Estados de La Materia

UNIVERSIDAD DON BOSCO FACULTAD DE ESTUDIOS TECNOLÓGICOS DEPARTAMENTO DE AERONÁUTICA

Materia: Materiales y sus Propiedades Tema de Investigación, Foro 1 Docente: Ing. Joaquín Rivera Alumnos: Oscar Alexander Quintanilla Aguirre

QA080807

Mario José Rodas Torres

RT020170

Rafael Ernesto García

GS081163

Nelson Ulises Moran Silva

MS071061

Ciudadela Don Bosco, 27 de Enero de 2009

1. Estados de la materia Solido Estado de agregación de la materia en el que los sólidos poseen un tamaño y forma definidos, debido a que sus átomos están muy próximos y ligados por fuerzas de cohesión muy considerables. Si las moléculas del sólido ocupan lugares en el espacio distribuidos de forma regular (o sea, se repiten periódicamente), éste se llama sólido cristalino, lo que confiere al cuerpo la capacidad de soportar fuerzas sin deformación aparente; son por tanto agregados generalmente rígidos, duros y resistentes.

Gaseoso Estado de la materia en el que esta no tiene una forma determinada. Su característica principal es la movilidad de sus componentes (átomos y moléculas), lo que permite a las sustancias ocupar completamente cualquier recipiente en el que se situé, distribuyéndose por todo el espacio disponible. Se caracteriza también por sus densidades relativamente bajas. Teóricamente cualquier sustancia puede transformarse en gas a una temperatura suficientemente alta, también se puede transformar cualquier gas, a una presión suficientemente alta y a una temperatura situada por debajo de la crítica, en un líquido, cada gas ejerce sobre las paredes del recipiente circundante una presión que aumenta al reducir el volumen de este.

Liquido Es el estado intermedio entre los estados sólidos y gaseosos, por el que pasan la mayoría de los materiales al ser calentados por encima del punto de fusión o ser enfriados por debajo del punto crioscópico. Sus constituyentes gozan de cierta libertad de movimiento, por lo que se trata de sustancias cuya característica principal es que puede fluir y adoptar la forma del recipiente que las contiene, aunque presentando siempre una superficie de separación. Las moléculas de los líquidos no están tan próximas como las de los sólidos, pero están menos separadas que las de los gases

Plasma Nombre que recibe el cuarto estado de agregación de la materia y que es constituido por un fluido obtenido mediante la casi completa ionización de un gas, inicialmente neutro, a temperaturas muy elevadas.

Dicho fluido contiene proporciones prácticamente iguales de electrones negativos y de iones positivos (cationes), por lo que en grandes volúmenes casi neutro y conduce excelentemente la electricidad, además en su interior se encuentra cantidades pequeñas (nunca superiores a 1%) de moléculas neutras (neutrones). Es un gas en el que los átomos se han roto, perdiendo electrones y quedando con una carga eléctrica positiva, y están moviéndose libremente. Las partículas aceleradas ganan energía, colisionan con los átomos, expulsan electrones adicionales y así mantienen el plasma, incluso aunque se re combinen partículas. Las colisiones también hacen que los átomos emitan luz y, de hecho, esta forma de luz es más eficiente que las lámparas tradicionales.

2.

Características de la estructura de cada estado

Sólidos Los sólidos tienen densidades altas, un poco mayores a los líquidos, mientras que los gases tienen densidades muy bajas. Como ejemplo, el plomo (Pb, un metal muy denso) tiene una densidad de 11.340 g/mL, mientras que el agua tiene una densidad de 1 g/mL. El nitrógeno (N), el componente más abundante del aire, tiene una densidad de apenas 0.00125 g/mL Las propiedades de los sólidos son: • • •

Elasticidad: le permite recuperar su forma original cuando es deformado. Fragilidad: Puede quebrarse en pedazos. (rotura o exfoliación) Dureza: es la resistencia que presenta al rayado.

Ej: Estructura de los Sólidos..

