Resumen tema 2

1. TEMA 2.-
1. ESTADOS DE LA MATERIA:
La materia puede presentarse en tres estados de agregación: sólida, líquida
o gas. El estado de agregación de una sustancia depende de la naturaleza
de la sustancia y de la presión y temperatura a la que se le someta.
ESTADO SÓLIDO
Los sólidos son rígidos y es difícil comprimirlos, tienen volumen constante.
Su forma es constante: no varía al cambiarlos de recipiente. Su densidad
suele ser grande. No se mezclan con otros sólidos al ponerlos en contacto.
ESTADO LÍQUIDO
Aunque los líquidos no son rígidos, no es fácil comprimirlos, tienen volumen
constante. Tienen forma variable: adoptan la forma del recipiente que los
contiene. Su densidad suele ser grande. Suelen mezclarse fácilmente unos
líquidos con otros.
ESTADO GASEOSO
Los gases se expanden y se comprimen fácilmente, tienen volumen
variable. Tienen forma variable: adoptan la forma y el volumen del
recipiente que los contiene. Su densidad es muy pequeña. Se mezclan
fácilmente unos gases con otros.

2. 2. MODELO CINÉTICO-MOLECULAR DE LA MATERIA:
Los postulados fundamentales de este modelo son:
- La materia es discontinua, es decir, está formada por un gran número
de pequeñas partículas materiales separadas entre sí.
- Estas partículas se encuentran en constante movimiento, que
aumenta si se eleva la temperatura.
- Entre las partículas hay fuerzas atractivas o de cohesión cuya
intensidad disminuye conforme aumenta la distancia entre ellas.
La intensidad de las fuerzas de cohesión, la diferente disposición de las
partículas y su movilidad establecen las diferentes entre los tres estados.
MODELO CINÉTICO-MOLECULAR DEL ESTADO SÓLIDO
- Las fuerzas de atracción entre las partículas son muy intensas.
- Las partículas están muy próximas entre sí y ocupan posiciones fijas.
- Las partículas sólo tienen movimiento de vibración alrededor de su
posición de equilibrio.
MODELO CINÉTICO-MOLECULAR DEL ESTADO LÍQUIDO
- Las fuerzas de atracción entre las partículas son intensas.
- Las partículas están muy próximas entre sí, pero no ocupan
posiciones fijas.
- Las partículas tienen libertad para desplazarse, sin alejarse unas de
otras.

3. MODELO CINÉTICO-MOLECULAR DEL ESTADO GASEOSO
- Las fuerzas de atracción entre las partículas son despreciables.
- Las partículas están muy alejadas unas de otras, en total desorden.
- Las partículas tienen total libertad para desplazarse y chocan
elásticamente entre ellas y con las paredes del recipiente.
3. PROPIEDADES DE LOS ESTADOS DE AGREGACIÓN:
ESTADO
DE LA
MATERIA
VOLUMEN/FORMA DENSIDAD COMPRESIBILIDAD
MOVIMIENTO
DE
MOLÉCULAS
Gas
Adopta el volumen
y la forma del
recipiente
Baja Muy compresible
Continuo y
aleatorio
Líquido
Tiene un volumen
definido, pero
adopta la forma del
recipiente
Alta
Ligeramente
compresible
Se deslizan
entre sí
libremente
Sólido
Tiene un volumen y
forma definidos
Alta Incompresible
Vibraciones
alrededor de
posiciones fijas

4. 4. CAMBIOS DE ESTADO:
Los factores de los que depende el estado de una sustancia pura son: la
naturaleza de la sustancia, la temperatura y la presión.
Cuando una sustancia pasa de un estado de agregación a otro se produce
un cambio de estado.
Cuando un cuerpo alcanza la temperatura de cambio de estado, éste
comienza, pero mientras que se realiza, la temperatura del cuerpo
permanece constante.
VAPORIZACIÓN DE LOS LÍQUIDOS
Evaporación: Es la vaporización solamente en la superficie. Se produce a
cualquier temperatura.
Ebullición: Es la vaporización en toda la masa del líquido. Se produce a una
temperatura característica para cada sustancia pura y se llama punto de
ebullición.

