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Adrian Gomez

30/1/2024

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Físico-química I

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Escuela técnica Nº 8199
Nuestra Señora de la Guarida
FÍSICO-QUÍMICA
2º AÑO
DOCENTES:
Debora Ramirez
Marcelina Tramontini
Nazareno D’Urbano
1

FALSA
VERDADERA
LEYES
PRINCIPIOS
IINNTTRROODDUUCCCCIIÓÓNN AA LLAA FFÍÍSSIICCOO--QQUUÍÍMMIICCAA

La Ciencia es el conjunto de conocimientos ordenados sistemáticamente acerca del Universo,
obtenidos por la observación y el razonamiento, que permiten la deducción de principios y leyes
generales.

El científico es una persona comprometida a tratar de explicar los hechos de la realidad,
siguiendo pautas que se conocen como leyes.

La Ciencia se clasifica en Ciencias Sociales y Ciencias Naturales.

Las Ciencias Naturales comprenden cuatro disciplinas: Física, Química, Biología y Geología,
cada una de ellas con su método específico abarcando diversos temas de actualidad. Estas
ciencias intentan explicar los fenómenos a través de la investigación científica.

Las Ciencias Naturales también reciben el nombre de Ciencias Experimentales porque su
característica más importante es la experimentación, base del Método Científico o Experimental.

El Método Científico o Experimental

El Método Científico es un conjunto de acciones que realiza en forma organizada un
investigador (científico).

Toda investigación comienza por la observación metódica y sistemática de los fenómenos y
hechos que suceden en el mundo que nos rodea. Como resultado de esa observación, se
generan diversos interrogantes y dudas que llevan al planteamiento de un problema concreto.

Una vez definido dicho problema, el observador, con toda la información disponible, da una
respuesta probable al cuestionamiento planteado, es decir, formula una hipótesis. Como ésta es
una suposición, debe ser verificada por medio de la experimentación, para determinar su validez.

Los datos obtenidos experimentalmente constituyen el núcleo fundamental del trabajo de
investigación, ya que proporcionan resultados con los cuales el investigador (científico) elabora
las conclusiones.

En caso de que la conclusión no demuestre la validez de la hipótesis formulada, es necesario
formular nuevas hipótesis y reanudar las acciones tendientes a verificar su validez.

Cuando la conclusión confirma la hipótesis y puede ser aplicada a todos los fenómenos
semejantes, se está en presencia de una generalización, la cual a su vez, puede derivar en la
formulación de una ley o principio, con los cuales se elaboran las TEORÍAS.

¿Qué estudia la Física?

La Física es la Ciencia que estudia la materia en relación con los fenómenos que no modifican la
estructura de los cuerpos. En otras palabras, estudia la materia y energía del Universo y su
interacción.
OBSERVACIÓN
PROBLEMA
HIPÓTESISEXPERIMENTACIÓN
CONCLUSIÓN
TEORÍA
2

La Física se vale de la Matemática para representar los conceptos mediante símbolos.

La Física Clásica se divide en ramas, algunas de las cuales son: la mecánica, la óptica, la
acústica, la electricidad y la termología.

¿Qué estudia la Química?

La Química es la Ciencia que estudia la materia en relación con los fenómenos que modifican la
estructura de los cuerpos. En otras palabras, estudia tanto la composición, estructura y
propiedades de la materia como los cambios que ésta experimenta durante las reacciones
químicas y su relación con la energía.

El Proceso de Medición

Las propiedades de los cuerpos y de los procesos naturales susceptibles de poderse medir
reciben el nombre de magnitudes físicas. Ejemplos son la masa, la longitud, la temperatura, el
tiempo, la velocidad, etc.

La operación de medir una cantidad de cierta magnitud física consiste en compararla con un
patrón o cantidad de la misma magnitud previamente definida como unidad, determinando el
número de veces que lo contiene. El resultado se expresa mediante un número seguido de la
correspondiente unidad.

En toda medición intervienen:

a) Una cantidad que debe ser medida; es decir, una longitud, una masa, un tiempo, una
velocidad, una fuerza, etc.

b) Otra cantidad, la unidad con la que se mide: el metro, el kilogramo, el segundo, el kilómetro
por hora, el Newton, etc.

b) Un instrumento (o “dispositivo”) empleado para medir: la regla, la balanza, el reloj, el
velocímetro, el dinamómetro, etc.

c) Un observador: la persona que mide. (Así se la llama aunque haga mucho más que
“observar”).

Las magnitudes físicas pueden ser escalares o vectoriales. Las magnitudes escalares quedan
perfectamente determinadas con un número y su unidad, por ejemplo la longitud. Las magnitudes
vectoriales, en cambio, precisan, además de un número y su unidad, la dirección y el sentido en
que se manifiestan.

Sistema Internacional de Medidas

Debido a los múltiples inconvenientes que aparecen si se usan unidades diversas para medir se
convino en estructurar un sistema de unidades al que se llamó SISTEMA INTERNACIONAL (S.I.).
Nuestro País se adhirió a esta convención instituyéndolo como oficial, con el nombre de SIMELA
(Sistema Métrico Legal Argentino).
El SIMELA consta de unidades de base, unidades suplementarias y unidades derivadas.

Unidades base

3

Unidades suplementarias

Unidades derivadas

Unidades derivadas con nombres especiales

Unidades agregadas al SI

Múltiplos y Submúltiplos

Unidades de longitud

La unidad de las medidas de longitud es el metro (m).

Para medidas muy grandes se utiliza: Para medidas muy pequeñas se utiliza:

• miriámetro (mam) = 10 000 m • micrón ( ) = 0,000001 m
• megámetro (mgm) = 100 000 m (es la milésima parte del milímetro)

Los múltiplos del metro aumentan de 10 en 10 y los submúltiplos disminuyen de 10 en 10.
4

 Para pasar de una unidad de longitud a otra inmediatamente menor, es preciso multiplicar por
el factor 10 y para cambiar a otra unidad inmediatamente mayor se divide por 10. O se aplica
una regla práctica que consiste en correr la coma a la derecha o a la izquierda según
corresponda.

Ejemplos: Expresar 39 km en m:

Expresar 473 mm en dam:

Unidades de superficie

La unidad de las medidas de superficie es el metro cuadrado (m2).

Los múltiplos del metro cuadrado aumentan de 100 en 100 y los submúltiplos disminuyen de 100 en
100.

 Para pasar de una unidad de superficie a otra inmediatamente menor, es preciso multiplicar
por el factor 100 y para cambiar a otra unidad inmediatamente mayor se divide por 100.

Ejemplo: Expresar 58 hm2 en m2:

Unidades de volumen

La unidad de las medidas de volumen es el metro cúbico (m3).

