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docente victor ascurra valle ingeniero quimico...

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ESTADOS DE LA MATERIA

Estado sólido A bajas temperaturas, los materiales se presentan como cuerpos de forma compacta y precisa; y sus átomos a menudo se entrelazan formando estructuras cristalinas, lo que les confiere la capacidad de soportar fuerzas sin deformación aparente. Los sólidos son calificados generalmente como duros y resistentes, y en ellos las fuerzas de atracción son mayores que las de repulsión. La presencia de pequeños espacios intermoleculares caracteriza a los sólidos dando paso a la intervención de las fuerzas de enlace que ubican a las celdillas en una forma geométrica. Las sustancias en estado sólido presentan las siguientes características: Forma y volumen definidos Cohesión Vibración Rigidez no pueden comprimirse Resistencia a la fragmentación Fluidez muy baja o nula Algunos de ellos se subliman Estado líquido Si se incrementa la temperatura el sólido va "descomponiéndose" hasta desaparecer la estructura cristalina, alcanzando el estado líquido. Característica principal: la capacidad de fluir y adaptarse a la forma del recipiente que lo contiene. En este caso, aún existe cierta unión entre los átomos del cuerpo, aunque mucho menos intensa que en los sólidos. El estado líquido presenta las siguientes características: Cohesión menor. Movimiento energía cinética. No poseen forma definida. Toma la forma de la superficie o el recipiente que lo contiene. En el frío se comprime, excepto el agua. Posee fluidez a través de pequeños orificios. Puede presentar difusión.

No tienen forma fija pero si volumen. la variabilidad de forma y el presentar unas propiedades muy específicas son características de los líquidos. Estado gaseoso Incrementando aún más la temperatura se alcanza el estado gaseoso. Los átomos o moléculas del gas se dispersan Ejercen presión sobre las paredes del recipiente contenedor. Las moléculas que lo componen se mueven con libertad. Ejercen movimiento ultra dinámico. Cohesión nula Estado plasma El plasma es un gas ionizado, o sea, los átomos que lo componen se han separado de algunos de sus electrones o de todos ellos. De esta forma el plasma es un estado parecido al gas pero compuesto por electrones, cationes (iones con carga positiva) y neutrones, todos ellos separados entre si y libres, por eso es un excelente conductor. Un ejemplo muy claro es el Sol. En la baja Atmósfera terrestre, cualquier átomo que pierde un electrón (cuando es alcanzado por una partícula cósmica rápida).Pero a altas temperaturas es muy diferente. Cuanto más caliente está el gas, más rápido se mueven sus moléculas y átomos, y a muy altas temperaturas las colisiones entre estos átomos, moviéndose muy rápido, son suficientemente violentas para liberar los electrones. En la atmósfera solar, una gran parte de los átomos están permanentemente «ionizados» por estas colisiones y el gas se comporta como un plasma. A diferencia de los gases fríos (p.e., el aire a temperatura ambiente), los plasmas conducen la electricidad y son fuertemente influidos por los campos magnéticos. La lámpara fluorescente, contiene plasma (su componente principal es vapor de mercurio) que calienta y agita la electricidad, mediante la línea de fuerza a la que está conectada la lámpara. La línea, positivo eléctricamente un extremo y negativo, causa que los iones positivos se aceleren hacia el extremo negativo, y que los electrones negativos vayan hacia el extremo positivo. Las partículas aceleradas ganan energía, colisionan con los átomos, expulsan electrones adicionales y mantienen el plasma, aunque se recombinen partículas. Las colisiones también hacen que los átomos emitan luz y esta forma de luz es más eficiente que las lámparas tradicionales. Los letreros de neón y las luces urbanas funcionan por un principio similar y también se usaron en electrónicas. CAMBIOS DE ESTADO DE LA MATERIA La materia cambia de un estado a otro por efecto de la temperatura y presión, ya sea aumentando o disminuyendo la energía calórica. En la naturaleza es frecuente observar que la materia cambia de un estado a otro. Tal vez el ejemplo más conocido sea el caso del agua, que se puede encontrar en forma sólida, líquida y gaseosa.