5. 5. CLASIFICACIÓN DE LA MATERIA. MEZCLAS:
Se puede establecer una primera clasificación según sea o no uniforme. Con
este criterio, la mezcla puede ser homogénea o heterogénea.
MATERIA O MEZCLA HETEROGÉNEA
Mezcla en la que, a simple vista o con un microscopio óptico, se distinguen
los diferentes componentes.
Ej.: Granito, caldo, etc.
Su composición y sus propiedades varían de unos puntos a otros. Se
pueden separar en sustancias más simples mediante procesos físicos.
MATERIA O MEZCLA HOMOGÉNEA
Mezcla en la que no se distinguen los diferentes componentes.
Ej.: Bronce (aleación), el agua del mar.
Su composición y sus propiedades son las mismas en todos los puntos.

6. La materia homogénea se clasifica en disoluciones o sustancias puras según
su composición sea fija o variable.
- Disolución o mezcla homogénea: Materia homogénea de composición
variable. Ej.: el vino.
- Sustancia pura: Materia homogénea de composición fija. Ej.: Cloruro
de potasio (KCl)
A su vez, las sustancias puras pueden ser compuestos o elementos.
- Compuesto: Sustancia pura que se puede descomponer en otras más
simples por métodos químicos. Ej.: Carbonato de sodio o cloruro de
sodio.
- Elemento: Sustancia pura que no se puede descomponer en otras
más simples por métodos químicos y está recogidos en la tabla
periódica. Ej.: Azufre (S)
6. PROPIEDADES DE LAS MEZCLAS:
La mezcla es un sistema formado por dos o más sustancias puras, en el que
cada una retiene su propia composición y sus propiedades.
Las mezclas se caracterizan porque los componentes que las forman
mantienen sus propiedades características y la proporción de cada
componente puede variarse a voluntad.

7. 7. SEPARACIÓN DE MEZCLAS:
Los componentes de una mezcla, ya sea homogénea o heterogénea, pueden
separarse utilizando técnicas físicas.
Estas técnicas dependen del tipo de mezcla. Para separar mezclas
heterogéneas suelen utilizarse la filtración y la decantación. Para separar
mezclas homogéneas pueden emplearse la destilación y la cristalización.
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). Ej.: agua y arena.
El procedimiento consiste en separar las partículas sólidas de las del líquido
por medio de un filtro, aprovechando la diferencia de tamaño entre ambas.
1. Se coloca la suspensión en un vaso de precipitados.
2. Se prepara el montaje, procurando que el papel de filtro no
sobresalga del borde superior del embudo.
3. Se vierte lentamente la suspensión para que resbale por la varilla de
vidrio hacia el papel de filtro.
4. Las partículas sólidas quedan retenidas y el líquido pasa a través del
filtro y llena el erlenmeyer que se encuentra bajo él.
DECANTACIÓN
Se emplea para separar dos tipos de mezclas: las emulsiones (mezclas de
dos líquidos inmiscibles que, con el tiempo, tiende a separarse
espontáneamente en dos fases) y las suspensiones gruesas, las que las
partículas del sólido tienden a depositarse en el fondo o a sobrenadar en el
líquido.
El procedimiento consiste en separar ambas fases (las dos fases líquidas o
la fase líquida y la sólida) aprovechando la diferencia de densidad entre
ambas. Este proceso depende del tipo de mezcla.
Para separar las dos fases líquidas de una emulsión, por ejemplo, agua y
aceite, se emplea un embudo de decantación.