Las unidades de volumen aumentan y disminuyen de 1000 en 1000.

 Para pasar de una unidad de volumen a otra inmediatamente menor, es preciso multiplicar por
el factor 1000 y para cambiar a otra unidad inmediatamente mayor se divide por 1000.

Ejemplos: Expresar 43 hm3 en m3:

Expresar 53,82 cm3 en m3:

RESUMEN

Conversión de unidades de
longitud, superficie y volumen

5

Unidades de peso o masa

La unidad de las medidas de masa es el gramo (g).

Las medidas de masa aumentan y disminuyen de 10 en 10.

 Para pasar de una unidad de masa a otra inmediatamente menor, es preciso multiplicar por el
factor 10 y para cambiar a otra unidad inmediatamente mayor se divide por 10.

Ejemplo: Expresar 0,850 kg en hg:

Unidades de capacidad

La unidad de las medidas de capacidad es el litro (l).

Los múltiplos y los submúltiplos del litro disminuyen y aumentan de 10 en 10.

 Para pasar de una unidad de capacidad a otra inmediatamente menor, es preciso multiplicar
por el factor 10 y para cambiar a otra unidad inmediatamente mayorse divide por 10.

Ejemplo: Expresar 43 kl en l:

6

EQUIVALENCIAS

Las equivalencias entre las medidas de capacidad y las de volumen se cumplen para todos los
líquidos. En la práctica, las equivalencias entre capacidad, volumen y peso sólo se cumplen para
el agua destilada a 4ºC.

Tablas Resumen

Medidas directas

Se llaman medidas directas aquellas que se obtienen directamente de los instrumentos de
medida. Esto ocurre cuando se mide, por ejemplo, la masa de cuerpo con una balanza, la
anchura de un papel con una regla graduada, el tiempo de caída de una bola con un
cronómetro o la intensidad de corriente con un amperímetro. En todos estos casos la medida se
da mediante un conjunto de cifras que reciben el nombre de cifras significativas.

Las cifras significativas

Se consideran cifras significativas todas aquellas cifras que se conocen con certidumbre más
una última dudosa, determinada por el error que se puede cometer en la medida.
Las cifras significativas se cuentan de izquierda a derecha, a partir de la primera distinta de cero.

Ejemplos: 21,4 tiene tres cifras significativas; 0,0031 tiene dos y 0,003100 tiene cuatro. Al medir la
anchura de una cinta mediante una regla graduada en milímetros se obtiene:

Se puede expresar este dato en otras unidades: l = 7,5cm, l = 0,75dm, l = 0,075m y l =
0,000075km. En todos estos casos se mantiene el número de cifras significativas: 2. Los ceros a la
izquierda son consecuencia del cambio de unidades.

La notación científica

La forma habitual de expresar los números que corresponden a datos que se manejan en las
disciplinas científicas es mediante la notación científica, que consiste en dar un número con todas
las cifras significativas que tenga el dato multiplicado por la potencia de 10 que le corresponda. A
su vez, el conjunto de cifras significativas se expresa con un número entero y el resto en forma
decimal.

Ejemplos:
1- Al medir el radio del planeta Tierra se obtiene R = 6.370.000m, pero solamente son cifras
significativas el 6, el 3 y el 7, por lo tanto, dicho radio debería expresarse, según el convenio de
notación científica, R = 6,37 . 106m, o, R = 6,37 . 103km.
2- El volumen de un perdigón de plomo es 0,054cm3. Al tratarse de un número muy pequeño es
conveniente expresarlo en notación científica: V = 3,4 . 10-2 cm3, o bien, V = 3,4 . 10-8m3. Solamente
el 3 y el 4 son cifras significativas.
7

Medidas indirectas

Las medidas indirectas dan la medida de magnitudes físicas como resultado de aplicar algunas
fórmulas.

Ejemplo: calcular el volumen de una caja cuyas dimensiones son: largo = 12,8dm, ancho = 3,7dm,
alto = 1,1dm.
A partir de las dimensiones dadas, se puede calcular el volumen de la caja:

V = l . a . h = 12,8dm . 3,7dm . 1,1 dm = 52,096 dm3

Cifras significativas del resultado: como cada factor tiene un determinado número de cifras
significativas, para el resultado se toman tantas cifras significativas como tenga el factor de los
que intervienen en la operación con menor número de ellas.

Según el criterio dado para las cifras significativas del resultado, el volumen anterior deberá
escribirse con dos cifras significativas, porque los factores a y h sólo tienen dos: V = 52dm

Redondeo

Ejemplo: en el ejemplo anterior:

IMPORTANTE: cuando se efectúan mediciones es frecuente encontrarse con resultados de
un elevado número de cifras decimales. En estos casos se procede a redondear el resultado,
pues de lo contrario se trabaja con cifras que carecen de significado.

Para suprimir cifras a un número se deben seguir determinadas reglas:

1) Si la primera cifra eliminada es superior a 5, se agrega una unidad a la anterior.
Ej.: 3,297 se redondea así: 3,30.

2) Si la primera cifra eliminada es inferior a 5, la última cifra conservada no se modifica.
Ej.: 3,293 se redondea así: 3,29.

3) Si la cifra que se quiere suprimir es 5 y la anterior es par, no sufre cambios.
Ej.: 3,285 se redondea así: 3,28.

4) Si la cifra que se quiere suprimir es 5 y la anterior es impar, a ésta se le agrega una unidad.
Ej.: 3,295 se redondea así: 3,30.

8

AAlluummnnoo:: ………………………………………………………………………………........ FFeecchhaa:: ....……………………....…… 22°° aaññoo ““……....””
IINNTTRROODDUUCCCCIIÓÓNN AA LLAA FFÍÍSSIICCOO--QQUUÍÍMMIICCAA

AACCTTIIVVIIDDAADD NN°°11

1- Lee atentamente los siguientes enunciados. Cuando los consideres correctos, encierra con un
círculo la V; en caso contrario, marca de igual modo la F. En este último caso, sobre la línea de
puntos, escribe el término que reemplaza a la palabra destacada, convirtiendo así la proposición
falsa en verdadera.

- El método científico o experimental fue descubierto por Newton V F
………………………………………………………………………………………………………………………………
- La observación es fundamental en toda investigación V F
………………………………………………………………………………………………………………………………
- El problema se plantea a partir de la experimentación V F
...............................................................................................................................................................
- La hipótesis es una respuesta tentativa al problema planteado V F
………………………………………………………………………………………………………………………………
- La experimentación permite verificar la validez de una hipótesis V F
………………………………………………………………………………………………………………………………
- La interpretación de los resultados es innecesaria en la investigación científica V F
………………………………………………………………………………………………………………………………
- A partir de las observaciones e hipótesis se elaboran teorías físicas V F
………………………………………………………………………………………………………………………………

2- Analiza las siguientes afirmaciones:

a) La comunicación científica puede ser verbal y/o gráfica.
b) Las representaciones gráficas facilitan la interpretación de los resultados.
c) Los gráficos circulares se utilizan cuando una de las variables es independiente.
d) Toda medición siempre está afectada de una incerteza.