CLASIFICACION DE LOS CAMBIOS DE ESTADO DE LA MATERIA Se reconocen 2 tipos de cambios de estado: Progresivos y regresivos. a) Cambios de estados progresivos o endotérmicos: Los cambios de estado progresivos se producen cuando se aplica calor a los cuerpos y son: sublimación progresiva, fusión y evaporación. b) Cambios de estado regresivos o exotérmicos: Los cambios de estado regresivos son aquellos que se producen cuando los cuerpos se enfrían. Se reconocen 3 tipos: Sublimación regresiva, solidificación y condensación. CLASES DE CAMBIOS DE ESTADO DE LA MATERIA

Sublimación progresiva: Este cambio se produce cuando un cuerpo pasa del estado sólido al gaseoso directamente. Ejemplo: sublimación del yodo, sublimación de la naftalina. Fusión: Es el paso de una sustancia, del estado sólido al líquido por la acción del calor. La temperatura a la que se produce la fusión es característica de cada sustancia. Por ejemplo, la temperatura a la que ocurre la fusión del hielo es 0º C. La temperatura constante a la que ocurre la fusión se denomina Punto de Fusión. A esta temperatura existe un equilibrio entre el estado cristalino de alta ordenación y el estado líquido más desordenado. Evaporación: Es el paso de una sustancia desde el estado líquido al gaseoso. Este cambio de estado ocurre normalmente a la temperatura ambiente, y sin necesidad de aplicar calor. Bajo esas condiciones, sólo las partículas de la superficie del líquido pasarán al estado gaseoso, mientras que aquellas que están más abajo seguirán en el estado inicial.Sin embargo, si se aplica mayor calor, tanto las partículas de la superficie como las del interior del líquido podrán pasar al estado gaseoso. El cambio de estado así producido se llama Ebullición. La temperatura que cada sustancia necesita para alcanzar la ebullición es

característica de cada sustancia y se denomina Punto de Ebullición. Por ejemplo, el punto de ebullición del H2O a nivel del mar es 100º C. b) Cambios de estado regresivos: Los cambios de estado regresivos son aquellos que se producen cuando los cuerpos se enfrían. Se reconocen 3 tipos: Sublimación regresiva, solidificación y condensación. Sublimación regresiva: Es el cambio de estado que ocurre cuando una sustancia gaseosa se vuelve sólida, sin pasar por el estado líquido. Solidificación: Es el paso de una sustancia desde el estado líquido al sólido. Este proceso ocurre a una temperatura característica para cada sustancia denominada punto de solidificación y que coincide con su punto de fusión. Condensación: Es el cambio de estado que se produce en una sustancia al pasar del estado gaseoso al estado líquido. La temperatura a la que ocurre esta transformación se llama punto de condensación y corresponde al punto de ebullición.

2.4. Cambios de estado Los estados de agregación de la materia son: sólido, líquido y gaseoso. Los cambios en la temperatura y/o en la presión de la materia puede provocar cambios de estado.

El cambio de estado de líquido a gas, vaporización, se puede producir en condiciones diferentes y, por ello, recibe nombres diferentes: evaporación si sólo se produce en la superficie del líquido y a cualquier temperatura (entre el punto de fusión y el de ebullición) y ebullición si se produce de forma tumultuosa en toda la masa del líquido provocando burbujas de gas y a una temperatura fija (temperatura de ebullición).

2.4.1. Mira las siguientes imágenes e indica qué cambio de estado se está produciendo en cada una de ellas.

a) b) para el agua: para la lava: c) d) e)

(

)

(

)

f) g) h) i) j)

La siguiente simulación representa el comportamiento de las partículas en los cambios de estado del agua.