Líquidos Un líquido es una sustancia formada por moléculas que están en constante movimiento de desplazamiento y que se deslizan unas sobre las otras. La disposición de estas moléculas le da un aspecto de fluidez con la que frecuentemente se les asocia. Los líquidos son fluidos porque no tienen forma propia, sino que adoptan la forma del recipiente que los contiene. Por ejemplo, si echas igual cantidad de un líquido en un tubo de ensayo, a un plato o en una botella, éstos adoptarán la forma de cada uno de estos objetos. Si observas algunos líquidos notarás que ninguno de ellos tiene forma definida y que, al igual que los sólidos, tampoco pueden comprimirse.  FORMA: Adoptan la forma del recipiente que los contiene.  VOLUMEN: No varía.  COMPRESIBILIDAD: Son incompresibles.  FUERZAS INTERMOLECULARES: En un líquido las fuerzas intermoleculares de ATRACCIÓN y  REPULSIÓN se encuentran igualadas.

Ej. Estructura de los líquidos

Gaseoso El estado gaseoso es un estado disperso de la materia, es decir , que las moléculas del gas están separadas unas de otras por distancias mucho mayores del tamaño del diámetro real de las moléculas. Resuelta entonces, que el volumen ocupado por el gas (V) depende de la presión (P), la temperatura (T) y de la cantidad o numero de moles ( n). Propiedades Estructurales de los gases: 1. Se adaptan a la forma y el volumen del recipiente que los contiene. Un gas, al cambiar de recipiente, se expande o se comprime, de manera que ocupa todo el volumen y toma la forma de su nuevo recipiente. 2. Se dejan comprimir fácilmente. Al existir espacios intermoleculares, las moléculas se pueden acercar unas a otras reduciendo su volumen, cuando aplicamos una presión. 3. Se difunden fácilmente. Al no existir fuerza de atracción intermolecular entre sus partículas, los gases se esparcen en forma espontánea. 4. Se dilatan, la energía cinética promedio de sus moléculas es directamente proporcional a la temperatura aplicada.

3.

Principales propiedades físicas y químicas de cada estado de agregación.

PROPIEDADES FISICAS DE LA MATERIA Una propiedad física es una característica que puede ser estudiada usando los sentidos o algún instrumento específico de medida. Estas se manifiestan básicamente en los procesos físicos como cambios de estado, cambios de temperatura, cambios de presión, etc. Por ejemplo, color, dureza, densidad, punto de ebullición, punto de fusión. Se consideran propiedades físicas: Eléctricas, Magnéticas, Opticas, Térmicas, Mecánicas. PROPIEDADES QUIMICAS DE LA MATERIA Son propiedades distintivas de las sustancias que se observan cuando se combinan con otras, es decir, que les pasa en procesos por los que, por otra parte, las sustancias originales dejan generalmente de existir, formándose con la misma materia otras nuevas. Las propiedades químicas se manifiestan en las reacciones químicas. Algunas propiedades químicas de la materia son: reactividad, poder calorífico, acidez, etc.

Estado sólido Manteniendo constante la presión, a baja temperatura, los cuerpos se presentan en forma sólida y los átomos se encuentran entrelazados formando generalmente

estructuras cristalinas, lo que confiere al cuerpo la capacidad de soportar fuerzas sin deformación aparente. Son agregados generalmente como duros y resistentes. En el sólido hay que destacar que las Fuerzas de Atracción son mayores que las Fuerzas de Repulsión y que la presencia de pequeños espacios intermoleculares caracterizan a los sólidos dando paso a la intervención de las fuerzas de enlace que ubican a las celdillas en una forma geométrica. El estado sólido presenta las siguientes características: -Forma y volumen definidos -Cohesión (atracción) -Vibración -Tienen forma definida o rígida -No pueden comprimirse -Resistentes a fragmentarse -Poseen volumen definido -No fluyen -Algunos de ellos se subliman (yodo).

Estado líquido Característica principal: la capacidad de fluir y adaptarse a la forma del recipiente que lo contiene. En este caso, aún existe cierta ligazón entre los átomos del cuerpo, aunque mucho menos intensa que en los sólidos. El estado líquido presenta las siguientes características: -Cohesión menor (regular) -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.