Indica cuál es incorrecta y por qué: ………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………

3- Lee atentamente la siguiente pregunta, reflexiona y luego responde:

a) ¿De qué depende el valor obtenido en una medición? …………………………………………………..
………………………………………………………………………………………………………………………………
b) Redondea los siguientes resultados, suprimiendo una cifra:

14,778: ……………………………………………………………………………………………………………………..
14,335: ……………………………………………………………………………………………………………………..
14,345: ……………………………………………………………………………………………………………………..
14,772: ……………………………………………………………………………………………………………………..

9

AACCTTIIVVIIDDAADD NN°°22

1- Ubica cada elemento en la columna que corresponda:

temperatura – centímetros – reloj – 12°C – longitud – 35min – minutos – tiempo – grados centígrados
– termómetro – 120cm – cinta métrica.

2- ¿A qué magnitud pertenecen las siguientes cantidades?

5km ....................................................... 200m ……………………………………………..
12h ........................................................ 100°C …………………………………………….
350g ...................................................... 7cm ………………………………………………

3- Reconoce en las siguientes expresiones: magnitud, medida y unidad.

a) “Cocinar en el horno durante 35 minutos”.
Magnitud: ……………………………. Medida: ……………………………. Unidad: ……………………………

b) “La vendedora cortó 3 metros de cinta”.
Magnitud: ……………………………. Medida: …………………………….. Unidad: ……………………………

c) “En Rosario ayer se registraron 26 grados centígrados de máxima”.
Magnitud: …………………………….Medida: …………………………….. Unidad: ……………………………

4- Dada la siguiente expresión:
“El carnicero con su balanza pesó un pedido y obtuvo como resultado 2,5kg”
- Indica:
Observador: …………………………………………..
Magnitud: ……………………………………………..
Instrumento: …………………………………………..
Medida: ……………………………………………….
Unidad: ………………………………………………..

5- Un investigador toma la temperatura del alcohol contenido en un vaso, con un termómetro y
anota: “la temperatura del alcohol es de 23°C”. Indica:

a) ¿Cuál es el instrumento empleado? ……………………………………………………………………………
b) ¿Quién es el observador? …………………………………………………………………………………………
c) ¿Cuál es la magnitud que se ha medido? …………………………………………………………………….
d) ¿Cuál es el valor que obtuvo? …………………………………………………………………………………...
e) ¿Cuál es la medida? ……………………………………………………………………………………………….
f) ¿Cuál es la unidad utilizada? …………………………………………………………………………………….

MAGNITUD MEDIDA UNIDAD INSTRUMENTO

10

6- Observa la ilustración e indica: magnitud, instrumento, medida y unidad:

Magnitud: ……………………….………………………………
Instrumento: ………………….…………………………………
Medida: …………………..………………………..……………
Unidad: ………………………………………………………….

Magnitud: …………………………………………….…………
Instrumento: ………………………………………………….…
Medida: …………………………………………………………
Unidad: ………………………………………………………….

Magnitud: ………………………………………………………
Instrumento: ……………………………………………………
Medida: …………………………………………………………
Unidad: ………………………………………………………….

7- Reconoce en las siguientes expresiones: magnitud – medida – unidad.

a) Un alpinista ascendió 1300 metros de una montaña donde se registraban 10 grados centígrados
bajo cero.

b) Se calentó a 95 grados centígrados durante 15 minutos.

c) Un repostero necesitó 300 gramos de harina para hacer una torta, que cocinó durante 1 hora.

8- Une con flechas según corresponda e indica la magnitud.

Medida Instrumento

12 horas balanza ………………………………..
120 centímetros termómetro ………………………………..
500 gramos cinta métrica ………………………………..
37°C reloj ………………………………..
MAGNITUD MEDIDA UNIDAD
a)
b)
c)
http://es.123rf.com/photo_12912628_reloj-de-pared-ilustracion-vectorial.html
11

9- Completa:

AACCTTIIVVIIDDAADD NN°°33

1- Convertir a cm las siguientes cantidades:

a) 1,09km =
b) 0,74hm =
c) 0,85dam =
d) 58,3m =
e) 5,8mm =

2- Convertir a kg las siguientes cantidades:

a) 8,5hg =
b) 95dag =
c) 6,75g =
d) 258cg =
e) 5610mg =

3- Expresa en unidades SI las siguientes cantidades:

a) 5km =
b) 48dam =
c) 3.000dm =
d) 15.400mm=
e) 350dam2 =
f) 65.800dm2 =
g) 750.000cm2 =
h) 125hm3 =
i) 850 dam3 =
j) 36.500dm3 =

4- Indica en cada caso qué magnitud es mayor:

a) 3,02dg o 0,302g
b) 2647g o 2,6Kg
c) 0,000089hg o 90.000.000cg
Si se desea medir MAGNITUD MEDIDA UNIDAD INSTRUMENTO
La temperatura del día
Volumen de agua
Ancho del aula
Duración de una carrera
12

d) 120pA o 0,0011dA
e) 300nm o 0,0002mm

5- Efectúa las transformaciones de unidades que en cada caso se indican:

a) 11kg/m2 a g/cm2 :
b) 119m/s2 a cm/s2 :
c) 918cm3 a m3 :
d) 1200 cm/s a m/s.
AACCTTIIVVIIDDAADD NN°°44

1- Indica cuántas cifras significativas hay en las expresiones siguientes:

a) 0,038kg:
b) 2,050t:
c) 35,05g:
d) 0,050m:
e) 327km:
f) 615,50km:
g) 1,75 . 105kg:
h) 9,035 . 10-2s:
2- Expresa en notación científica y en la unidad del SI correspondiente las siguientes cantidades:

a- 126min =
b- 256h =
c- 0,00098cm =
d- 299km/h =
e- 0,03mg =
f- 200Gg =
g- 0,0002nm =
h- 4.500.000 años =
3- Pasa a l (litros) las siguientes cantidades y expresa el resultado en notación científica:

a- 3.000dl =
b- 5kl =
13

c- 6.925cl =
d- 12348ml =

AACCTTIIVVIIDDAADD NN°°55

En un trabajo experimental, un investigador ha medido la variación del volumen de un líquido
con el aumento de la temperatura. Los datos obtenidos se transcriben a continuación:

Muestra 1 = Temperatura: 10°C; volumen: 10,0ml.
Muestra 2 = Temperatura: 20°C; volumen: 11,2ml.
Muestra 3 = Temperatura: 30°C; volumen: 13,1ml.
Muestra 4 = Temperatura: 40°C; volumen: 16,4ml.
Muestra 5 = Temperatura: 50°C; volumen: 21,9ml.

