Taller 02 - Estructura de la Materia 02

ESTRUCTURA DE LA MATERIA 2: Clasificacin de la Materia

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Olayistas construyendo proyecto de vida para el desarrollo ciudadano

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PARTE 2 Clasificacin de la Materia


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1. CLASIFICACIN DE LA MATERIA La materia puede presentarse como una sustancia pura o como una mezcla. Veamos.

1.1. LAS SUSTANCIAS PURAS

Una sustancia pura es aquella compuesta por un solo tipo de materia, presenta una composicin fija y se puede caracterizar por una serie de propiedades especficas. Por ejemplo, al analizar una muestra pura de sal comn siempre encontramos los mismos valores para propiedades tales como la solubilidad (36 g/100 cm3 a 20 C), la densidad (2,16 g/cm3) y el punto de fusin (801 C). Los valores de las propiedades especficas de las sustancias puras siempre son los mismos. Las sustancias puras no pueden separarse en sus componentes por mtodos fsicos. Segn la composicin qumica, las sustancias puras se clasifican en: sustancias simples o elementos qumicos, y sustancias compuestas o compuestos qumicos. 1.1.1. Elemento qumico

Un elemento qumico es una sustancia pura, que no puede descomponerse en otras ms sencillas que ella, al estar constituidas por un solo tipo de tomos. El hierro, el oro y el oxgeno son ejemplos de elementos qumicos, ya que no pueden descomponerse en otras sustancias diferentes a ellos. Los elementos qumicos se encuentran agrupados en la Tabla Peridica y se representan mediante smbolos de una letra mayscula (Carbono, C) o una letra mayscula y otra minscula (Calcio, Ca o hierro, Fe del latn ferrum).

Los elementos qumicos son limitados en nmero: existen 91 elementos disponibles en la naturaleza y el universo conocido, ms 27 elementos sintticos (elaborados por el ser humano y de vida til breve).

Los elementos qumicos se clasifican en dos grandes grupos: los metales y los no metales. a) Los metales:

Son slidos a temperatura ambiente (excepto el mercurio).

Reflejan la luz de una forma caracterstica (brillo metlico).

Son dctiles y maleables, ya que se pueden estirar en hilos y hacer planchas o lminas fcilmente.

Por lo general, son buenos conductores del calor y de la electricidad.

Muchos de ellos son magnticos. Ejemplos: Hierro, cobre, aluminio, zinc, magnesio, sodio, mercurio, etc.

b) Los no metales:

No tienen brillo metlico.

Pueden ser slidos, lquidos o gases a temperatura ambiente.

No conducen la electricidad y pocos conducen el calor.

En general son frgiles


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Ejemplos: Cloro, carbono, azufre, nitrgeno, oxgeno, nen, helio, silicio, fsforo, etc. 1.1.2. Compuesto qumico

Un compuesto qumico es una sustancia pura, formada por la combinacin qumica de dos o ms elementos, en proporciones definidas. Por ejemplo, 1 g de cloruro de sodio siempre contiene 0,3934 g de sodio y 0,6066 g de cloro, combinados qumicamente. Los compuestos se representan por medio de frmulas. Una frmula qumica muestra los smbolos de los elementos que forman el compuesto, y la proporcin que existe entre ellos, es decir, sealan su composicin qumica. Por ejemplo, la frmula del agua es H2O, lo que indica que esta sustancia est formada por hidrgeno y oxgeno en una proporcin de 2:1.

Los compuestos se pueden clasificar en dos grandes grupos:

Los compuestos orgnicos: son aquellos que tienen al carbono como elemento principal combinado con elementos como el hidrgeno, oxgeno y nitrgeno. Los carbohidratos, los lpidos y las protenas son ejemplos de compuestos orgnicos.

Los compuestos inorgnicos: son aquellos que no tienen al carbono como elemento principal. El agua (H2O) y el cloruro de sodio (NaCl) son ejemplos de compuestos inorgnicos.

1.2. LAS MEZCLAS

Las mezclas son uniones fsicas de sustancias en las que la estructura de cada sustancia no cambia, por lo cual sus propiedades qumicas permanecen constantes y las proporciones pueden variar. Adems, es posible separarlas por procesos fsicos. Por ejemplo, la unin de agua con tierra es una mezcla.

En una mezcla, la sustancia que se encuentra en mayor proporcin recibe el nombre de fase dispersante o medio, y la sustancia que se encuentra en menor proporcin recibe el nombre de fase dispersa.

De acuerdo con la fuerza de cohesin entre las sustancias, el tamao de las partculas de la fase dispersa y la uniformidad en la distribucin de estas partculas las mezclas pueden ser homogneas (llamadas soluciones o disoluciones) o heterogneas (llamadas suspensiones y coloides).

