LOS MATERIALES Y SUS INTERACCIONES

TEMA 1. LA MATERIA
OBSERVA EL SIGUIENTE VIDEO

A través de los sentidos (vista, oido, tacto, gusto y olfato) recibimos y percibimos información sobre todo lo que nos rodea. Percibimos objetos de diversas clases, formas, tamaños, gustos y olores. Todos estos objetos que nos presenta la naturaleza están formados por materia, ocupando un lugar en el espacio.

La naturaleza nos presenta la materia bajo tres estados: sólido, líquido y gaseoso. Aqui abajo podemos ver los materiales anteriormente expuestos ordenados según el estado en que se encuentran.

Sólidos Líquidos Gases Biberón Coca-cola Humo Libro Leche Gas butano Limón Camiseta

La materia está formada por pequeñas partículas. Según sea la fuerza de la unión de estas partículas se encontrará en estado sólido, líquido o gaseoso.

SÓLIDO LÍQUIDO GAS

Dentro del amplio apartado de la materia, nos encontramos con los estados de la materia (sólidos, líquidos y gases) sus propiedades y los cambios que hay en la materia. Esto es lo que veremos en esta entrada. Bienvenido al mágico mundo de la materia EJERCICIO La Materia

RESPONDE ENTONCES..........EL AIRE ES MATERIA?.....DIFICIL?........OBSERVA LOS SIGUIENTES EXPERIMENTOS Y CONCLUYE Y el aire, ¿es materia? A primera vista no es fácil responder a esa pregunta. Vamos a ver si el aire tiene las propiedades generales de la materia: masa y volumen. Experiencia 1 Observa la secuencia. Cuando inflamos el balón, su peso aumenta (pasa progresivamente de 410 a 430 g). Por tanto, el aire pesa: tiene masa.  Experiencia 2 Echamos aceite en la aceitera. Para que el aceite pueda entrar debemos dejar que salga el aire. Por tanto, el aire ocupa espacio: tienevolumen.  Ya ves que el aire tiene masa y volumen. Por tanto, el aire es materia.

CONCENTREMONOS AHORA EN LOS ESTADOS DE LA MATERIA

Estado sólido

Los sólidos se caracterizan por tener forma y volumen constantes. Esto se debe a que las partículas que los forman están unidas por unas fuerzas de atracción grandes de modo que ocupan posiciones casi fijas. En el estado sólido las partículas solamente pueden moverse vibrando u oscilando alrededor de posiciones fijas, pero no pueden moverse trasladándose libremente a lo largo del sólido. Las partículas en el estado sólido propiamente dicho, se disponen de forma ordenada, con una regularidad espacial geométrica, que da lugar a diversas estructuras cristalinas. Al aumentar la temperatura aumenta la vibración de las partículas

2. LÍQUIDOS

Estado líquido

Los líquidos, al igual que los sólidos, tienen volumen constante. En los líquidos las partículas están unidas por unas fuerzas de atracción menores que en los sólidos, por esta razón las partículas de un líquido pueden trasladarse con libertad. El número de partículas por unidad de volumen es muy alto, por ello son muy frecuentes las colisiones y fricciones entre ellas. Así se explica que los líquidos no tengan forma fija y adopten la forma del recipiente que los contiene. También se explican propiedades como la fluidez o la viscosidad. En los líquidos el movimiento es desordenado, pero existen asociaciones de varias partículas que, como si fueran una, se mueven al unísono. Al aumentar la temperatura aumenta la movilidad de las partículas (su energía).

3. GASES

Los gases, igual que los líquidos, no tienen forma fija pero, a diferencia de éstos, su volumen tampoco es fijo. También son fluidos, como los líquidos.
En los gases, las fuerzas que mantienen unidas las partículas son muy pequeñas. En un gas el número de partículas por unidad de volumen es también muy pequeño.
Las partículas se mueven de forma desordenada, con choques entre ellas y con las paredes del recipiente que los contiene. Esto explica las propiedades de expansibilidad y compresibilidad que presentan los gases: sus partículas se mueven libremente, de modo que ocupan todo el espacio disponible. La compresibilidad tiene un límite, si se reduce mucho el volumen en que se encuentra confinado un gas éste pasará a estado líquido.
Al aumentar la temperatura las partículas se mueven más deprisa y chocan con más energía contra las paredes del recipiente, por lo que aumenta la presión:

OBSERVA ESTE VIDEO SOBRE LAS PROPIEDADES DE LA MATERIA

Forma: la materia tiene una determinada forma dependiendo del estado en que se encuentre. Masa: es la cantidad de materia que posee un cuerpo. Lo medimos en kilogramos (Kg) también en gramos(g) si es pequeño. Volumen: es el espacio que ocupa un cuerpo. Lo medimos en metros cúbicos (m3) en centímetros cúbicos(cm3) si es pequeño. Densidad: es la cantidad de masa que tiene un determinado volumen. Un metal y un trozo de corcho del mismo tamaño tienen el mismo volumen, pero su masa es diferente. Podemos calcular su densidad mediante la formula d=m/v donde la masa se mide en Kg y el volumen en m3. Como ya viste la materia, tiene propiedades generales y propiedades especificas.....Profundicemos Propiedades específicas de la materia Observa la manzana y el pomelo de la imagen. Las dos frutas tienen aproximadamente la misma masa y volumen, pero claramente no son la misma materia. Se diferencian en el color, el sabor... Los distintos materiales se diferencian entre sí por suspropiedades específicas. Algunas de estas propiedades son el color, la forma, el sabor, la dureza, la elasticidad y latransparencia. Cada tipo de materia tiene sus propiedades específicas. Algunas de estas propiedades hacen a los materiales útiles para determinadas aplicaciones: El vidrio es duro y transparente. Se emplea para producir recipientes, ventanas y lentes para gafas. El cobre es dúctil, maleable y  conductor eléctrico .  Por eso se usa para fabricar cables y utensilios de cocina. La lana se utiliza en la confección de prendas de abrigo porque es un buen aislante  térmico. Realiza esta experiencia para que te quede mas claro todavía......Animo, lo estas haciendo muy bien Actividad: Propiedades de la materia Arrastra los materiales y sus propiedades específicas a los huecos adecuados, estableciendo la asociación necesaria para que el material sea útil para fabricar los objetos de las imágenes. Los estados de la materia cambian y cada uno de esos cambios, tiene un nombre especifico. Veamoslos  Cambios de estado Ya hemos visto que la materia se puede presentar en tres estados. Cuando pasa de uno a otro decimos que se ha producido un cambio de estado. Haz clic sobre las flechas para conocer las características de cada cambio de estado: Como puedes ver, todos los cambios de estado son reversibles, porque pueden ser en un sentido o en otro. Las flechas rojas representan los procesos que requieren energía y las azules los que desprenden energía. REALIZA ESTA ACTIVIDAD Y ASÍ COMPRENDERAS MUCHO MEJOR Actividad: Cambios de estado Asigna a cada situación el cambio de estado que se está produciendo.

Alguna materia puede cambiar de estado con la temperatura, implicando en ello un cambio físico. Fijémonos en el agua cuando pasa a hielo al reducir su temperatura o cuando pasa a vapor de agua al aumentar la temperatura. Vemos que el proceso mediante el cual pasamos del estado sólido al líquido lo llamamos fusión. Solidificación es el proceso inverso, el paso de líquido a sólido. Vaporización es el paso de líquido a gas. Condensación el paso e gas a líquido.

Cuando dos sustancias interaccionan se forman una o dos sustancias nuevas, ha tenido lugar una reacción química. Una de ellas es la combustión, ponemos en contacto la sustancia con el oxígeno y aplicamos calor.

MAS ACERCA DE LOS CAMBIOS DE LA MATERIA

Simulación: (pulsa el botón para encender el mechero y observa los cambios)

Para hacer una mezcla sólo tenemos que unir dos o más sustancias. En la naturaleza, los materiales suelen ir mezclados. Al realizar cualquier mezcla los materiales no se alteran. Mezclar es fácil, separar la mezcla no tanto. ¿Qué es una mezcla? Una ensalada es una mezcla de diferentes ingredientes: lechuga, tomate, aceite, vinagre, sal... Las proporciones de estos ingredientes pueden variar: a unos nos gusta la ensalada con más sal, a otros sin tomate, etc. En general, los ingredientes de una mezcla se llamancomponentes. Las proporciones de los componentes de una mezcla no son fijas. Otros ejemplos de mezclas: Una copa de nata y chocolate. El agua de mar contiene, sobre todo, agua y sal. La leche está formada por numerosas partículas y agua. Las mezclas están formadas por más de un componente, cuyas proporciones  pueden variar. Esos componentes no pierden sus propiedades características por el hecho de mezclarse.

