Propiedades de la Materia

Conceptos Fundamentales

• Sustancia: Materia conformada por el mismo tipo de moléculas o átomos, por ejemplo, el agua pura.
• Productos Químicos: Materiales o sustancias. Se clasifican en:
  • Sintéticos: Productos obtenidos en laboratorio o fábricas. Los productos de limpieza y pintura son ejemplos de sustancias químicas sintéticas.
  • Naturales: Aquellos que se obtienen de material natural (minerales, plantas, hongos, animales o bacterias).
• Inferir: Deducir algo basándose en hechos o razonamientos lógicos.

El gas LP no produce un olor perceptible para el ser humano, lo cual puede ser peligroso. Por ello, se le agrega una sustancia llamada mercaptano, cuya función es darle olor para así facilitar la detección del gas.

Uno de los efectos negativos más evidentes de diversas sustancias es la contaminación de entornos naturales por detergentes y plásticos.

Tipos de Propiedades

El uso de los sentidos para identificar ciertas sustancias tiene límites. Sin embargo, gracias a otro tipo de características del material, es posible diferenciarlas. Las propiedades que pueden ser medidas y a las que se les asigna un valor numérico se les llama propiedades cuantitativas.

• Propiedades Cuantitativas Extensivas: Dependen de la cantidad de muestra o material. Por ejemplo, la masa y el volumen de una sustancia cambian si se tiene más o menos cantidad.
• Propiedades Cuantitativas Intensivas: No dependen del tamaño de la muestra, sino únicamente del material. Por ejemplo, el agua hierve a 100 °C al nivel del mar, lo mismo si calientas 250 ml o un litro de líquido. Las propiedades cualitativas del azúcar (blanca, sólida) son las mismas sin importar la cantidad.

La química estudia todo tipo de materia.

Los Materiales y sus Usos

Cambios en la Materia

• Cambio Físico: Se obtiene la misma sustancia con propiedades físicas diferentes.
• Propiedad: Es la forma y la intensidad con la que la materia responde a una interacción.
• Cambio Químico: Se produce con nuevas sustancias.

Propiedades Específicas

• Inflamabilidad: Se mide a partir de la temperatura a la que las sustancias se encienden al ser expuestas al aire.
• Oxidación: Proceso químico en el que el oxígeno se combina con otros materiales para formar nuevos compuestos.

En la prehistoria, se prendía fuego mediante la fricción de dos rocas.

Propiedades Mecánicas y Eléctricas

• Propiedades Mecánicas: Las distintas formas en las que los materiales responden a un agente mecánico.
• Conductividad Eléctrica: Es una propiedad física de los materiales que permite el movimiento de cargas.

Las respuestas de los materiales a interacciones eléctricas se pueden clasificar en dos tipos:

• Cargas Estáticas: Cargas que se quedan en un solo sitio.
• Cargas Dinámicas: Cargas en movimiento.

Dilatación y Deformación

• Dilatación: Respuesta de los materiales (como los metales) a la variación de temperatura, que provoca un cambio en su tamaño. Los tipos de dilatación son: lineal, superficial y volumétrica.
• Plasticidad: Propiedad que tiene una materia de ser moldeada o trabajada para cambiar de forma.
• Maleabilidad: Es una propiedad física de los metales que define su capacidad para ser laminados o extendidos en láminas.
• Dureza: La propiedad superficial de un material sólido relacionada con su resistencia a ser rayado o rasgado por otro sólido.
• Elasticidad: La capacidad de un material de deformarse sin romperse al aplicar una fuerza y de recuperar su forma original una vez que la fuerza cesa.

Propiedades Térmicas

Las propiedades térmicas responden a interacciones térmicas. Así como los materiales responden a interacciones mecánicas y eléctricas, también lo hacen de forma distinta a las térmicas.

Mezclas

Definiciones Clave

• Mezcla: Se forma al combinar dos o más sustancias o materiales.
• Mezclas Heterogéneas: Están formadas por al menos dos o más sustancias diferentes, donde sus componentes son distinguibles.
• Mezclas Homogéneas: Están conformadas por dos o más sustancias que tienen el mismo estado de agregación y sus componentes no son distinguibles.
• Disolución: Una mezcla homogénea.
• Solvente: Sustancia que está en mayor proporción en una disolución.
• Soluto: Sustancia que está en menor proporción en una disolución.
• Aleación: Mezcla homogénea en la que al menos uno de los componentes es un metal. Por ejemplo, el bronce es una aleación de cobre y estaño.
• Fases: Una sección del espacio en la cual las propiedades de la materia son uniformes. Un ejemplo es el aceite y el agua, donde se distinguen dos fases.

Coloides y Sustancias Puras

• Coloides o Suspensiones: Mezclas que, dependiendo del tamaño de las partículas que la forman, pueden mostrar el Efecto Tyndall.
• Efecto Tyndall: Fenómeno en el que las partículas de un coloide desvían la luz, y por esto es posible observarlas.

Las sustancias se clasifican en dos partes:

• Elementos: Es una sustancia más simple con propiedades únicas.
• Compuestos: Se pueden separar en elementos.

Métodos de Separación de Mezclas

• Filtración: Para separar mezclas heterogéneas con componentes líquidos y sólidos, o gaseosos y sólidos.
• Decantación: Para separar dos líquidos inmiscibles o un sólido de un líquido, aprovechando la diferencia de densidades.
• Tamizado: Para mezclas heterogéneas con componentes sólidos de diferentes tamaños.
• Imantación: Cuando las mezclas contienen un componente magnético y no se pueden separar por filtración ni decantación.
• Destilación: Forma de separar los componentes de una mezcla aprovechando la diferencia entre sus temperaturas de ebullición.
• Cromatografía: Método para separar los componentes de una mezcla, como los pigmentos de la tinta negra.
• Centrifugación: Es un método que sirve para separar partículas suspendidas en un líquido, aprovechando la fuerza centrífuga.

Cambios Físicos y Químicos

Sistemas y Leyes

• Sistema Abierto: Es aquel donde la energía y la materia pueden entrar o salir del sistema.
• Sistema Cerrado: Es aquel donde únicamente la energía puede entrar o salir del sistema (la materia no).

La teoría del flogisto postulaba que una sustancia llamada flogisto era liberada durante la combustión. Esta teoría fue refutada por la Ley de Conservación de la Masa, la cual establece que en una reacción química, la materia no se crea ni se destruye.

La Ley de Conservación de la Masa de Lavoisier permite entender lo que sucede en los procesos químicos.

Procesos y Moléculas

• Condensación: Proceso físico en el cual un material pasa del estado gaseoso al líquido debido a la pérdida de energía térmica, mediada por una disminución de temperatura.
• Glucosa: Molécula perteneciente al grupo de los azúcares que se produce principalmente en la fotosíntesis de plantas y algas. Es la principal fuente de energía de todos los organismos.