceso de unas sustancias llamadas cidos. Ests sustancias tienen una ciertas propiedades, como tener sabor agrio, reaccionar con los metales con desprendimiento de gases y ser buenos conductores de la electricidad en solucin acuosa.

En la industria se emplean una serie de cidos, como el cido clorhdrico (el

cido muritico es cido clorhdrico al 10 %), el cido ntrico, el cido sulfrico,

etc. Otros ejemplos de cido son el cido ctrico, que se encuentra en los ctricos

(limn, naranja), el cido frmico, que se encuentra en las hormigas y abejas.

Las sustancias que son lo contrario u opuestas a los cidos se llaman bsicas o alcalinas. Las bases tienen sabor amargo, son resbalosas al tacto y son buenas conductoras de la electricidad en solucin acuosa.

Las bases se encuentran en productos para limpiar el horno y destapar

caeras, lquidos limpiadores, anticidos. Ejemplos de bases son: la soda custica

o leja (hidrxido de sodio), se usa para destapar caeras, ya que reacciona con

las grasas; la leche de magnesia (hidrxido de magnesio) se utiliza como

anticido.

Los cidos y las bases tienen propiedades opuestas y se neutralizan entre s.

Cmo sabemos si una sustancia es cida o bsica?

Para saber si una sustancia es cida o bsica se usan compuestos llamados indicadores, que son sustancias orgnicas que adquieren un color cuando se los coloca en contacto con un cido y tienen otro color en contacto con una base.

Para medir la acidez de una sustancia se utiliza una escala, llamada escala de pH.

Esta escala vara entre 0 y 14. Para una sustancia, si el valor del pH es 7 se dice que la sustancia es neutra, es decir, que no posee caractersticas de cido ni de base; si el valor es menor que 7, la sustancia es cida y si el valor es mayor que 7 la sustancia es bsica.

El siguiente grfico representa una escala de pH.



- 37 -

El pH nos ofrece informacin muy importante, un ejemplo de su

importancia es que moriramos si el valor del pH del plasma sanguneo, que es de

7,4, disminuyera ms de 0,4. Esto podra ocurrir debido a enfermedades o

Shocks que generen condiciones de acidez en nuestro cuerpo. Si por el contrario,

el plasma aumenta su pH en 0,4, como a veces sucede durante las primeras etapas de la recuperacin de quemaduras graves, tambin moriramos. El cuerpo

controla su propio pH, y en los casos mencionados, lo hace con ayuda de los

mdicos.

Ejercicios:


a) Algunas de las caractersticas de las bases es que tienen sabor agrio y

reaccionar con los metales con desprendimiento de gases. V

b) El agua destilada tiene un pH igual a 7, por lo tanto, el agua destilada es

una sustancia cida. F

13. Clasifique a las siguientes sustancias , considerando su pH, en cidas o

bsicas:

a) Jugo gstrico, pH= 1

b) Leche de magnesia, pH= 10

c) Agua de cal, pH= 11

d) Vinagre, pH= 3

Ya estamos finalizando la sesin 2, falta muy poquito!

Suspensiones y dispersiones coloidales

Suponga que mezcla sal comn, con polvo de arcilla y agua. Luego mira la

mezcla obtenida con un microscopio qu partculas podr ver? ..

Si mirsemos con un microscopio no podramos ver las partculas de sal pero s

apreciaramos las de arcilla.



- 38 -

La mezcla de arcilla y agua se denomina suspensin. Si la dejsemos reposar un tiempo suficiente toda la arcilla acabara depositndose en el fondo del vaso y por encima quedara la solucin de sal en agua.

Qu suceder si deja a la suspensin en reposo? .

Si se deja en reposo, la sustancia en suspensin acaba depositndose en el fondo

del recipiente en ms o menos tiempo (dependiendo del tamao de las partculas).

Qu mtodo de separacin utilizara si quiere separar el agua salada de la

arcilla? ...

Muy bien! Filtracin, las partculas de arcilla quedan retenidas en el filtro

ya que son demasiado grandes como para atravesarlo.