Las mezclas pueden ser homogéneas y heterogéneas. Homogéneas: cuando no podemos distinguir sus componentes (el cola-cao). Heterogéneas: cuando podemos distinguir sus componentes (granito, arena y piedras). Ejemplo de mezcla homogénea Ejemplo de mezcla heterogénea Mezclas heterogéneas Fíjate en los fragmentos de roca de granito. A simple vista puedes distinguir los minerales que lo componen. Se trata de una mezcla heterogénea. Veamos otros ejemplos de mezclas heterogéneas: La piedra caliza formada por fósiles de conchas de moluscos. Una muestra del agua de una charca. Una galleta con pasas. Una mezcla es heterogénea cuando pueden distinguirse sus componentes a simple vista. Mezclas homogéneas Observa la tableta de chocolate de la imagen. ¿Podrías distinguir a simple vista sus componentes? Evidentemente no. Se trata de una mezcla homogénea. A nuestro alrededor hay muchas mezclas homogéneas: el aire, la salsa mayonesa, el bronce (aleación de cobre y estaño), la mantequilla... Las disoluciones son mezclas homogéneas y están constituidas por el disolvente y elsoluto. Las disoluciones más conocidas son líquidas, pero también hay gaseosas y sólidas. Existen muchos ejemplos de mezclas homogéneas: Soluto: jarabe (sólido). Disolvente: agua (líquido). El latón es una disolución sólida de cobre y zinc. El agua (disolvente líquido) de la pecera tiene el oxígeno (soluto gaseoso) disuelto. Una mezcla es homogénea cuando tiene aspecto uniforme, y no se observan partes diferentes. Las mezclas homogéneas también reciben el nombre de disoluciones y están constituidas por un disolvente y un soluto.. ENTENDISTE?.................PONTE A PRUEBA Actividad: Mezclas heterogéneas y mezclas homogéneas Selecciona el tipo de mezcla del que se habla en las siguientes frases:

Practica este tema con las actividades de este enlace http://www.quimicaweb.net/grupo_trabajo_fyq3/tema3/actividades/ejercicio6.htm

Como se ha dicho anteriormente, separar las mezclas no es tan sencillo como mezclar

OBSERVA ESTAS EXPERIENCIAS

Separación de mezclas heterogéneas Para separar dos sustancias distintas que forman una mezcla heterogénea se aprovechan sus distintas propiedades. Veamos algunos ejemplos: Experiencia 1: Separación de una mezcla de arena y limaduras de hierro Aprovechamos la propiedad del hierro de ser atraído por un imán. Si acercamos un imán a la mezcla, las limaduras son atraídas por el imán, y la arena queda sola.Este proceso se denomina separación magnética.  Experiencia 2: Separación de una mezcla de agua y arena Aprovechamos la propiedad del papel de filtro para retener la arena y dejar pasar el agua. El agua pasa por los poros del papel y la arena no. A este proceso se le llama filtración.  Experiencia 3: Separación de una mezcla de aceite y vinagre El aceite es menos denso que el vinagre. Por eso la mezcla tiene dos capas, quedando el aceite en la parte superior. Con un embudo especial, sacamos el vinagre y dejamos el aceite solo. Este proceso se llama decantación.