8. Para separar la fase líquida de la sólida que permanece en el fondo, por
ejemplo, agua y arena gruesa, se inclina el vaso de precipitados y se vierte
el líquido.
Para separar la fase sólida que sobrenada un líquido, por ejemplo, algas y
agua, se utiliza una espátula.
DESTILACIÓN
El proceso es diferente según el tipo de disolución.
Si se trata de una disolución de dos líquidos, el componente de menos
punto de ebullición se recoge en el vaso de precipitados. La mezcla
contenida en el matraz es cada vez más rica en el componente de mayor
punto de ebullición. Sería el caso de una mezcla de agua y etanol. Este
proceso es el que se utiliza para obtener el aguardiente en una destilería.
Si se trata de una disolución de un sólido en un líquido, la ebullición
continúa mientras existe líquido en el matraz. Al final, todo el líquido ha
pasado al vaso de precipitados y en el matraz permanece el sólido. Así se
podría obtener agua potable a partir de agua de mar.
La destilación es una operación utilizada con el fin de purificar y aislar
líquidos, generalmente, orgánicos. Ésta aprovecha las volatilidades y puntos
de ebullición de los componentes líquidos a separar.
La destilación simple consiste en la separación de uno o varios componentes
de una mezcla líquida cuyos puntos de ebullición difieren entre sí en un
rango suficientemente marcado, al menos 25 ºC, y deben ser inferiores a
150 ºC. El líquido a destilar se coloca en un matraz, para después, mediante
la adición de calor, impulsar la vaporización. Una vez establecido el
equilibrio líquido-vapor, parte del vapor se condensa en las paredes del
matraz, pero el resto pasa por la salida lateral, para posteriormente
condensarse por efecto del enfriamiento ocasionado por agua fría que
circula por un tubo refrigerante que forma parte del equipo en esta
operación. Al producto se le conoce como destilado, mientras la porción que
queda dentro del matraz se denomina residuo.
Con la finalidad de evitar el sobrecalentamiento de los líquidos y ocasionar
la posible desnaturalización de compuestos de interés en la disolución, es
importante adicionar núcleos de ebullición, que son partículas físicas e
inertes (generalmente perlas de vidrio), utilizadas para fomentar la
homogeneidad de la mezcla y mantener constante el ritmo de destilación.

9. CRISTALIZACIÓN
Se utiliza para separar los componentes de una disolución formada por un
sólido y un líquido, por ejemplo, agua y sulfato de cobre(II)
El procedimiento consiste en separar ambos componentes aprovechando la
mayor volatilidad del líquido, es decir, la facilidad de éste para pasar a
estado gaseoso.
Puede llevarse a cabo de dos maneras:
- Se deposita la disolución en un cristalizador para que el líquido se
evapore lentamente: el sólido aparece en el fondo en forma de
cristales.
- Se coloca el cristalizado en el interior de un desecador provisto de
una sustancia capaz de absorber los vapores para acelerar la
cristalización.
EXTRACCIÓN CON DISOLVENTE
Se utiliza para separar los componentes de una mezcla heterogénea de
sólidos.
El procedimiento consiste en separar ambos sólidos aprovechando que uno
de ellos es soluble en un disolvente determinado y el otro no.
Se añade a la mezcla un disolvente que sólo sea capaz de disolver una de
las sustancias que la componen.
Una vez disuelta, la que queda en fase sólida se separa por filtración o
decantación.
Si se desea separar la sustancia disuelta del disolvente empleado, puede
efectuarse una destilación o una cristalización.
CROMATOGRAFÍA
Se utiliza para detectar la existencia de diferentes componentes en una
disolución. Por esta razón se puede utilizar esta técnica como criterio de
pureza.
El procedimiento consiste en aprovechar la diferente velocidad de difusión
de cada componente en un soporte estático (una tira de papel de filtro)

10. Se coloca una muestra de la disolución sobre la tira de papel de filtro y se
introduce la parte inferior de ésta en el disolvente.
Éste asciende por capilaridad a través del papel y arrastra los componentes
de la mezcla.
La altura que alcanza cada componente en la tira de papel, debido a su
diferente velocidad de difusión, permite identificarlos.
8. DISOLUCIONES:
Una disolución o mezcla homogénea es materia homogénea formado por
dos o más componentes, de composición variable, que presenta la misma
composición en todas sus partes y sus componentes son indistinguibles.
COMPONENTES DE UNA DISOLUCIÓN
SOLUTO: Es la sustancia que se disuelve y es el componente que está en
menor cantidad.
DISOLVENTE: Es la sustancia que disuelve el soluto y es el componente que
está en mayor cantidad.
CLASES DE DISOLUCIONES
Tanto el soluto como el disolvente pueden presentarse en estado sólido,
líquido o gaseoso, lo que da origen a nueve tipos de disoluciones según el
estado físico de sus componentes. Así, según el estado de agregación de la
disolución tendremos:
DISOLUCIÓN SÓLIDA
Sólido en sólido Aleaciones
Líquido en sólido Arcilla húmeda
Gas en sólido Hidrógeno en paladio
DISOLUCIÓN LÍQUIDA
Sólido en líquido Azúcar en agua
Líquido en líquido Alcohol en agua
Gas en líquido Bebida gaseosa
DISOLUCIÓN GASEOSA
Sólido en gas Humo
Líquido en gas Aerosoles
Gas en gas Aire

