MATERIA MATERIA Lic. Daniel R. Corcios

La materia Definición Clasificación Sustancias puras Elementos Compuestos Mezclas Homogéneas Heterogéneas Propiedades de la materia Procesos o transformaciones físicas y químicas Separación de mezclas Heterogéneas Homogéneas Resumen Ejercicios

Cuerpo material tiene límites propios y bien definidos Materia: Todo aquello que tiene dimensiones y ocupa un lugar en el espacio. Una porción limitada de materia recibe el nombre de cuerpo o sistema material. Cuerpo material tiene límites propios y bien definidos Sistema material carece de morfología propia o sus límites son imprecisos, ya sea por su naturaleza o por su extensión. Sistemas materiales Cuerpos

Clasificación de la Materia Sustancias puras Mezclas Procesos Físicos Elementos Reacciones Químicas Compuestos Mezclas homogéneas (Disoluciones) Mezclas Heterogéneas Agua Oro Sal Cloruro ce sodio Aleación Oro en agua

Sustancias puras Composición uniforme y totalmente invariable Propiedades constantes y características No pueden separarse en otras sustancias más simples mediante procesos físicos Elementos Compuestos Oro Au Grafito Siderita Oxido de hierro FeO Carbono C Diamante Sal común Cloruro de sodio NaCl Bromo Br2

Elementos Compuestos Formados por un sólo tipo de átomos Formados por la unión de átomos de diferentes elementos

Elementos Sustancias puras Sustancias que no se pueden descomponer en otras más simples Azufre S8 Mercurio Hg Nitrógeno N2 Actualmente se conocen 112 elementos diferentes. En la naturaleza existen algunos elementos aislados, como oxígeno, cobre o oro, pero la mayor parte suele estar formando parte de compuestos. Sistema Periódico de los elementos

Elementos Bromo: moléculas diatómicas Br2 Diamante: átomos de C Sustancias puras Elementos Están formados por un solo tipo de átomos Bromo: moléculas diatómicas Br2 Diamante: átomos de C Mercurio: átomos Hg Oro: átomos Au Cloro: moléculas diatómicas Cl2

Sustancias puras Los elementos químicos se representan mediante símbolos químicos. Símbolo: representación de un elemento

Compuestos Sustancias puras Sustancias que pueden descomponerse en otras más simples. En ellos se combinan dos o más elementos Agua H2O Hidrógeno + Oxígeno Cinabrio HgS Sulfuro de mercurio Azufre + Mercurio Cuarzo SiO2 Dióxido de Silicio Silicio + Oxígeno El número de compuestos químicos supera los dos millones. Los elementos que forman un compuesto no pueden separarse mediante procesos físicos, solamente pueden separarse mediante procesos químicos

Compuestos Sustancias puras Están formados por la unión de átomos de elementos diferentes Agua Moléculas H2O Sal común: cloruro de sodio NaCl Red cristalina de iones Cl- y Na+ Cuarzo SiO2 Red cristalina de átomos de Si y O Amoníaco Moléculas NH3 Cloruro de hidrógeno Moléculas HCl

Los compuestos químicos se representan mediante fórmulas. Sustancias puras Los compuestos químicos se representan mediante fórmulas. Fórmula: representación de un compuesto PH3 HCl H2S SiH4 Fosfina Trihidruro de fósforo Hidrruro de fósforo (III) Ácido clorhídrico Cloruro de hidrógeno Ácido sulfhídrico Sulfruo de hidrógeno Silano Tetrahidruro de silicio Hidruro de silicio (IV) SO2 N2O3 BI3 CCl4 Anhídrido sulfuroso Dióxido de azufre Óxido de azufre Anhídrido nítrico Trióxido de dinitrógeno Óxido de nitrógeno (III) Triyoduro de boro Tetracloruro de carbono