Separación de mezclas homogéneas Para separar mezclas homogéneas se utilizan habitualmente dos procesos: lacristalización y la destilación. Veámoslo en dos nuevas experiencias: Experiencia 1: Separación de una disolución de agua con sal El agua de mar contiene gran cantidad de sal disuelta. Si dejamos que se evapore el agua, queda la sal. A medida que desaparece el agua, la sal forma hermososcristales. Este proceso se llama cristalización. La cristalización permite separar un sólido disuelto en un líquido, pero ¿cómo separamos una disolución de dos líquidos? Lo mejor es recurrir a la destilación, que es un proceso que aprovecha los diferentes puntos de ebullición de los componentes líquidos de una mezcla. Para llevar a cabo este procedimiento de separación necesitamos un aparato de destilación. Para conocer su funcionamiento, coloca el cursor sobre las diferentes partes del siguiente aparato de destilación. Con este aparato de destilación podemos separar el alcohol presente en el vino, gracias a que sabemos que: - El alcohol hierve a 78 ºC, mientras que el agua lo hace a 100 ºC. - Mientras una sustancia se está evaporando la temperatura de la muestra permanece constante. Experiencia 2: Separación del alcohol disuelto en el vino Cuando el vino alcanza los 78 ºC, empieza a hervir el alcohol. Sus gases se condensan al pasar por el tubo refrigerado, y el alcohol se recoge en el vaso. Cuando se acaba el alcohol, la temperatura sube hasta 100 ºC, y empieza a hervir el agua. El vapor de agua se condensa y se recoge en otro vaso. Al final tenemos un vaso con alcohol, otro con agua y en el matraz los componentes sólidos del vino.

TE GUSTO?........REALIZA LA ACTIVIDAD

Actividad: ¿Cómo separas estas mezclas? Encaja cada mezcla con el proceso que te parezca más adecuado para separarla en sus componentes.