En este caso la separacin es sencilla, porque en una suspensin las

partculas tienen un tamao demasiado grande para atravesar los poros del papel

de filtro. Sin embargo, entre una suspensin y una verdadera solucin puede

haber otros casos intermedios en los que las partculas de la fase dispersa tienen

un tamao mediano. En esos casos s pueden atravesar el papel de filtro y no

sedimentan (o lo hacen al cabo de mucho tiempo). Se trata de dispersiones

coloidales o coloides13. stas, a simple vista, tienen el aspecto de mezclas

homogneas, pero con una lupa (en unos casos) y con un microscopio convencional

(en otros) es posible ver que no se trata realmente de una solucin.

Las dispersiones coloidales o coloides son sistemas formados por al menos dos fases, una de ellas, finamente dividida en pequeas partculas (fase dispersa o discontinua), a las que rodea completamente la otra sustancia (fase dispersante, medio de dispersin o fase continua). Finamente dividida, significa que las partculas de la fase dispersa deben estar comprendidas entre 10 y 10.000 (anstrong14).

El siguiente cuadro da el tamao aproximado de las partculas dispersas

para un sistema sea considerado suspensin, un coloide o solucin.

Sistema Tamao de la partcula () Ejemplo

Suspensin Mayor de 10.000 Arcilla en agua

13

Coloide: La palabra coloide fue puesta en circulacin por Graham. en 1861 y deriva de la palabra

griega cola: untuoso. 14

Anstrong () = unidad de medida = 10-8

cm =10-10

m



- 39 -

Dispersin coloidal 10 a 10.000 Almidn en agua

Solucin 1-10 Sal comn en agua

Podemos decir que las partculas de la fase dispersa son bastante pequeas por lo que la precipitacin es despreciable, pero son bastante grandes como para que el sistema adquiera apariencia nebulosa (u opaca) porque la luz se dispersa al atravesar el coloide. Esta dispersin de la luz por partculas coloidales se llama efecto Tyndall. Este efecto permite diferenciar un coloide de una solucin verdadera, ya que una partcula cuando es demasiado pequea no puede dispersar la luz como sucede en el caso de las soluciones, que son claras y transparentes.

Conoce sustancias que sean coloides? .

Seguro que s, pero que usted no sabe que lo son, como por ejemplo, la

mayora de lquidos orgnicos (la sangre), la mayonesa, clara de huevo, gelatinas,

pinturas, leche, etc.

De acuerdo a como sea el estado fsico de la fase dispersante y el medio

dispersante se clasifica a los coloides en: aerosoles, emulsiones, espuma y geles.

Nombre Fase o medio

dispersante

Fase dispersa Ejemplo

Aerosol gas

slido Humo

lquido Niebla

Emulsin lquido lquido Mayonesa,

leche, crema

para la cara

Espuma lquido gas Espuma de

afeitar, crema

batida.

Geles lquido slido Leche de

magnesia,

pinturas

Emulsin slida Slido lquido Queso, jaleas.

Espuma slida slido gas Esponja, piedra

pomez.

Gel slido slido slido Muchas

alecianes

metlicas como

el acero,



- 40 -

porcelana,

plsticos.

Algunas de las reas industriales en las que pueden encontrarse sustancias

en estado coloidal son:

Productos qumicos: industria de los productos del petrleo, pinturas,

pigmentos, emulsiones fotogrficas, papel, tinta de impresin, etc.

Industrias farmacuticas: emulsiones, pastas dentfricas, cremas, ungentos,

etc.

Materiales: metalurgia, cermicas, cementos, plsticos, alquitrn, etc.

Medio ambiente: contaminacin atmosfrica, smog, aerosoles, purificacin de

aguas, espumas, etc.

Suelos: estabilizacin de suelos, permeabilidad, etc.

Productos de consumo domstico: Leche y sus derivados, mayonesa, bebidas,

cosmticos, emulsiones, agentes de limpieza.

Ejercicios:


a) El tamao de las partculas dispersas en una dispersin coloidal es mayor a

10.000 .

b) Una jalea es una emulsin slida, en dnde la fase dispersante es un slido

y la

Unidad 1

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