Sistema Material y Materia

Materia: Todo lo que posee masa, volumen y puede ser percibida por los sentidos.

Sistema: Conjunto de elementos que interactúan entre sí y con el medio, para un fin determinado.

Sistema Material: Porción del universo que se aísla de forma real o imaginaria para su estudio.

Energía y Propiedades de la Materia

Propiedades de la Materia

Las propiedades de la materia se clasifican en:

• Físicas: No alteran la composición de la materia.
  • Ejemplos: masa, peso, volumen, dureza.
• Químicas: Describen cómo una sustancia o compuesto se transforma en otro.
  • Ejemplos: Combustión, oxidación, reducción.

Clasificación por Dependencia de la Cantidad de Materia

• Extensivas: Dependen de la cantidad de materia.
  • Ejemplos: masa, peso, volumen, presión.
• Intensivas: No dependen de la cantidad de materia.
  • Ejemplos: color, sabor, densidad.

Estados de la Materia

Estado Sólido

• Las partículas están ordenadas y dispuestas en una estructura fija.
• Las fuerzas de enlace entre partículas son fuertes, lo que mantiene la estructura rígida.
• El volumen es fijo y no cambia al aplicar fuerza externa.
• La forma es fija y se mantiene constante.
• Los sólidos son difíciles de comprimir, ya que las partículas están muy juntas.
• El color puede variar dependiendo del tipo de sólido.
• La energía cinética de las partículas es baja, lo que significa que están vibrando en su lugar.

Estado Líquido

• Las partículas están cerca unas de otras, pero no tienen una estructura fija.
• Las fuerzas de enlace entre partículas son débiles, lo que permite que se muevan libremente.
• El volumen es fijo, pero la forma puede cambiar.
• La forma no es fija y puede cambiar dependiendo del recipiente que lo contenga.
• Los líquidos son difíciles de comprimir, ya que las partículas están muy juntas.
• El color puede variar, dependiendo del tipo de líquido.
• La energía cinética de las partículas es moderada, lo que significa que están en movimiento constante.

Estado Gaseoso

• Las partículas están muy separadas y no tienen una estructura fija.
• Las fuerzas de enlace entre partículas son muy débiles, lo que permite que se muevan libremente.
• El volumen no es fijo y puede cambiar dependiendo de la presión y la temperatura.
• La forma no es fija y puede cambiar dependiendo del recipiente que lo contenga.
• Los gases son fáciles de comprimir, ya que las partículas están muy separadas.
• El color puede cambiar según el tipo de gas.
• La energía cinética de las partículas es alta, lo que significa que están en movimiento constante y rápido.

Estados Intermedios de la Materia

Se refieren a aquellos estados que se encuentran entre los estados sólidos, líquido y gaseoso. Los más comunes son:

• Coloides
• Gel
• Vidrio
• Cristales líquidos
• Superfluidos
• Aerosoles
• Emulsiones

Algunas propiedades de estos estados son: viscosidad, elasticidad, conductividad y estabilidad.

Diferencia entre Vapor y Gas

El vapor se produce por evaporación de un líquido, mientras que un gas puede existir de forma natural o ser producido mediante procesos químicos o físicos.

El vapor se produce a temperaturas y presiones específicas, mientras que un gas puede existir en un rango más amplio de temperatura y presiones.

Clasificación de Sistemas Materiales

Homogéneo

Presentan propiedades intensivas iguales en todas sus partes y están constituidas por una sola fase (monofásicos).

Heterogéneo

Presentan propiedades intensivas diferentes en sus distintas partes y están constituidas por dos o más fases (bifásicos, trifásicos o polifásicos).

Inhomogéneos

No presentan una interfase definida, variando sus propiedades intensivas en forma gradual y continua.

Métodos de Separación

Métodos de Separación Mecánicos

Se realizan sin que ocurra entre el sistema y el ambiente que lo rodea un intercambio apreciable de calor (energía).

• Centrifugación: Ej. polvo de carbón disperso en agua.
• Levigación: Ej. Para separar pepitas de oro de arcilla, se pasa una corriente de agua que arrastre la arcilla, quedando el oro.
• Imantación.
• Tamización: Ej. Separación de arena y canto rodado, arena y harina.
• Filtración: Ej. Arcilla y agua. El sólido queda retenido en el papel de filtro, el líquido pasa a través de él.
• Decantación: Ej. Aceite y agua. También para separar un líquido de un sólido insoluble, como el caso de la arena y el agua.

Métodos de Separación Mecánicos (Reiteración del Contenido Original)

Se realizan sin que ocurra entre el sistema y el ambiente que lo rodea un intercambio apreciable de calor (energía).

• Centrifugación: Ej. polvo de carbón disperso en agua.
• Levigación: Ej. Para separar pepitas de oro de arcilla, se pasa una corriente de agua que arrastre la arcilla, quedando el oro.
• Imantación.
• Tamización: Ej. Separación de arena y canto rodado, arena y harina.
• Filtración: Ej. Arcilla y agua. El sólido queda retenido en el papel de filtro, el líquido pasa a través de él.
• Decantación: Ej. Aceite y agua. También para separar un líquido de un sólido insoluble, como el caso de la arena y el agua.

Métodos de Separación Físicos

Se realizan cuando existe un intercambio de energía entre el sistema y el medio que lo rodea.

• Lixiviación: Ej. el sistema arena-sal, se puede separar adicionando agua.
• Evaporación: Ej. creta y agua.
• Sublimación: Ej. arena-yodo.

Para fraccionar una solución, es necesario escoger el método más apropiado para cada caso. Cuando el sistema esté formado por una sustancia sólida disuelta en otra líquida, como el agua salada, para separar el agua de la sal, se realiza una destilación simple.

En ciertas ocasiones, como para separar los pigmentos de una solución coloreada, se utiliza la técnica denominada cromatografía.

En el caso de que los componentes de un sistema sean solubles en un mismo solvente a la temperatura de ebullición, pero uno de ellos es insoluble o poco soluble en frío, se procede a realizar una cristalización fraccionada.