11. PROCESO DE DISOLUCIÓN
Si el soluto es un sólido (por ejemplo, sal en agua) la disolución es más
lenta, ya que se tiene que destruir la estructura cristalina ordenada del
sólido para que sus partículas se dispersen en las del disolvente.
Lo que sucede en este proceso de disolución es que las partículas del
disolvente se adhieren al sólido, arrancando las partículas de la superficie
de éste. Por eso si agitamos la velocidad de la disolución aumenta, ya que
las partículas del disolvente en contacto con el sólido se van renovando para
continuar desmoronándolo.
SOLUBILIDAD
Al disolver cantidades sucesivas de un sólido en un líquido (por ejemplo,
azúcar en agua) llega un momento que por mucho que se remueva ya no se
disuelve más soluto sólido. Se dice entonces que la disolución está saturada
para esa cantidad de disolvente.
Según la proporción entre el soluto y el disolvente en una disolución, ésta
se puede clasificar en:
- Disolución diluida: si la proporción de soluto respecto del disolvente
es pequeña.
- Disolución concentrada: si la proporción de soluto respecto del
disolvente es grande.
- Saturada: cuando la disolución ya no admite, para la cantidad de
disolvente que hay, más cantidad de soluto a esa temperatura.
La solubilidad de una sustancia en un disolvente, a una temperatura
determinada, es la máxima cantidad de soluto que puede disolverse en una
cantidad fija de disolvente a dicha temperatura.
Factores que influyen en la solubilidad:
- La solubilidad de los gases en líquidos aumenta con la presión. Al
abrir una botella de cava se produce un desprendimiento de gas,
debido a la disminución de presión que se produce al quitar el tapón
de la botella.
- La solubilidad de los gases en líquidos disminuye al aumentar la
temperatura. Al destapar un refresco de bebida carbonatada se
observa que el desprendimiento de gas es mayor cuanto más caliente
está el recipiente.

12. - La solubilidad de los sólidos en líquidos aumenta con la temperatura.
Al calentar una disolución saturada y con sólido en el fondo del
recipiente (té con azúcar), se observa que éste se disuelve
totalmente.
- Cuando mayor es la superficie de contacto, más rápida es la
disolución. Un sólido finamente dividido se disuelve más rápidamente
que el mismo sólido cuando forma grandes cristales.
- Cuanto más agitamos, antes se disuelve. Un sólido depositado en el
fondo de un recipiente se disolverá antes si se agita la mezcla. En
caso contrario, incluso puede no disolverse.
9. CONCENTRACIÓN DE UNA DISOLUCIÓN:
COMPONENTES DE UNA DISOLUCIÓN
Se define concentración de una disolución como la cantidad de soluto que
se encuentra disuelto en cierta cantidad de disolución o disolvente.
FORMAS DE EXPRESAR LA CONCENTRACIÓN DE UNA DISOLUCIÓN
MASA DE SOLUTO POR VOLUMEN DE DISOLUCIÓN (g/L)
Esta expresión de la disolución nos dice la masa de soluto que contiene un
litro de disolución.
Esta forma de expresar la concentración es una de las más habituales para
disoluciones de sólidos en agua:
( )
( )
PORCENTAJE EN MASA (% EN MASA)
Expresa la cantidad de soluto en masa contenida por cada 100 unidades de
masa de disolución. Se expresa en forma porcentual.

13. PORCENTAJE EN VOLUMEN (% EN VOLUMEN)
Esta expresión se suele utilizar en el caso de disoluciones de líquidos o
gases. Indica la cantidad de soluto en volumen contenido por cada 100
unidades de volumen de disolución. Se expresa en forma porcentual.
DENSIDAD
Se define como la masa de sustancia que ocupa un determinado volumen y
se expresa en gramos por litro (en kilogramos por metro cúbico). Es una
magnitud que sirve para identificar sustancias.