Rellena con ejemplos la siguiente tabla: Sólidos Líquidos Gases Si lleno un saco de arena y otro de ropa ¿cuál tendrá más masa? ¿cuál tendra menor densidad? Nombra algunos materiales que puedan estar en los tres estados. Calcula la masa de un trozo de madera sabiendo que su densidad es de 0.8 g/cm3 y su volumen es de 10 cm3. Realiza las siguientes mezclas e indica si eres capaz de separar sus componentes posteriormente: agua + azucar limaduras de hierro + arena arcilla + agua sal + agua chicles + lápices sal  + cemento Anota en tu cuaderno todo lo que ocurra cuando hagas lo siguiente y explica sus consecuencias: Mezclas en un vaso de cristal agua recien salida del grifo con azucar y lo mueves con una cuchara. Haces lo mismo que antes solo que con agua calentada anteriormente. Enciende una vela y tápala después con un vaso ¿qué ha pasado? ¿por qué? ¡Por qué nos vemos en un espejo?¿Por qué las sartenes y cacerolas suelen tener el mango de plástico o madera? Elabora un mapa conceptual acerca del tema de la materia 2. Clasifica las siguientes características según se correspondan a los sólidos, a los líquidos o a los gases: ELEMENTOS Y COMPUESTOS.......... SUSTANCIAS SIMPLES Y COMPUESTOS La materia la podemos encontrar en la naturaleza en forma de sustancias puras y de mezclas. * Las sustancias puras son aquéllas cuya naturaleza y composición no varían sea cual sea su estado. Se dividen en dos grandes grupos: Elementos y Compuestos. - Elementos: Son sustancias puras que no pueden descomponerse en otras sustancias puras más sencillas por ningún procedimiento. Ejemplo: Todos los elementos de la tabla periódica: Oxígeno, hierro, carbono, sodio, cloro, cobre, etc. Se representan mediante su símbolo químico y se conocen 115 en la actualidad.  Compuestos: Son sustancias puras que están constituidas por 2 ó más elementos combinados en proporciones fijas. Los compuestos se pueden descomponer mediante procedimientos químicos en los elementos que los constituyen. Ejemplo:  Agua, de fórmula H2O, está constituida por los elementos hidrógeno (H) y oxígeno (O) y se puede descomponer en ellos mediante la acción de una corriente eléctrica (electrólisis). Los compuestos se representan mediante fórmulas químicas en las que se especifican los elementos que forman el compuesto y el número de átomos de cada uno de ellos que compone la molécula.Ejemplo: En el agua hay 2 átomos del elemento hidrógeno y 1 átomo del elemento oxígeno formando la molécula H2O. Molécula de agua (H2O), formada por 2 átomos de hidrógeno (blancos) y 1 átomo de oxígeno (rojo) Molécula de etano (C2H6), formada por 2 átomos de carbono (negros) y 6 átomos de hidrógeno (azul) Molécula de butano (C4H10), formada por 4 átomos de carbono (negros) y 10 átomos de hidrógeno (blancos) Cuando una sustancia pura está formada por un solo tipo de elemento, se dice que es una sustancia simple. Esto ocurre cuando la molécula contiene varios átomos pero todos son del mismo elemento. Ejemplo: Oxígeno gaseoso (O2), ozono (O3), etc. Están constituidas sus moléculas por varios átomos del elemento oxígeno. Actividad: Clasificar materiales: Clasifica los distintos objetos materiales situados abajo, arrastrándolos con el ratón al cuadro correspondiente, según el tipo de materia que los compone: Vamos a este enlace para que podamos realizar algunas interesantes actividades http://www.quimicaweb.net/grupo_trabajo_fyq3/tema3/actividades/ejercicio1.htm EL ATOMO?...............QUE ES? Esta interesante pagina, nos ayudará a comprender mucho acerca de este mágico tema. Vamos juntos http://www.quimicaweb.net/grupo_trabajo_fyq3/tema4/index4.htm LA TABLA PERIODICA Y SU CONFIGURACION COMO LEER LA TABLA PERIODICA? EJERCICIOS Comprueba tus conocimientos  1. Observa y contesta Escribe las zonas del gráfico que corresponden a: Metales No metales Semimetales Gases nobles Considera el elemento ¿Cuál es su número másico? ¿Cuántos protones tiene? ¿Cuántos electrones tiene? ¿Cuántos neutrones tiene? ¿Qué sabes de la Tabla Periódica? 1. ¿Quién fue el creador de la Tabla Periódica que usamos actualmente?   a) Valeri Karpin   b) Mijaíl Gorbachov   c) Dimitri Mendeleiev   d) Fiódor Dostoyevski   e) Johann Döbereiner 2. ¿En qué año publicó su Tabla Periódica?   a) 1869   b) 1896   c) 1689   d) 1898   e) 1892 3. Este mérito debiera compartirlo con el químico alemán...   a) Rudolf Diesel   b) Friedrick Wöhler   c) Alexander Winkler   d) Lothar Meyer   e) Norbert Haug 4. ¿Cuántos grupos tiene la actual Tabla Periódica de la IUPAC?   a) 9   b) 18   c) 21   d) 12   e) 7 5. ¿Cuántos períodos tiene la actual Tabla Periódica de la IUPAC?   a) 9   b) 18   c) 21   d) 12   e) 7 6. ¿Qué elementos son líquidos a temperatura ambientede 25ºC?   a) Hg y Na   b) Hg y B   c) Hg y Br   d) Hg, Br y Cl   e) los gases nobles 7. ¿Qué elemento fue descubierto fuera de nuestro planeta?   a) Lutecio   b) Mercurio   c) Criptón   d) Helio   e) Cerio 8. En la Tabla los elementos se ordenan en horizontal en orden creciente de...   a) masa atómicas   b) densidades   c) números atómicos   d) electrones   e) electronegatividades 9. En la Tabla los elementos se ordenan en vertical por semejanza en sus...   a) configuraciones electrónicas   b) masas   c) propiedades físicas   d) electronegatividades   e) propiedades químicas 10. ¿Cuál es el elemento más ligero que no se encontró en la Naturaleza?   a) Darmstadcio   b) Nobelio   c) Tecnecio   d) Actinio   e) Rutenio   BIENVENIDOS AL PORTAL TEMÁTICO DE LA BIBLIOTECA EPM La tabla periódica de elementos es uno de los instrumentos más importantes que ha inventado el hombre. En este documento, se reúne la mayor parte del conocimiento de la química. Este sistema periódico de clasificación de los elementos, fue creado 150 años atrás y a pesar de los grandes avances científicos que han ocurrido en los últimos 100 años, como la teoría de la relatividad y la mecánica cuántica, la estructura básica del mismo no ha sido modificada. Además, los nuevos descubrimientos han podido ser incorporados rápidamente a la antigua estructura. El término periódico, refleja el hecho de que los elementos presentan patrones de variación de sus propiedades tanto físicas como químicas en ciertos intervalos regulares. Este hecho, ha beneficiado a generaciones de estudiantes, ya que no sería fácil aprender las características de todos los elementos por separado. Sabiendo las características fundamentales de algunos elementos, es posible inferir la de los demás, separándolos en grupos o familias de acuerdo con la nomenclatura. Te invitamos a conocer un poco más sobre ella…