1.2.1. Mezclas homogneas:

Son aquellas mezclas que poseen la mxima fuerza de cohesin entre las sustancias combinadas; las partculas de la fase dispersa son ms pequeas, y dichas partculas se encuentran distribuidas uniformemente. De esta manera, sus componentes no son identificables a simple vista, es decir, se perciben como una sola fase. Tambin reciben el nombre de soluciones o disoluciones.

En las soluciones la fase dispersante recibe el nombre de solvente, y la fase dispersa se denomina soluto. El solvente o disolvente es la sustancia que se encuentra en mayor cantidad. El solvente ms comn es el agua. El soluto es la sustancia que se encuentra en menor cantidad.


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Las soluciones se pueden clasificar segn el estado fsico que presenten el solvente y el soluto, y segn la cantidad de soluto de la solucin.

a) Segn el estado fsico: Las soluciones se pueden clasificar segn su estado fsico en slidas, lquidas y gaseosas:

Estado de la solucin

Estado del soluto

Estado del solvente

Ejemplos

Gas Gas Gas Aire

Lquido Gas Lquido Oxgeno en agua

Lquido Lquido Lquido Alcohol en agua

Lquido Slido Lquido Sal en agua

Slido Lquido Slido Plata en mercurio (amalgama)

Slido Slido Slido Cobre en oro (aleacin)

Tabla 1: Clasificacin se soluciones segn su estado fsico

b) Segn la cantidad de soluto: Dependiendo de la cantidad de soluto que contienen, las soluciones pueden ser diluidas, concentradas, saturadas o sobresaturadas:

Las soluciones diluidas: se presentan cuando el soluto se encuentra en pequeas cantidades.

Las soluciones concentradas: se presentan cuando el soluto se encuentra en grandes cantidades.

Las soluciones saturadas: son las que contienen la cantidad mxima de soluto que el solvente puede disolver a una temperatura dada.

Las soluciones sobresaturadas: se presentan cuando una solucin contiene ms soluto disuelto del que puede contener a una temperatura dada. 1.2.2. Mezclas heterogneas:

Son aquellas mezclas en las que la fuerza de cohesin entre las sustancias es menor; las partculas de la fase dispersa son ms grandes que

en las soluciones y dichas partculas no se encuentran distribuidas de manera uniforme.

De esta forma, sus componentes se pueden distinguir a simple vista. Por ejemplo, la reunin de arena y piedras forma una mezcla heterognea. Las mezclas heterogneas pueden ser suspensiones o coloides.

a) Suspensiones: Son mezclas heterogneas, en las cuales se aprecia fcilmente la separacin de las fases. Por lo general, estn formadas por una fase dispersa slida insoluble en la fase dispersante lquida. El tamao de las partculas de la fase dispersa es mayor que en las disoluciones y en los coloides. Las suspensiones no son estables, es decir, las partculas de la fase dispersa se sedimentan despus de cierto tiempo de permanecer en reposo. Al agitar la mezcla, es posible volver a suspender las partculas. Algunos ejemplos de suspensiones son las pinturas de agua y la mezcla de arena, agua y cemento que se emplea en construccin. b) Coloides: Son mezclas heterogneas en las cuales las partculas de la fase dispersa tienen un tamao intermedio entre las disoluciones y las suspensiones, y no se sedimentan. Las partculas coloidales se reconocen porque pueden reflejar y dispersar la luz.


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Los coloides se pueden clasificar de acuerdo con el estado fsico de la fase dispersa y de la fase dispersante, segn se muestra en la tabla 2. Algunos ejemplos de coloides son: la clara de huevo, el agua jabonosa, la leche, los flanes, los helados, el cemento, las emulsiones y las pomadas.

Tabla 2: Clasificacin de coloides

Fase dispersa

Fase dispersante

Nombre Ejemplos

Slido Liquido Sol Oro en agua, gelatina,

pinturas, jaleas

Lquido Lquido Emulsin Crema, mayonesa,

leche, asfalto

Gas Lquido Espuma Burbujas, merengue

Slido Slido Sol slido Rubes, esmeraldas

Lquido Slido Emulsin

slida Mantequilla, queso

Gas Slido Espuma slida Masmelos, icopor,

piedra pmez

Slido Gas Aerosol slido Humo, polvo

Lquido Gas Aerosol liquido Nubes, niebla, sprays

ACTIVIDAD

1. Realizar un mapa conceptual sobre la clasificacin de la materia.

2. Las sustancias existen en forma de elementos y compuestos, cada uno de los cuales posee caractersticas particulares.

a. Qu hace que una sustancia posea propiedades exclusivas? b. Por ejemplo, tenemos dos metales aparentemente iguales. Cmo podemos identificar si cada uno de ellos es elemento o compuesto? Cmo se distinguira uno de otro?