2 átomos de hidrógeno y 1 átomo de oxígeno Átomo: Es la parte más pequeña de un elemento químico que puede entrar en una combinación química para formar un compuesto químico. Los átomos aislados que se encuentran en la naturaleza son los gases nobles: He, Ne, Ar, Kr Los átomos de los elementos y los compuestos se unen formando dos tipos de agrupaciones: Moléculas y Redes cristalinas. Molécula: Es la parte más pequeña de una sustancia pura que puede existir con carácter independiente, conservando sus propiedades características. Es una agrupación de átomos enlazados químicamente. Moléculas de elementos Formadas por átomos de un mismo elemento Moléculas de compuestos Formadas por átomos de distintos elementos   2 átomos de cloro 2 átomos de hidrógeno y 1 átomo de oxígeno molécula de agua H2O molécula de cloro Cl2 Redes cristalinas: formadas por un número indeterminado de partículas elementales que se disponen constituyendo una estructura geométricamente ordenada. Red cristalina de iones sodio Na+ y cloro Cl- Red cristalina de átomos de oro Au Red cristalina de átomos de silicio Si y oxígeno O Red cristalina de átomos de carbono C

Propiedades variables dependiendo de la proporción de sus componentes Mezclas Formadas por varias sustancias puras (elementos o compuestos) que siguen conservando sus propiedades características Composición variable Propiedades variables dependiendo de la proporción de sus componentes Pueden separarse en otras sustancias más simples mediante procesos físicos Homogéneas Heterogéneas La mayor parte de las rocas, los animales, las plantas, el carbón, el petróleo, el aire, los ríos, los lagos y los mares son ejemplos de mezclas.

Mezclas homogéneas o Disoluciones Propiedades y composición iguales en todos sus puntos. Aspecto uniforme, sus componentes no se distinguen a simple vista. Aire, mezcla homogénea de varios gases: nitrógeno N2, oxigeno O2 y argón Ar Sal disuelta en agua, mezcla homogénea que contiene: iones sodio Na+ y cloro Cl - entre moléculas de agua H2O Latón, mezcla homogénea sólida de cobre Cu y cinc Zn

Mezclas heterogéneas Mezclas Propiedades y composición varían de un punto a otro. Aspecto no uniforme, sus componentes se distinguen a simple vista Granito: Cuarzo, Feldespato y Mica negra Agua y Yoduro potásico Obsidiana nevada: Obsidiana y Cristobalita

Propiedades de la materia Generales No tienen relación con la clase de materia de la que este formado un cuerpo. Masa: Indica la cantidad de materia de un cuerpo. Su unidad en el S.I. es Kg. Se mide con la balanza. Volumen: Es el espacio que ocupa un cuerpo. Se mide en el S.I. en m3. El volumen de sólidos y líquidos puede medirse con la probeta. La capacidad de un recipiente es su volumen interior. Características Sirven para identificar y diferenciar los distintos tipos de materia o de sustancias. Densidad: Es la relación entre la masa y el volumen; d= Sus unidades en el S.I. son kg/m3 La densidad de un líquido puede medirse con el densímetro. Dureza: resistencia al rayado. Puntos de fusión y ebullición: Temperaturas fijas a las que se verifican esos cambios de estado. Solubilidad en agua y en otros disolventes …. AMPLIAR

Procesos físicos y químicos En la naturaleza se producen gran variedad de cambios, como la dilatación de un metal, los cambios de estado del agua, la oxidación de algunos metales, el movimiento de los coches, ... Procesos o cambios físicos Procesos o cambios químicos Reacciones químicas Las sustancias mantienen su naturaleza y sus propiedades esenciales, es decir, siguen siendo las mismas sustancias. Las sustancias cambian su naturaleza, se transforman en otras distintas, que tienen propiedades diferentes. La mantequilla, al derretirse, sigue siendo mantequilla. El balón de fútbol en movimiento sigue siendo un balón. La herrumbre que se forma en la viga es una sustancia distinta al hierro. En la fotosíntesis, las plantas producen oxígeno y nutrientes a partir de dióxido de carbono y agua. La ceniza que se crea en la hoguera es una sustancia distinta a la madera. La botella rota sigue siendo de vidrio. Reacción entre la sacarosa y el clorato potásico Ebullición de nitrógeno Cuando se vierte nitrógeno líquido, este hierve vivamente al adquirir la temperatura ambiente. La sacarosa (azúcar de mesa) reacciona con clorato de potasio formando nuevas sustancias, como esta extraña masa de carbono.

