jueves, 5 de marzo de 2015

Experimento: Estados de la materia, cambios de estado en el agua.

Materiales:
♦Cubos de hielo (10 aproximadamente son suficientes)
♦Un recipiente (olla) que se pueda calentar.
♦Estufa o mechero de gas o alcohol (ademas del tripié si planeas usar esta opción)
♦Termómetro de laboratorio



Procedimiento

Coloca los cubos de hielo en el recipiente, toma la temperatura y regístrala. Esta será la temperatura inical.



Calienta el recipiente hasta tener agua en ebullición. Ve registrando la temperatura cada 2 minutos y anota los estados de agregación que van observando.


Sigue calentando hasta que el volumen del agua quede a la mitad.



Para observar
♦En un cuadro, registra las temperaturas y estados que fuiste observando, después contesta las siguientes preguntas.

※¿De qué están hechos los hielos? ¿En qué estado físico se encuentran?
※¿Qué es lo que sucede cuando se calientan?
※El líquido que se obtiene al calentar los hielos, ¿está hecho de la misma sustancia que estos?
※¿Que le sucede al líquido cuando se sigue calentando?
※¿Que se observa cuando el agua alcanza el punto de ebullición?
※¿En qué estado se encuentra ahora el agua?

miércoles, 4 de marzo de 2015

Estados de la materia

Como se apreció en las propiedades intensivas la materia tiene puntos en los que se realiza un cambio de estado. Estos puntos pueden variar dependiendo de la sustancia, siendo los puntos de congelación, fusión y ebullición propiedades intensivas. Retomando el ejemplo del agua, cuando la temperatura está debajo de los 0 grados, el estado de esta es sólido. Pasando los 0 hasta los 99 grados, se mantendrá en un estado líquido y al sobrepasar los 100 se continuará con el estado gaseoso por el hecho de haber sobrepasado el punto de ebullición. No todas las sustancias presentan los tres estados de agregación en sus condiciones ambientales, como pasa con el agua.



Otra cosa que cabe destacar es que la temperatura de fusión del agua es 0°C  y la de ebullición 100°C al nivel del mar, donde la presión es 790 torr. Sin embargo, en la ciudad de México, que se encuentra a 2,200 metros sobre el nivel del mar, el punto de ebullición es de 93°C (por eso mencionaba que la presión y temperatura influían en los cambios de estado), ya que la presión atmosférica en esta zona es de 585 torr, osease, menor. Así que la presión que tienen que vencer las partículas es menos y se alcanza más rápido el punto de ebullición

Y sobre el hecho de que alguna adición de otra sustancia pueda modificar los puntos de congelación, fusión y ebullición, es debido a que la sustancia ya no se encuentra pura. Por ejemplo, la sal puede hacer que la temperatura de   congelación del agua descienda hasta -10 grados, lo que explica por qué en las carreteras en las que ha caido nieve, para que la nieve se derrita incluso si la temperatura está por debajo de los 0°C, ya que el punto de congelación del agua con sal son -10°C.

Aunque entrando bien al tema, los estados de la materia son 3: sólido, líquido y gaseoso.

►Sólido

♦Los solidos tienen forma y volumen constantes.
♦Las partículas pueden moverse vibrando u oscilando alrededor de posiciones fijas, sin embargo, no pueden moverse libremente a lo largo del sólido, que en los líquidos y los gases, es lo que hace que puedan "adaptarse" a distintos espacios vacíos de materia.
♦Al aumentar la temperatura se aumenta la vibración de las partículas.


►Líquido

♦Tienen un volúmen constante.
♦La fuerza de atrancción entre las partículas es menor, lo que permite que estas se puedan mover un poco más libremente que los sólidos y que estas se adapten a distintas formas, sin perder su volúmen.
♦El número de partículas por unidad de volúmen es alto, por lo que las fricciones y colisiones entre ellas son constantes.
♦En los líquidos, el movimiento es desordenado
♦Al aumentar la temperatura, se aumenta el movimiento de las partículas.