- Teniendo en cuenta los datos anteriores:

a) Confecciona una tabla de valores.

b) Indica cuál es la variable:

- independiente: ……………..…………………………………………………………………………………………
¿por qué? ………………………………………………………………………………………………………………...
- dependiente: …….…………………………………………………………………………………………………….
¿por qué? ………………………………………………………………………………………………………………...

14

LLAA MMAATTEERRIIAA YY SSUUSS PPRROOPPIIEEDDAADDEESS

Materia es todo aquello que ocupa un lugar en el espacio (tiene volumen), posee masa propia y
puede ser captado por los sentidos. Es la cualidad común de los cuerpos.
Los cuerpos son porciones limitadas de materia, con límites perfectamente definidos en el
espacio.
Las diferentes “clases de materia” se pueden llamar materiales.

Clasificación de los materiales

Existen diversos criterios para clasificar materiales:

Según cómo resulta un material frente a la electricidad hay materiales:

 Buenos conductores de la electricidad, como los metales.
 Malos conductores de la electricidad, como la goma y los plásticos.

Según si pueden romperse o no, los materiales serán:

 Resistentes, como la mayoría de los metales, las maderas duras y algunos plásticos.
 Frágiles, como el vidrio y el papel.

Según su origen:

 Materiales de origen natural (presentes en la naturaleza).
• Origen animal (lana, hueso).
• Origen vegetal (madera, yute, algodón).
• Origen mineral (metales cerámicos).
 Materiales de origen sintético (fabricados por el ser humano, como los plásticos).

Según los usos que podemos darles: materiales para la construcción, la orfebrería, la industria
química, etc.

Propiedades físicas y propiedades químicas de la materia

Las sustancias se diferencian unas de otras mediante ciertas cualidades que afectan directa o
indirectamente a nuestros sentidos: son las PROPIEDADES FÍSICAS. Estas propiedades pueden
medirse y observarse sin que se modifique la composición de la materia. Las propiedades físicas se
clasifican en: propiedades extensivas y propiedades intensivas o específicas.
Las propiedades extensivas dependen de la cantidad de materia analizada (dependen de la
masa), por ejemplo, el volumen, el peso, el calor acumulado por un cuerpo, etc.
En cambio, las propiedades intensivas no dependen de la cantidad de materia analizada y
constituyen una característica específica de la sustancia. Entre estas propiedades se encuentran:
la densidad (grado de compacidad de una sustancia, es decir, describe cuán unidos están sus
átomos o moléculas; mientras más unidas están las partículas individuales de una sustancia, más
densa es), las temperaturas a las cuales ocurren los cambios de estado: el punto de fusión y el
punto de ebullición, la dureza de los sólidos (resistencia de un cuerpo a ser rayado o cortado), la
elasticidad (capacidad de los cuerpos de deformarse cuando se aplica una fuerza sobre ellos y
de recuperar su forma original al suprimir la fuerza aplicada), la plasticidad (propiedad opuesta a
la elasticidad, que indica la capacidad que tiene una sustancia de mantener la forma que
adquiere al estar sometida a un esfuerzo que la deformó), la tenacidad (la resistencia a la rotura
de un material cuando está sometido a esfuerzos lentos de deformación).
Por otro lado, existen las PROPIEDADES QUÍMICAS, donde la composición de la materia se
modifica, es decir, se observan cuando una sustancia sufre un cambio químico en su estructura
interna, transformándoseen otra sustancia, dichos cambios, son generalmente irreversibles. Entre
estas propiedades se encuentran: la combustibilidad (capacidad de un material de inflamarse
15

por acción del fuego), la corrosión (deterioro de un material por acción del aire o el agua), la
reactividad (capacidad de reacción química que presenta ante otros reactivos una sustancia).

Estados de agregación de la materia

La materia se presenta en tres estados de agregación diferentes: sólido, líquido y gaseoso.
 Los sólidos tienen forma propia y un volumen definido. Aunque se le aplique una presión, no se
comprimen. Poseen altas densidades respecto de los materiales líquido y gaseosos, es decir,
mayor cantidad de materia por unidad de volumen. Ejemplos: los metales (menos el mercurio); los
azúcares; las sales como el cloruro de sodio (sal), el sulfato de cobre y el nitrato de plata; el yodo,
etc.
 Los líquidos no tienen forma propia, sino que se adaptan a la forma del recipiente que los
contiene, sí poseen volumen definido y prácticamente no se los puede comprimir. En general,
tienen menor densidad que los sólidos a excepción del agua. Ejemplos: el etanol, la nafta, el
querosén, el mercurio, el agua líquida, el alcohol, el aceite, etc.
 Los gases no tienen forma propia, sino que adoptan la forma del recipiente que los contiene.
Además, no tienen volumen definido, sino que ocupan todo el espacio que tienen disponible, es
decir, tienden a ocupar todo el espacio del recipiente que los contiene. Son compresibles, es
decir, que al aumentar la presión o disminuir la temperatura se reduce su volumen, también son
expandibles, ya que al disminuir la presión o aumentar la temperatura, tienden a incrementar su
volumen. Tienen muy baja densidad respecto de los sólidos y los líquidos. Ejemplos: son pocas las
sustancias que se encuentran en la naturaleza en estado gaseoso, ellas son, el nitrógeno, el
oxígeno, el hidrógeno, el dióxido de carbono, el flúor, el cloro y el helio.

La teoría cinético-molecular y los estados de agregación de la materia

La Teoría cinético-molecular trata de explicar el comportamiento macroscópico de la materia
(fenómeno que se puede observar), desde el punto de vista de las partículas y su movimiento.
Para ello, postula que:
 Los gases están formados por partículas (llamadas moléculas o átomos) que se mueven en
línea recta, en todos los sentidos y direcciones, y al azar. La energía producida por este
movimiento se denomina energía cinética y depende de la masa y de la velocidad de las
partículas.
 Este movimiento se modifica si las partículas chocan entre sí o con las paredes del recipiente.
 El volumen de las partículas en su conjunto se considera despreciable comparado con el
volumen que ocupan esas partículas.
 Las fuerzas de atracción entre las partículas de un gas son despreciables.
 La energía cinética promedio de las partículas es proporcional a la temperatura absoluta
(medida en Kelvin) del gas. Por lo tanto, la temperatura del gas estará relacionada con la
velocidad promedio de las partículas.