Elementos y Compuestos Sustancias puras que no pueden descomponerse en otras más sencillas. Compuestos Sustancias puras que pueden descomponerse en otras más simples por métodos químicos. Electrolisis del agua El compuesto agua H2O se descompone en los elementos que lo forman oxígeno O2 e hidrógeno H2. Los gases obtenidos tienen propiedades muy diferentes a las del agua y no pueden descomponerse en otras sustancias.

Mezclas y Compuestos Mezclas Compuestos Sus componentes (elementos o compuestos) se pueden separar por procedimientos físicos.. Composición variable. Propiedades ligadas a las de sus componente, ya que estos conservan sus propiedades. Compuestos Sus componentes (elementos) no se pueden separar por procedimientos físicos, sólo mediante procedimientos químicos.. Composición fija. Propiedades diferentes a las de sus componentes Mezcla y Combinación de Azufre S y Hierro Fe En la mezcla cada elemento, azufre S y hierro Fe, conserva sus propiedades. Estos elementos se pueden separar por procedimientos físicos. Cuando el azufre reacciona con el hierro se forma un nuevo compuesto, sulfuro de hierro, FeS, El sulfuro de hierro tiene propiedades diferentes a las que tenían el azufre y el hierro por separado. 20

Separación de mezclas Mezclas heterogéneas Mezclas homogéneas Filtración Decantación y Sedimentación Extracción con disolventes Centrifugación Separación Magnética Mezclas homogéneas Destilación Cristalización Cromatografía

Separación de mezclas heterogéneas Filtración Se utiliza para separar los componentes de una suspensión fina (mezcla de un líquido y un sólido en la que las partículas de este último se encuentran dispersas en el seno del líquido). Consiste en separar las partículas sólidas de las líquidas por medio de un filtro, aprovechando la diferencia de tamaño entre ambas. Decantación y Sedimentación Se utiliza para separar dos tipos de mezclas: las emulsiones (mezcla de dos líquidos inmiscibles que, con el tiempo, tienden a separes en dos fases) y las suspensiones gruesas, en las que las partículas del sólido tienden a depositarse en el fondo o a sobrenadar en el líquido. Consiste en separar ambas fases (las dos fases líquidas o la fase líquida y la sólida) aprovechando la diferencia de densidad entre ambas, pueden utilizarse embudos de decantación.. Extracción con disolventes Se utiliza para separar los componentes de una mezcla heterogénea de sólidos. Consiste en separar ambos sólidos aprovechando que uno de ellos es soluble en un disolvente y el otro no. Centrifugación Se utiliza para acelerar la sedimentación en una suspensión. Consiste en separar la mezcla utilizando una centrifuga, la cual tiene un movimiento de rotación constante y rápido, lográndose que las partículas del sólido de mayor densidad, se vayan al fondo. Separación magnética Se utiliza para separar los componentes de una mezcla de sólidos en el que uno de ellos tiene propiedades magnéticas. Consiste en separar las partículas metálicas utilizando un imán que las atrae, aprovechando sus propiedades magnéticas.

Separación de mezclas homogéneas Destilación Se utiliza para separar los componentes de una disolución líquida o gaseosa. Consiste en separar las ambos componentes, aprovechando la diferencia de punto de ebullición entre ambos. Evaporación y Cristalización Se utiliza para separar los componentes de una disolución formada por un sólido y un líquido. Consiste en separar ambos componentes aprovechado la mayor volatilidad del líquido. Cromatografía Se utiliza para detectar la existencia de diferentes componentes en una disolución. Hay varias clases de cromatografía, de gases, de columna, de capa fina, de papel, etc. Consiste en aprovechar la diferente velocidad de difusión de cada componente en un soporte estático (papel de filtro en la cromatografía de papel). Destilación fraccionada del aire Cromatografía de papel

RESUMEN

EJERCICIOS Cambios físicos o químicos Elementos o Compuestos (1) Elementos, Compuestos o Mezclas (1) (2) (3) (4) Mezcla homogénea o heterogénea Propiedades de la materia Separación mezclas

fin