►Gaseoso

♦Los gases no tienen ni forma ni volumen fijos.
♦Son fluidos, como los líquidos
♦Las fuerzas que mantienen a las partículas de los gases unidas, es muy pequeño.
♦Las partículas se mueven de manera desordenada, con choques entre ellas y las paredes del recipiente que las contiene.
♦Si las partículas se comprimen demasiado, el gas pasara a un estado líquido.
♦Al aumentar la temperatura, las partículas se mueven con más energía y chocan  con más fuerza contra las paredes de su recipiente, lo que genera presión.


Ahora puedes preguntarte, en distintos lugares, ¿cuánto se desplazan los puntos de congelación, fusión y ebullicion?


Propiedades intensivas

Otro tipo de propiedades que caracterizan a la materia, son las llamadas particulares o intensivas; con ellas podemos diferenciar un material de otro. El valor de estas se mantiene constante aunque varíe la cantidad de materia que se esté midiendo: si calientas una taza de agua hervirá a la misma temperatura que si calientas dos litros.
Algunas propiedades intensivas son las densidad, la viscosidad, la temperatura de fusión, solubilidad y la temperatura de ebullición.

►Densidad

La densidad nos dice que tan ligera o pesada es la materia. Por ejemplo una bolita de algodón no pesa lo mismo que una de plastilina aunque ambas tengan el mismo volumen. Además la densidad nos permite saber si una sustancia flotará en el agua, ya que la densidad del agua es menor. Un pedazo de madera flota, pero si cambiamos el agua por gasolina, se hundiría ya que su densidad es mayor. La densidad se mide en kilogramos por metro cúbico (kg/m³)

Un trozo de madera flotaría en el agua, un trozo de metal se hundiría.

►Viscosidad

Esta es una característica de los líquidos, ya que representa la tendencia de oposición de fluir de una sustancia. El hecho de fluir significa que cuando se es sometido a una fuerza, las moléculas son desplazadas por esta, dependiendo el tamaño de las moléculas, las más grandes se desplazarán más lento mientras que las más pequeñas más rápido. Los materiales que son viscosos, suelen ser pegajosos como la miel o los aceites, y al derramarse no se derraman fácilmente, si no que se quedan pegados. La sangre, es un poco más viscosa que el agua. La unidad de viscosidad es el Poise.

¿Recuerdan el frasco de mermelada que se rompió?

►Temperatura de fusión

Es la temperatura en la cual se produce el cambio de fase del estado sólido al líquido, o viceversa. Las temperaturas de inicio y final de este proceso se realizan al calentar una muestra de la sustancia a presión atmosférica. Si el líquido se sigue calentando sobre su punto de fusión, llegará a su punto de ebullición (que veremos un poquito más adelante) y a partir de esa temperatura se produce un nuevo cambio de estado de líquido a gaseoso. El agua, por ejemplo debajo de 0 grados se encuentra en estado sólido, ya que es su punto de congelación. De 0 a 99 permanece en estado líquido, porque rebasando los 0 grados se encuentra su temperatura de fusión, y encima de 100 pasa a estado gaseoso, al rebasar su punto de ebullición.


►Solubilidad

Es la capacidad que tiene una sustancia para disolverse en otra. La sustancia que se disuelve se conoce como soluto, y en su contraparte, la sustancia en la cuál se disuelve es el solvente. La concentración, representa la cantidad de soluto que hay en una disolución. Si hay mucho soluto, es una solución concentrada, y si hay poco es una solución diluida. La solubilidad depende también de la presión ambiental y la temperatura. Además de la presencia de otros solventes en la solución. Otros tipos de soluciones son la solución insaturada, que no tiene la máxima cantidad de soluto, pero mayor a la solución concentrada, la solución saturada, que tiene la máxima cantidad de soluto, y la solución sobresaturada, que tiene más soluto del que un solvente puede contener.

Ahora el nombre del blog tiene un poquito de más sentido, ¿no?