A la luz de esta teoría cinético-molecular, pueden explicarse las características de cada estado
de la materia.
Si se deja escapar un gas del recipiente que lo contiene, fluirá y ocupará todo el espacio
disponible porque las partículas del gas se mueven con libertad y a gran velocidad. Su energía
cinética es mucho mayor que la fuerza de atracción que hay entre ellas (es despreciable). En
consecuencia, se alejan unas de otras. Esto produce los siguientes efectos:
 Hay pocas partículas por unidad de volumen lo que significa que los gases tienen densidades
bajas, es decir, poca masa por unidad de volumen.
 Las partículas están muy desordenadas, por lo cual el gas no tiene forma propia ni volumen
definido.
 Al estar las partículas tan distantes entre sí, los gases se pueden comprimir con cierta facilidad
de acuerdo con las condiciones de presión y temperatura. En determinadas condiciones y para
16

algunos gases puede ocurrir que el aumento de la presión o la disminución de la temperatura los
comprima tanto que pasen del estado gaseoso al líquido.
A diferencia de lo que ocurre en los gases, la distancia entre las partículas en los líquidos y en
los sólidos es mucho menor. Esto se debe a que las fuerzas de atracción entre ellas son mayores
que en los gases. En el caso de los sólidos, estas fuerzas son más intensas que la energía cinética
de las partículas y su movimiento está prácticamente restringido a vibraciones alrededor de
puntos fijos. En consecuencia:
- En los sólidos y líquidos hay más masa por unidad de volumen. Los líquidos (salvo el mercurio
que es muy denso) tienen densidades intermedias entre los valores de sólidos y gases, y los
sólidos, densidades altas.
- Los cambios de presión y temperatura producen variaciones muy pequeñas en el volumen
de líquidos y sólidos. Los líquidos son casi incompresibles y los sólidos son directamente
incompresibles.
- En los líquidos, las partículas se mueven sin despegarse demasiado entre sí.
- En los sólidos cristalinos las partículas están ordenadas en el espacio en una estructura que se
repite infinidad de veces.

En el estado sólido las partículas están muy ordenadas, ocupan relativamente poco
volumen (mayor densidad) y no pueden desplazarse de su lugar.

En el estado líquido las partículas se mueven poco y ocupan un volumen intermedio
(menor densidad).

En el estado gaseoso las partículas ocupan mayor volumen (baja densidad) y se
mueven rápidamente en todas direcciones.

En resumen:

http://1.bp.blogspot.com/-hdy88JOkTh0/UpPNIotUIwI/AAAAAAAAA6w/v_iza8TO5j8/s1600/modelocineticomolecular.png
http://1.bp.blogspot.com/-hdy88JOkTh0/UpPNIotUIwI/AAAAAAAAA6w/v_iza8TO5j8/s1600/modelocineticomolecular.png
http://1.bp.blogspot.com/-hdy88JOkTh0/UpPNIotUIwI/AAAAAAAAA6w/v_iza8TO5j8/s1600/modelocineticomolecular.png
17

Otros estados de la materia: plasma y superfluido

Estos estados se producen en situaciones extremas de presión y de temperatura.

Plasma

El plasma es el cuarto estado de la materia. En la mayoría de los casos, la materia en la
tierra tiene electrones que orbitan alrededor del núcleo del átomo. Los electrones que tienen
carga negativa son atraídos hacia el núcleo de carga positiva (los opuestos se atraen), por lo que
los electrones se quedan orbitando alrededor del núcleo. Cuando la temperatura es muy elevada
los electrones pueden escapar de sus órbitas alrededor del núcleo del átomo. Cuando el electrón
o los electrones se van, deja un ión de carga positiva.
En resumen, cuando los electrones ya no están atrapados en sus órbitas alrededor del núcleo,
tenemos el estado de plasma. Esto es cuando un gas se convierte en un montón de electrones
que se han escapado de la fuerza del núcleo y los iones están cargados positivamente porque
han perdido uno o más electrones.

Superfluido

El superfluido es un estado de la materia caracterizado por la ausencia total de viscosidad. Es un
fenómeno físico que tiene lugar a muy bajas temperaturas, cerca del cero absoluto, límite en el
que cesa toda actividad. Un inconveniente es que casi todos los elementos se congelan a esas
temperaturas. Pero hay una excepción: el helio. También se encuentra en la superficie de la Luna,
arrastrado hasta allí por el viento solar.
Una característica del superfluido es que pueden atravesar cualquier objeto sólido o cualquier
superficie no porosa, debido a su fuerte capacidad de oscilación.

Punto de ebullición y punto de fusión

El punto de ebullición y el punto de fusión son propiedades intensivas de las sustancias.
El punto de ebullición es la temperatura a la cual una sustancia pasa del estado líquido al
gaseoso, por ejemplo, para el agua, el punto de fusión se alcanza siempre a los 100°C; y el punto
defusión es la temperatura a la cual una sustancia cambia del estado sólido al líquido, por
ejemplo, el punto de fusión del hielo es 0°C.

Cambios de estado

El estado de agregación de una sustancia depende de las condiciones de presión y
temperatura en las que se encuentra. Una sustancia puede pasar de un estado a otro. Estas
transformaciones no alteran la sustancia, es decir, que la naturaleza de la materia no se modifica,
por ejemplo, un cubo de hielo se derrite y pasa a ser agua líquida pero siempre se trata de la
misma sustancia (agua), formada por las mismas partículas, y puede volver a ser sólido en las
condiciones apropiadas, por lo que se denominan transformaciones físicas. Dichas
transformaciones se producen mediante una transferencia de energía (calor), mientras la
temperatura se mantiene constante.

Los cambios de estado pueden ser regresivos o progresivos. Un cambio de estado de
agregación con pérdida de energía (disminución de temperatura) se denomina cambio de
estado regresivo. Los cambios de estado regresivos son: la condensación o licuación, la
solidificación y la sublimación. Los cambios de estado en los que la materia gana energía
(aumento de temperatura) se denominan cambios de estado progresivos. Estos son: la fusión, la
vaporización (pueden ocurrir dos fenómenos, evaporación: si las partículas que se encuentran en
la superficie del líquido se convierten en vapor; o ebullición: cuando toda la masa del líquido
experimenta el cambio de estado), y la volatilización.

Mientras se produce el cambio de estado la temperatura no varía.

18

19

AAlluummnnoo:: ………………………………………………………………………………........ FFeecchhaa:: ....……………………....…… 22°° aaññoo ““……....””
LLAA MMAATTEERRIIAA YY SSUUSS PPRROOPPIIEEDDAADDEESS

AACCTTIIVVIIDDAADD NN°°11

1- Haz un listado de cuatro materiales que se observen a simple vista y busca cuatro propiedades
físicas de cada uno.

 ……………………………………………………………………………………………………...
 ……………………………………………………………………………………………………...
 ……………………………………………………………………………………………………...
 ……………………………………………………………………………………………………...