3. Transcribe en el cuaderno y colorea cada concepto segn las frases:

Realizar en el cuaderno Qu piensas?

Realizar en la gua

Tarea

COLOR CLAVE

Amarillo Solucin en la cual el soluto se encuentra en pequeas cantidades.

Azul Mezcla heterognea en la cual es difcil distinguir la fase dispersa de la fase dispersante.

Rojo Sustancia que se encuentra en mayor proporcin en una solucin.

Verde Sustancia que se encuentra en menor proporcin en una solucin

Naranja Mezcla heterognea en el cual se aprecia fcilmente la separacin de las fases.

Soluto

Coloide

Solucin concentrada

Solucin diluida

Suspensin

Solvente


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4. Clasifica los materiales que aparecen en el cuadro como: elementos, compuestos o mezclas:

Materiales Elemento Compuesto Mezcla Materiales Elemento Compuesto Mezcla

Aspirina Sal

Gasolina Bronce

Oro Cobre

Leche Miel

Papel Helio

Algodn Mercurio Agua con azcar

Gelatina

Vidrio xido frrico

5. De los siguientes ejemplos, indique qu tipo de mezclas son y qu estados (Slido, Lquido o Gas) estn involucrados:

6. Un laboratorista al estudiar las propiedades de una sustancia qumica desconocida, X, obtiene los siguientes resultados:

X es un slido blanco a temperatura ambiente.

X tiene punto de fusin de 200 C, aproximadamente.

X se disuelve en agua para dar una solucin coloreada.

Al someterla a electrlisis (separacin qumica con corriente elctrica) de X, se obtiene ms de un producto.

X forma un slido blanco al calentarlo en presencia de aire

Determina cul de estos resultados corresponde a una propiedad fsica o qumica de la materia y si la sustancia analizada es un elemento o un compuesto qumico. Justifica tu respuesta.

7. Completa la siguiente tabla en el cuaderno:

Ejemplos Solvente Soluto Estado de solucin

Azcar en agua

Una bebida alcohlica

Amalgama dental

Cloro en agua

Aire

Aleacin de bronce

Materiales Estados mezclados Homognea Heterognea

Agua y arena

Azcar y agua

Pintura a base de agua

El aire

El trofeo de la Copa Mundial de Ftbol

El petrleo

Una gaseosa

Una sopa de pasta

Una medalla olmpica de bronce

Un helado cubierto de chocolate

Una espuma plstica


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8. Escribe V, si el enunciado es verdadero o F, si es falso.

Una sustancia pura posee propiedades variables.

El cido clorhdrico comercial es una mezcla homognea.

Toda mezcla heterognea posee composicin definida.

Los metales se caracterizan por su brillo, y por ser dctiles y maleables.

Las mezclas estn formadas por sustancias puras.

El bronce es considerado una mezcla homognea.

Una sustancia pura, como la sangre, posee composicin y propiedades definidas.

Las mezclas poseen siempre propiedades y composicin definida.

Un incendio por derrame de petrleo es difcil de controlar porque con el agua forma una mezcla heterognea.

Las suspensiones son estables.

El agua es un compuesto inorgnico, puesto que no contiene carbono.

Las soluciones son exclusivamente mezclas homogneas.

Los coloides se caracterizan por poseer un tamao de partcula intermedio entre las soluciones y las suspensiones.

Los compuestos son limitados (alrededor de 118) y se encuentran en la tabla peridica.

Cuando se agrega azcar al agua y se mezcla, queda en algunos casos un residuo que no puede disolverse. Esto es una solucin de tipo sobresaturada.

Entre una mezcla de agua y colorante, el solvente es el colorante.

Los coloides no se sedimentan y sus partculas pueden reflejar la luz.

9. Completa en tu cuaderno la siguiente tabla:

Tipo de mezcla Caractersticas

Solucin Coloide Suspensin

Tamao de las partculas del soluto

Apariencia

Se sedimenta?

Se separa por filtracin?

10. Identifica para cada coloide de la siguiente tabla qu tipo de coloide es. Indica en cada caso el estado de la fase dispersa y del medio dispersante.

Coloide Nombre Fase dispersante Fase dispersa

Gelatina

Crema de afeitar

Laca de pintura

Mantequilla

Jalea de guayaba

Mayonesa

Gases de escape de un auto

Queso

Rubes

Extintor de incendios

Desodorante en spray

Crema batida

Espuma de cerveza

Espuma de colchones

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