Página de origen de la simulación: http://concurso.cnice.mec.es/cnice2005/93_iniciacion_interactiva_materia/curso/materiales/estados/cambios.htm

Cuando calentamos una sustancia pura sólida su temperatura irá aumentando hasta que llega a un determinado valor llamado punto o temperatura de fusión en que se producirá el cambio de estado de sólido a líquido. Mientras dure la fusión la temperatura se mantendrá constante. Cuando calentamos una sustancia pura líquida su temperatura irá aumentando hasta que llega a un determinado valor llamado punto o temperatura de ebullición en que se producirá el cambio de estado de sólido a líquido. Mientras dure la fusión la temperatura se mantendrá constante. Si representamos en una gráfica la temperatura frente al tiempo de calentamiento del agua obtenemos la gráfica de calentamiento. LOS CAMBIOS DE ESTADO : La materia se presenta en tres estados de agregación sólido, líquido y gaseoso. Muchos materiales cambian de estado en diferentes condiciones. A continuación se detallan algunos de los cambios de estado más habituales. Fusión: es el cambio de estado a líquido. En el vocabulario cotidiano se hace referencia a este cambio de estado cuando se dice que algo se derrite.

Solidificación: es el cambio inverso a la fusión, es decir, el cambio de estado líquido a sólido. Cuando se forman cubitos de hielo, el agua se solidifica. Vaporización: es el pasaje de estado líquido a gaseoso. Este cambio puede ser lento o rápido. Si se produce en forma lenta, cuando, por ejemplo, se seca un charco de agua después de la lluvia o cuando se tiende la ropa lavada para que se seque; se dice que el líquido se evapora. La evaporación ocurre en cualquier rango de temperaturas en el que el material es líquido. El proceso será más rápido al aumentar la temperatura. Cuando un líquido hierve, el cambio de estado se da de manera rápida, lo que se puede observar por la formación de burbujas del material que pasa de estado líquido a gaseoso. Este cambio es una forma de vaporización que recibe el nombre de ebullición y se produce a una determinada y específica para cada material, el punto de ebullición (PE). La evaporación y la ebullición son dos formas diferentes en las que se puede producir la vaporización. Condensación: es el pasaje de estado gaseoso a líquido en forma natural. Cuando el agua en estado gaseoso (vapor de agua) toma contacto con superficies más frías, se condensa, y pasa al estado líquido. Esto es lo que ocurre cuando en invierno se "empañan" los vidrios de las ventanas. Licuación: es el cambio por el cual un gas es transformado en líquido. Este cambio solo se produce artificialmente cuando se quiere envasar un gas en estado líquido. Los encendedores y las garrafas contienen gas licuado. Volatilización: es el cambio de estado sólido a gaseoso sin pasar antes por el estado líquido. Esto es lo que sucede con las bolitas de naftalina que se colocan en la ropa para evitar que sea atacada por las polillas. Sublimación: es el cambio inverso a la volatilización, es decir, de gaseoso a sólido

Considero oportuno hacer una reflexión acerca de dos conceptos de la Física que a veces se le da un tratamiento indistinto a la hora de referirnos a ellos.En primer lugar quiero analizar el concepto de vaporización el cual se refiere cuando la sustancia pasa del liquido como estado de agregación de la sustancia al gaseoso ,ahora bien existen dos formas para que ocurra este cambio, mediante la evaporación y la ebullición .Es necesario precisar que la evaporación ocurre en la superficie del liquido existiendo varios factores que favorecen el proceso como son la superficie del liquido, el viento,etc;mientras que la ebullición ocurre en toda la masa del liquido a una temperatura fija y constante donde debido al calentamiento la densidad del liquido disminuye y asciende en forma de burbujas y rompe en la superficie liberando del seno del liquido moléculas que algunas se convierten en gas y otras se condensan y regresan nuevamente al seno del liquido hasta que este se vaporiza completamente.En resumen el fenómeno recibe el nombre de vaporización y las formas en que ocurre son la evaporación y la ebullición.Hasta aquí algunas de las consideraciones que quería hacer referencia. Estados y Cambios de estado de la Materia La materia existe en cuatro estados, 3 fundamentales y el cuarto estado es el que más abunda en la naturaleza: Sólido, líquido, gas y plasmático. En toda molécula existen 2 tipos