2- Clasifica los materiales antes mencionados en alguno de los grupos estudiados.

 ……………………………………………………………………………………………………...
 ……………………………………………………………………………………………………...
 ……………………………………………………………………………………………………...
 ……………………………………………………………………………………………………...

3- Determina dos propiedades extensivas de una tiza:
 ……………………………………………………………………………………………………...
 ……………………………………………………………………………………………………...

4- Clasifica los siguientes materiales según los criterios y grupos definidos:
Hierro: ……………………………………………………………………………………………………………………...
Madera: …………………………………………………………………………………………………………………..
Acero: …………………………………………………………………………………………………………………….
Cobre: …………………………………………………………………………………………………………………….
Lana: ………………………………………………………………………………………………………………………
Policarbonato: …………………………………………………………………………………………………………..
Bronce: ……………………………………………………………………………………………………………………
Piedra: …………………………………………………………………………………………………………………….
Vidrio: ……………………………………………………………………………………………………………………..

AACCTTIIVVIIDDAADD NN°°22

Une con flechas los términos que se correspondan:

Platino Mineral ………………………………..

Azúcar Metal ………………………………..

Vidrio Biológico ………………………………..

20

AACCTTIIVVIIDDAADD NN°°33

Clasifica los materiales del siguiente listado según sean sólidos, líquidos o gaseosos:

Oxígeno: ….………………………………………………………………………………………………………………

Miel: ………………………………………………………………………………………………………………………..

Chocolate: ……………………………………………………………………………………………………………….

Goma de borrar: ………………………………………………………………………………………………………..

AACCTTIIVVIIDDAADD NN°°44

1- ¿Cuál es el estado de estas sustancias a temperatura ambiente? Decide si se trata de un sólido,
un líquido o un gas.

2- Completa la siguiente tabla:

3- ¿Con qué estado de agregación se relacionan las siguientes situaciones? ¿Qué propiedad del
estado las hace posible?

a) Cuando se derrama un frasco de perfume, el olor llega mucho más lejos que el líquido
derramado.

…………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………

b) Para introducir un trozo de madera en un recipiente, deberemos buscar uno cuya abertura
sea mayor que el tamaño de la madera; en cambio, podremos verter agua en cualquier
recipiente cuya capacidad lo permita.

…………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………

4- Ordena los tres estados más conocidos de la materia de manera creciente según sus
densidades. ¿Cómo se explica este orden con la teoría cinético-molecular?
21

.…………………………………………………………………………………………………………………………
.…………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………….…………………………………………………………
………………………………………………………………….………………………………………………………

5- Completa:
Fusión: es el pasaje del estado ………………….………..……... al estado ………..….………………….……
Vaporización: es el pasaje del estado ………………….….…..….. al estado ………..…………………..…..
Volatilización: es el pasaje del estado ………………………..……. al estado …….…….….………………..
Condensación o licuación: es el pasaje del estado ............................... al estado .............................
Solidificación: es el pasaje del estado …………………………….. al estado ……………….………………..
Sublimación: es el pasaje del estado …………………………….. al estado ………………….………………
6- Este esquema representa los cambios de estado de la materia. Completa los cuadros con los
nombres de estos cambios:

7- Completa las frases:

8- ¿Qué ocurre con la temperatura durante un cambio de estado regresivo, como la
condensación o la solidificación?

………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………
22

SSIISSTTEEMMAASS MMAATTEERRIIAALLEESS:: MMEEZZCCLLAASS,,
SSOOLLUUCCIIOONNEESS YY SSUUSSTTAANNCCIIAASS

Para poder estudiar la composición de un material o de un objeto se debe aislarlo y así poder
analizar sus propiedades y sus características. Esa parte del Universo que se aísla para su estudio se
denomina SISTEMA MATERIAL. Esta parte o porción pueden ser aisladas en forma real o imaginaria.
Por ejemplo, si el sistema material corresponde al agua contenida en un vaso, sus límites son
reales; en cambio, si se decide estudiar una zona determinada del Río Paraná, el sistema material
estará aislado en forma imaginaria.
Un sistema material que se forma al unir dos o más componentes se denomina mezcla. Por el
contrario, si está formado por un único componente, se trata de una sustancia o sustancia pura.
Los componentes en una mezcla se encuentran en proporciones variables sin perder sus
propiedades características.

Ejemplos de Sistemas Materiales:

Jugo con café agua con clavo de tarta de hamburguesa
Hielo colorante hierro frutillas completa

Los Sistemas Materiales puede clasificarse, según el intercambio con el medioambiente, en
abiertos, cerrados y aislados.

 Sistema abierto: intercambian materia y energía con su entorno o medioambiente. Ejemplo: té
azucarado en una taza de vidrio ya que además de enfriarse, parte del agua que contiene
puede evaporarse, o se le puede agregar más azúcar; un lago que intercambia materia con los
ríos o conla atmósfera al evaporarse el agua.
 Sistema cerrado: sólo intercambia energía con su medioambiente. Ejemplo: una lata de
gaseosa cerrada, que intercambia calor, porque el contenido de la lata puede calentarse o
enfriarse.
 Sistema aislado: no hay intercambio de materia ni energía con su medioambiente, es decir, no
interactúan con su entorno. Ejemplo: un termo tapado con líquido caliente adentro.

Los Sistemas Materiales también pueden clasificarse, según su composición, en homogéneos y
heterogéneos.

Sistemas Heterogéneos: son aquellos en los que se pueden ver los materiales que lo componen y
se pueden distinguir algunas propiedades de los mismos. Ejemplos: jugo con hielo, tarta de frutillas,
hamburguesa completa.

Sistemas Homogéneos: son aquellos en los que no se pueden distinguir los materiales que los
componen y además presentan las mismas propiedades en todo el sistema. Ejemplos: café, agua
con colorante, clavo de hierro.

Otra forma de diferenciar a un Sistema Heterogéneo de un Sistema Homogéneo es porque los
primeros están formados por dos o más FASES y los otros por una sola FASE.

Se denominan FASES a cada uno de las porciones homogéneas que forman un sistema, es decir
a cada una de las “capas” o “superficies” que se pueden distinguir dentro de un sistema material.
Por ejemplo: el sistema formado por la hamburguesa completa es un Sistema Heterogéneo porque
se pueden distinguir sus componentes o porque posee varias Fases: pan, tomate, lechuga, queso,
carne, jamón y nuevamente pan. Es decir que posee siete fases, pero sus Componentes son sólo
seis: pan, lechuga, tomate, carne, jamón y queso. En cambio, el sistema formado por el agua con
colorante verde, es un Sistema Homogéneo ya que sólo podemos distinguir una sola Fase (una
23

sola “capa”) pero posee dos Componentes: agua y colorante. Entonces, fase no es lo mismo que
componente aunque a veces coinciden en cuanto su número, pero no siempre ocurre eso.