Estado gaseoso Los átomos o moléculas del gas se encuentran virtualmente libres de modo que son capaces de ocupar todo el espacio del recipiente que lo contiene, aunque con mayor propiedad debería decirse que se distribuye por todo el espacio disponible. El estado gaseoso presenta las siguientes características: -Cohesión mínima. -Sin forma definida. -Su volumen sólo existe en recipientes que lo contengan. -Pueden comprimirse fácilmente.

Estado plasma Los plasmas son gases calientes e ionizados. Los plasmas se forman bajo

condiciones de extremadamente alta energía, tan alta, en realidad, que las moléculas se separan violentamente y sólo existen átomos sueltos. Los plasmas tienen tanta energía que los electrones exteriores son violentamente separados de los átomos individuales, formando así un gas de iones altamente cargados y energéticos. Debido a que los átomos en los plasma existen como iones cargados, los plasmas se comportan de manera diferente que los gases y forman el cuarto estado de la materia. Los plasmas pueden ser percibidos simplemente al mirar para arriba; las condiciones de alta energía que existen en las estrellas, tales como el sol, empujan a los átomos individuales al estado de plasma.

4.

Explicar cada uno de los siguientes ítems

Densidad: La densidad se define como el cociente entre la masa de un cuerpo y el volumenque ocupa Peso específico: Es una propiedad física de la materia, aplicable en general a cualquier sustancia, una sustancia se define como su peso por unidad de volumen. Elasticidad: propiedad de un material que le hace recuperar su tamaño y forma original después de ser comprimido o estirado por una fuerza externa. Viscosidad: La viscosidad es la principal característica de la mayoría de los productos lubricantes. Es la medida de la fluidez a determinadas temperaturas. Tensión superficial: Fenómeno por el cual la superficie de un líquido tiende a comportarse como si fuera una delgada película elástica. Compresibilidad: Propiedad de la materia a la cual se debe que todos los cuerpos disminuyan de volumen al someterlos a una presión o compresión determinada manteniendo constantes otros parámetros. Resistencia: se refiere a la capacidad de los sólidos deformables para soportar tensiones sin alterar su estructura interna o romperse. Solubilidad: Capacidad de una sustancia de disolver a otra, no necesariamente tienen que ser líquidas, pueden estar en los tres estados de la materia Miscibilidad: Término usado en química que se refiere a la propiedad de algunos líquidos para mezclarse en cualquier proporción, formando una solución homogénea. Difusión: Proceso físico irreversible, en el que partículas materiales se introducen en un medio que inicialmente estaba ausente de ellas aumentando la entropía del sistema conjunto formado por las partículas difundidas o soluto y el medio donde se difunden o disolvente. Fragilidad: Capacidad de un material de fracturarse con escasa deformación. Volatilidad: Capacidad de una sustancia de evaporarse a una temperatura determinada y con una presión determinada. Fusión: el cambio de estado de solido a líquido

Vaporación: proceso físico por el cual una sustancia en estado líquido pasa al estado gaseoso, tras haber adquirido energía suficiente para vencer la tensión superficial. Sublimación: Proceso que consiste en el cambio de estado de la materia sólida al estado gaseoso sin pasar por el estado líquido. Condensación: se produce cuando que un gas caliente como los humos se ponen en contacto con un cuerpo más frío. Licuefacción: Cambio de estado que ocurre cuando una sustancia pasa del estado gaseoso al líquido, por acción de la temperatura y el aumento de presión, llegando a una sobrepresión elevada, hecho que diferencia a la licuefacción de la condensación. Transición:Acción y efecto de pasar de un modo de ser o estar, a otro muy distinto del anterior. Representa un cambio de un estado a otro. Mezcla: Es materia formada al juntar dos o más materiales diferentes sin que suceda una reacción química Combinación: Es un fenómeno químico, ya partir de dos o más sustancias se puede obtener otra (u otras) con propiedades diferentes. Saturación: Se considera cuando todos los átomos de la molécula tienen el número máximo de ligando. Aleación: Sustancia compuesta por dos o más metales. Disolución: Mezcla homogénea, a nivel molecular de una o más especies químicas que no reaccionan entre sí; cuyos componentes se encuentran en proporción que varía entre ciertos límites. Separación: Desunir moléculas o compuestos mediante soluciones las cuales se encargan de extraer o separar.