de fuerzas intermoleculares. Fuerza de atracción (Fa): Que nos permite la cohesión y el ordenamiento de las moléculas. Fuerza de repulsión (Fr): Que permite la separación de las moléculas. a) Estado sólido: Se caracteriza por tener forma y volumen definido, debido a que la fuerza de atracción intermolecular es mayor que la fuerza de repulsión. b) Estado líquido: Se caracteriza por tener volumen definido y forma variable según el recipiente que lo contenga, debido al equilibrio existente entre la fuerza de atracción y la de repulsión. c) Estado gaseoso: Estos carecen de forma y volumen definido, ya que la fuerza de repulsión intermolecular es mayor que la fuerza de atracción. d) Estado Plasmático: Es el cuarto estado de la materia, es energético y se considera al plasma, como un gas cargado eléctricamente (ionizado); conformado por moléculas,

átomos, electrones y núcleos; estos últimos provenientes de átomos desintegrados. Se encuentra a elevadísimas temperaturas de 20000º C. Ejemplo, el núcleo del sol, de las estrellas, energía atómica.En la superficie terrestre a una distancia de 200 Km, se encuentra el plasma de hidrógeno conformando el cinturón de Van Allen.

Cambios de estado de la materia: La materia cambia de un estado a otro por efecto de la temperatura y presión, ya sea aumentando o disminuyendo la energía calórica. En la naturaleza es frecuente observar que la materia cambia de un estado a otro. Tal vez el ejemplo más conocido sea el caso del agua, que se puede encontrar en forma sólida, líquida y gaseosa. Se reconocen 2 tipos de cambios de estado: Progresivos y regresivos. a) Cambios de estado progresivos: Los cambios de estado progresivos se producen cuando se aplica calor a los cuerpos y son: sublimación progresiva, fusión y evaporación. Sublimación progresiva: Este cambio se produce cuando un cuerpo pasa del estado sólido al gaseoso directamente. Ejemplo: sublimación del yodo, sublimación de la naftalina. Fusión: Es el paso de una sustancia, del estado sólido al líquido por la acción del calor. La temperatura a la que se produce la fusión es característica de cada sustancia. Por ejemplo, la temperatura a la que ocurre la fusión del hielo es 0º C. La temperatura constante a la que ocurre la fusión se denomina Punto de Fusión. A esta temperatura existe un equilibrio entre el estado cristalino de alta ordenación y el estado líquido más desordenado. Evaporación: Es el paso de una sustancia desde el estado líquido al gaseoso. Este cambio de estado ocurre normalmente a la temperatura ambiente, y sin necesidad de aplicar calor. Bajo esas condiciones, sólo las partículas de la superficie del líquido pasarán al estado gaseoso, mientras que aquellas que están más abajo seguirán en el estado inicial.

Sin embargo, si se aplica mayor calor, tanto las partículas de la superficie como las del interior del líquido podrán pasar al estado gaseoso. El cambio de estado así producido se llama Ebullición. La temperatura que cada sustancia necesita para alcanzar la ebullición es característica de cada sustancia y se denomina Punto de Ebullición. Por ejemplo, el punto de ebullición del H2O a nivel del mar es 100º C. Observaciones: La temperatura a la que ocurre la fusión o la ebullición de una sustancia es un valor constante, es independiente de la cantidad de sustancia y no varía aún cuando ésta continúe calentándose. b) Cambios de estado regresivos: Los cambios de estado regresivos son aquellos que se producen cuando los cuerpos se enfrían. Se reconocen 3 tipos: Sublimación regresiva, solidificación y condensación. Sublimación regresiva: Es el cambio de estado que ocurre cuando una sustancia gaseosa se vuelve sólida, sin pasar por el estado líquido. Solidificación: Es el paso de una sustancia desde el estado líquido al sólido. Este proceso ocurre a una temperatura característica para cada sustancia denominada punto de solidificación y que coincide con su punto de fusión. Condensación: Es el cambio de estado que se produce en una sustancia al pasar del estado gaseoso al estado líquido. La temperatura a la que ocurre esta transformación se llama punto de condensación y corresponde al punto de ebullición.