IMPORTANTE:

Los sistemas heterogéneos, también reciben el nombre de mezclas heterogéneas. Cuando los
componentes tienen un tamaño lo suficientemente grande como para distinguirlos a simple vista,
se dice que es una mezcla heterogénea grosera. Por ejemplo, una mezcla de arena y limaduras
de hierro. Si, en cambio, se necesita una lupa o un microscopio óptico para diferenciar las
partículas de los distintos componentes, se denomina mezcla heterogénea fina. Por ejemplo, la
sangre humana. Se incluyen las suspensiones, en las que las partículas de alguno de los
componentes son tan finas que se mantienen suspendidas, dentro del líquido o el gas que las
contiene. Si durante un tiempo la mezcla permanece en reposo, las partículas se depositarán en el
fondo. En otros casos se requieren instrumentos especiales de alta resolución, como el
ultramicroscopio, para poder observar la existencia de dos componentes. Se trata de los coloides
o mezclas coloidales, en los cuales las partículas de uno de los componentes son tan pequeñas
que ni siquiera llegan a depositarse en el fondo del recipiente. Se las distingue por el efecto de
dispersión de la luz que producen cuando las atraviesa un rayo de luz. Por ejemplo, crema batida.

Los sistemas homogéneos formados por dos o más componentes, también se denominan
mezclas homogéneas, soluciones o disoluciones.

Los sistemas homogéneos formados por un sólo componente, se denominan sustancias puras.

Métodos de separación de fases de un sistema heterogéneo

Las fases que forman un sistema heterogéneo se pueden separar unas de otras utilizando
procedimientos adecuados a cada caso:

 Tamización: permite separar dos sólidos que tienen distinto tamaño de
partículas. Se coloca el sistema material sobre una malla de metal o
plástico (tamiz), se sacude y entonces las partículas de menor diámetro
atraviesan la malla, mientras que las de mayor tamaño quedan retenidas.
Ejemplo: la separación de arena fina y arena gruesa.

 Centrifugación: permite separar líquidos o sólidos de líquidos de diferente
densidad. Una máquina llamada centrífuga genera un movimiento
rotatorio con mucha fuerza provocando la sedimentación acelerada de las
partículas de mayor densidad. Se utiliza, por ejemplo, para obtener crema
de la leche. Ejemplo: secarropas, que permiten extraer el agua de la ropa.

 Filtración: se usa para separar un líquido de sólido no
disuelto, cuyo tamaño de partículas es superior a la malla
del filtro. Consta de un embudo con un papel de filtro en
su interior o algodón algunas veces. El contenido se vierte
por la parte superior y el líquido irá cayendo y
atravesando el filtro mientras que los sólidos quedarán
retenidos en el filtro. Ejemplo: al preparar el café con un
filtro para separar la borra.
FFAASSEESS:: Son cada una de las porciones
homogéneas que forman un sistema. Son
las diferentes “capas” que se pueden
percibir en un sistema. Una fase puede estar
constituida por uno o varios componentes.
CCOOMMPPOONNEENNTTEESS:: Son las diferentes
sustancias que forman una fase o un
sistema material. Responden a la pregunta
“¿de qué está hecho el sistema?”

24

 Flotación: es útil para separar dos sólidos de distinta densidad, al tomar
contacto con un líquido de densidad intermedia. Separa sustancias que
sobrenadan en un medio líquido. Se utiliza para separar dos minerales.
Ejemplos: sulfuro de zinc desulfuro de plomo; cuando los sólidos tienen
diferente densidad, tal como una mezcla de arena y corcho, se agrega un
líquido que tenga una densidad intermedia con respecto a ellos, como el
agua, el corcho flota y la arena se deposita en el fondo.

 Imantación: permite separar materiales ferrosos de los que no lo
son. Ejemplos: levantar unos clavos de hierro que estén mezclados
con tornillos de bronce o alfileres del fondo de un costurero.

 Levigación: se utiliza para separar dos materiales sólidos,
cuyas partículas tienen diferente densidad. Consiste en hacer
pasar una fuerte corriente de agua o de aire para arrastrar las
partículas más livianas. Ejemplo: se usa para separar el oro de la
arena y otros minerales.

 Decantación: este método utiliza como principio la diferencia de densidades
entre 2 sustancias. Por ejemplo: si queremos separar agua de arena o de otro
sólido, vertemos el líquido lentamente de un recipiente a otro quedando la arena
en el fondo, o succionando el líquido con pipeta.

En el caso de dos líquidos de distintas densidades e inmiscibles (no se mezclan)
como el agua y el aceite, usamos un embudo de separación o ampolla de
decantación. Este dispositivo cuenta con una mariposa que puede cerrar o abrir el
flujo de los líquidos. Para recoger a estos se coloca en la parte inferior un vaso de
precipitado. Caerá primero al líquido de mayor densidad que se encuentra en la
parte inferior. En este ejemplo, el agua. Cuando el agua caiga por completo
cerramos la mariposa y quedará el agua en el vaso y el aceite en la ampolla,
ambos líquidos completamente separados.

 Disolución: en el caso de que una de las fases sea soluble en un
determinado solvente y la otra no, como ocurre en la mezcla de arena y sal, se
agrega agua, se agita para asegurar la disolución de la sal, y se procede a
filtrar, separando la arena del agua salada.

 Tría: cuando una de las fases se encuentra dividida en trozos bien
diferenciables, éstos se pueden separar tomándolos con una pinza. Ejemplo:
extraer trozos de mármol mezclados en arena.

Clasificación de sistemas homogéneos

Los sistemas homogéneos, de acuerdo a su composición, se clasifican en Sustancias Puras y
Soluciones:

SISTEMAS
HOMOGÉNEOS
SUSTANCIAS PURAS
Una sola fase y un sólo
componente
SOLUCIONES
Una sola fase y dos o más
componentes
25

Sustancias puras

Las sustancias puras son sistemas homogéneos (una solafase) con propiedades intensivas
constantes. Están formadas por un sólo componente.

Clasificación de sustancias puras

Sustancias orgánicas: son aquellas, que en su mayoría, forman parte de los seres vivos y cuyas
moléculas están constituidas fundamentalmente por átomos de Carbono (C), Hidrógeno (H) y en
menor cantidad, por Oxígeno (O), Nitrógeno (N) y Fósforo (P).

Sustancias inorgánicas: son aquellas que en general no forman parte de los seres vivos y cuyas
moléculas están constituidas por diversos átomos.

