Rodrigo Ricardo

Estados de la materia y cambios químicos versus físicos en la materia

Publicado el 7 septiembre, 2020

Cambios

Recuerde de una lección anterior que todo lo que le rodea es materia y que la materia puede tener propiedades físicas y químicas. Así como la materia puede tener propiedades físicas y químicas, también puede sufrir cambios físicos y químicos. Muchas veces en química mostramos un cambio usando una flecha. Las cosas con las que comenzamos van en el lado izquierdo de la flecha, y las cosas que creamos se muestran en el lado derecho de la flecha.

Cambios de fase

Cuando hierves agua, ¿qué contienen las burbujas? ¿Aire caliente? ¿Oxígeno? ¿Vapor de agua? No se sienta mal si no sabe la respuesta; esta es una pregunta que a menudo se responde incorrectamente. Para responder, primero tendríamos que determinar qué está sucediendo con las partículas en el agua. Cuando agrega energía a las partículas de una sustancia calentándola en una estufa, hace que la temperatura aumente, lo que significa que las partículas se mueven más rápido. Si se mueven lo suficientemente rápido, la temperatura eventualmente dejará de aumentar y las burbujas comenzarán a formarse. Acaba de llegar al punto de ebullición. Si la temperatura deja de aumentar, ¿a dónde va toda esa energía extra? Se utiliza para convertir el agua líquida en vapor o agua en fase gaseosa. Lo que estás viendo dentro de esas burbujas es realmente vapor de agua.


El agua hirviendo que se convierte en vapor es un ejemplo de cambio de fase.
Vapor de agua en burbujas hirviendo

Un cambio de fase es la transición de un estado de la materia a otro. Es posible que ya conozca los tres estados comunes de la materia: sólidos, líquidos y gases. Los sólidos tienen una forma y un volumen definidos, lo que significa que, en su mayor parte, mantienen su forma y no se pueden comprimir. Si agregara energía a una sustancia en su estado sólido, se convertiría en líquido. Esto se llama derretir y el proceso inverso se llama congelación. Liquidostienen un volumen definido pero no una forma definida, lo que significa que tomarán la forma de su recipiente pero, como los sólidos, no son comprimibles. Los frenos hidráulicos y de los automóviles funcionan porque los líquidos son incompresibles, pero aún pueden fluir. Ahora bien, si calentáramos este líquido lo suficiente, se convertiría en gas. Esto se llama vaporización y el proceso inverso se llama condensación . Puede notar que en un día cálido se forman gotas de agua en el exterior de una bebida fría. Esto es lo que sucede cuando el vapor de agua en el aire se enfría después de entrar en contacto con su bebida fría. Los gases no tienen una forma definida ni un volumen definido. Tomarán la forma de su recipiente y se pueden comprimir.

Entonces, volviendo a las burbujas en el agua hirviendo: ahora sabemos que están llenas de vapor de agua, pero ¿por qué suben a la superficie? Los gases son mucho menos densos que los líquidos, por lo que suben a la superficie de un líquido. Todas estas transiciones que acabo de discutir son cambios de fase, lo que significa que las partículas todavía tienen la misma composición (hielo, agua y vapor son todos H 2 O), pero están en un estado diferente.

Cambios físicos

Los cambios de fase son ejemplos de una categoría más amplia de cambios denominados cambios físicos. Un cambio físico no afecta la composición de una sustancia. Otros tipos de cambios físicos incluyen cambios de forma. Por ejemplo, cuando aplasta una lata, saca punta de un lápiz o corta un trozo de papel, no está cambiando AQUÍ con lo que empezó. Solo estás cambiando su forma. Todavía tienes los mismos átomos y moléculas conectados casi de la misma manera. Incluso magnetizar un clip es un ejemplo de cambio físico.

Cambios químicos

Entonces, ¿qué pasa si tomas ese trozo de papel que acabas de cortar y lo prendes fuego? ¿Aún tienes papel? Si quema papel, lo que va a producir todavía tiene los mismos átomos que el papel original, pero están reorganizados y crearán sustancias completamente nuevas con propiedades completamente diferentes. Este tipo de cambio se llama cambio químico. Un cambio químico es un cambio que implica una transformación en una nueva sustancia. A menudo las llamaremos reacciones químicas . Algunos ejemplos de cambios químicos incluyen oxidar el hierro, hornear un pastel, digerir el almuerzo y empañar la plata.


En realidad, nada en una fogata se destruye;
solo se transforma.
Cambio químico Nada destruido

Una cosa para recordar acerca de ambos tipos de cambios es que cuando ocurren, la cantidad de materia y la cantidad de átomos con los que comenzó siempre permanecerán iguales. Los cambios físicos y químicos nunca causarán un cambio en la cantidad de materia con la que terminas. Por ejemplo, cuando hierve agua, el nivel del agua puede bajar, pero su agua no desaparece. Simplemente se está convirtiendo a otra forma: vapor. Además, una vez que hayas terminado de quemar una fogata, puede parecer que todo lo que te queda son cenizas y que algo desapareció en el camino. Realmente lo que sucedió es que creó mucho dióxido de carbono, que fue liberado a la atmósfera. La materia no fue realmente destruida en este proceso.

Resumen de la lección

Entonces, para resumir toda esta información: la materia cambia constantemente a nuestro alrededor. Hay dos tipos principales de cambios: cambios físicos y químicos. Los cambios físicos pueden ser cambios de estado (cambios entre líquidos, sólidos y gases) o cambios de forma (como cortar, romper o doblar). De cualquier manera, lo que terminará tendrá la misma composición que con lo que comenzó. Si la materia sufre un cambio químico, los átomos se reorganizarán y formarán sustancias completamente nuevas con diferentes fórmulas químicas y diferentes propiedades (como cuando una planta usa luz solar, agua y dióxido de carbono para producir carbohidratos y oxígeno). Tanto en un cambio físico como químico, la materia se conserva, lo que significa que durante el proceso, las partículas no se crean ni se destruyen.

Objetivos de la lección

Después de ver esta lección, debería poder:

  • Definir cambio de fase , sólido , líquido y gas.
  • Explicar la diferencia entre un cambio físico y químico.

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