Posted by Profe Jorge at 10:48 AM

Página de origen de la simulación: http://www.footprints-science.co.uk/states.htm

2.4.2. Completa la tabla con las características de sólidos, líquidos y gases:

En el cuaderno de clase debes tener los enunciados y las contestaciones de todas las actividades anteriores de este apartado e incluir las siguientes: 2.4.3. Indica los estados de agregación de la materia 2.4.4. ¿Qué dos factores pueden determinar que se produzca un cambio de estado? 2.4.5. Indica el nombre de todos los cambios de estado siguiendo el ejemplo: Fusión es el paso de sólido a líquido. 2.4.6. ¿Qué es la evaporación? 2.4.7. ¿Qué es la ebullición? 2.4.8. ¿Qué ocurre con la temperatura de una sustancia pura cuando se encuenta en un cambio de estado? ¿Y si se trata de una mezcla? 2.4.9. ¿A qué llamamos punto de fusión? 2.4.10. ¿A qué llamamos punto de ebullición? 2.4.11. Dibuja la gráfica de enfriamiento de una sustancia pura que inicialmente está en estado gaseoso y que termina en estado sólido. Supon que esta sustancia no sublima.

Del latín fusĭo, el término fusión hace referencia a la acción y efecto de fundir o fundirse (derretir y licuar cuerpos sólidos como metales, hacer de dos o más cosas sólo una).

Se conoce como fusión al proceso físico que implica el cambio de estado de una materia de sólido a líquido. Al calentar la materia en estado sólido, se produce una transferencia de energía a los átomos, que comienzan a vibrar con mayor rapidez. Podría decirse que fusión y fundición se refieren al mismo proceso, aunque el segundo concepto se utiliza para los metales y los sólidos cristalinos que se licuan a altas temperaturas. Se denomina calor de fusión a aquel que es absorbido por la materia durante su transformación, sin que se produzca un cambio de su temperatura. Por otra parte, el punto de fusión es la temperatura en la cual un sólido se transforma en líquido. La fusión nuclear es una reacción que se produce con la unión de dos núcleos ligeros, que generan un núcleo más pesado (con mayor masa atómica) y desprendimiento de energía. En otro sentido, la fusión es una unión de intereses, ideas o partidos. En el campo de los negocios, la fusión se produce cuando dos o más empresas reúnen sus patrimonios para formar una nueva sociedad. La fusión también puede producirse entre partidos políticos, clubes u organizaciones de otro tipo. Por último, en la música, la fusión es el subgénero que combina varios estilos y ritmos. Por ejemplo: el jazz fusión. La EVAPORACIÓN y La vaporización La Evaporacion es el cambio de estado que ocurre cuando una sustancia pasa del estado LÍQUIDO al estado de VAPOR. ejemplo: CUANDO SERVIMOS UN CAFÉ o TÉ El líquido (café o té) que se encuentra en la superficie pasa al estado de vapor, se EVAPORA. La EVAPORACIÓN se produce por aumento de la temperatura en la superficie del líquido como en los ejemplos citados. Otro ejemplo similar podría ser el agua de mar, que en su superficie pasa al estado de vapor. Este fenómeno también puede ocurrir por acción del viento, facilitando que se seque la

ropa. Si no existiera no usaríamos perfumes o colonias, no podríamos percibir el olor de las comidas con facilidad. este cambio de estado puede llevar a la confusion con la VAPORIZACION La vaporización es el paso de una sustancia de la fase líquida a la fase de vapor o fase gaseosa. Cuando la vaporización se efectúa en el aire recibe el nombre de evaporación. Para cada valor de la presión exterior existe una temperatura para la cual la vaporización se vuelve violenta, afectando a todo el líquido y no sólo a su superficie. Esta forma tumultuoso de vaporizació...