Sustancias Simples: son aquellas que no pueden ser separadas en otras sustancias, están
formadas por un sólo tipo de átomo. Constituyen este grupo las sustancias elementales o
elementos (elementos de la Tabla Periódica): Hidrógeno (H), Carbono (C), Azufre (S), Oxígeno (O),
etc.

Sustancias Compuestas: son aquellas que pueden originar a través de reacciones de
descomposición, sustancias puras simples, están formadas por diferentes tipos de átomos, por
ejemplo: el agua (H2O), cuyas moléculas están formadas por átomos de Hidrógeno (H) y de
Oxígeno (O); el dióxido de carbono (CO2), cuyas moléculas están formadas por átomos de
Carbono (C) y Oxígeno (O); la sal de mesa (NaCl).

Soluciones

Las soluciones son sistemas materiales homogéneos (una sola fase) formados por más de un
componente. Ejemplos: té, agua con azúcar.
El componente que determina el estado físico final de la solución recibe el nombre de solvente
(o disolvente) y los que están repartidos en el solvente son los solutos. El solvente es el componente
que se encuentra en mayor proporción en la solución, y el soluto es el componente que está en
menor proporción. Siempre hay un sólo solvente pero puede haber más de un soluto. Si un soluto
sólido se disuelve en un solvente líquido, se dice que es soluble, en cambio, si el soluto también es
líquido, entonces se dice que es miscible.
El proceso por el cual se forma una solución, a partir del soluto y el solvente, se llama disolución.
Las soluciones se clasifican en sólidas, líquidas y gaseosas, según el estado de agregación que
presente el solvente. Ejemplos:

SUSTANCIAS
PURAS
Según existan o no en
los seres vivos
Sustancias
orgánicas
Sustancias
inorgánicas
Según la composición de
sus moléculas
Sustancias
Simples
Sustancias
compuestas
26

Como los gases se mezclan en cualquier proporción, una mezcla de gases es siempre
homogénea y es una solución, por ejemplo, el aire que respiramos, si bien presenta muchas
partículas es suspensión, está formado principalmente por una solución compuesta por los gases
oxígeno, nitrógeno y dióxido de carbono, entre otros.
Las aleaciones son soluciones de un sólido en un sólido, por ejemplo, los metales se funden, se
mezclan y se vuelven a solidificar (bronce: aleación compuesta por 80% de cobre y estaño con
agregados de cinc o aluminio, entre otros; acero: aleación de hierro con pequeñas cantidades
de carbono).

Concentración de las soluciones y solubilidad

La concentración de una solución es la cantidad relativa de soluto disuelto, con respecto a la
del solvente o a la cantidad total de la solución a una temperatura dada.
A una determinada temperatura, en una determinada cantidad de solvente, se puede disolver
una cantidad máxima de soluto, esta propiedad se denomina solubilidad.

La concentración de una solución también puede determinarse de modo cualitativo, utilizando
términos como diluido para soluciones con baja concentración de soluto o concentrado para
soluciones con mayor cantidad de soluto.
Dependiendo de su concentración, las soluciones químicas se clasifican en no saturadas
(diluidas o concentradas), saturadas y sobresaturadas.

Soluciones no saturadas: son aquellas en donde el soluto (o fase dispersa) y el solvente (o fase
dispersante) no están en equilibrio a una temperatura dada, por lo que pueden admitir más soluto
hasta alcanzar su grado de saturación. Dentro de las soluciones no saturadas se distingue entre las
diluidas (tienen una pequeña cantidad de soluto en un determinado volumen de disolución) y las
concentradas (tienen gran cantidad de soluto en un determinado volumen de disolución, por lo
que están próximas a la saturación).

Soluciones saturadas: en estas disoluciones hay un equilibrio entre el soluto y el solvente, ya que
a la temperatura que se tome en consideración el solvente no será capaz de disolver más soluto
(si se sigue agregando soluto, éste aparecerá como un compuesto sólido). Entonces, cuando una
solución llega a contener disuelta la máxima cantidad de soluto que es capaz de disolver,
significa que su concentración alcanzó su valor de solubilidad y, por lo tanto, se denomina
solución saturada (no admite más soluto, por lo cual el sobrante se depositará en el fondo del
recipiente). Es la preparación convencional de colocar cierta cantidad de soluto y cierta de
solvente en condiciones adecuadas para que se produzca, luego de un tiempo de reposo, la
precipitación.

Ejemplo: proceso de disolución del azúcar en el
té: inicialmente se agrega una cucharada de
azúcar, la misma queda en el fondo de la taza y
al agitar desaparece (solución diluida), el sabor
dulce del té aumenta al agregar más azúcar
(solución concentrada), pero llega un punto en el
que seguir agregando azúcar ya no modifica lo
dulce del té (solución saturada: la solución contiene la máxima cantidad de azúcar disuelta, que
coincide con su valor de solubilidad en ese solvente), y si ésta comienza a depositarse en el fondo
de la taza y aunque se la agite ya no se disuelve, entonces forma una mezcla heterogénea.

Si se calienta una solución saturada, se le puede agregar más soluto; si esta solución es enfriada
lentamente y no se le perturba, puede retener un exceso de soluto pasando a ser una solución
sobresaturada.

Ejemplo: se disuelven 25g de determinado soluto en 100g de agua a 40°C, siendo éste el valor
de solubilidad de dicho soluto a esa temperatura; si se enfría lentamente la solución hasta 30°C
27

(temperatura a la cual su solubilidad es menor), en lugar de depositarse el excedente de soluto en
el fondo del recipiente, éste permanecerá disuelto en su totalidad (25g).

Soluciones sobresaturadas: representan un tipo de disolución inestable, ya que presentan
disuelto más soluto que el permitido a la temperatura dada. Sin embargo, como son sistemas
inestables, con cualquier perturbación el soluto en exceso precipita formando microcristales
(frente a enfriamientos rápidos o descompresiones bruscas) y al no poder solubilizarse más, se
presenta deposición del soluto en el fondo del disolvente, transformándose en una mezcla
heterogénea.

Concentración, solubilidad y modelo de partículas

Cuando se forma una solución, las partículas de soluto se separan entre sí porque son
“rodeadas” por las del solvente (solución diluida).
Si se agrega más soluto, la distancia entre sus partículas se acorta y pueden volver a agruparse
(solución concentrada).
Si se sigue agregando soluto produce un equilibrio en el cual por cada partícula que se disuelve
otra forma un cristal (solución saturada).

De estas interacciones depende que una solución
pueda formarse o no. Si las partículas de dos sustancias no
son capaces de atraerse entre sí, no podrá formarse una
solución y se obtendrá una mezcla heterogénea, por
ejemplo, dos líquidos que no se mezclan o que resultan
inmiscibles como el agua y el aceite.

Expresión y cálculo de la concentración de las soluciones

Para estimar la concentración de una solución en forma más exacta y precisa, pueden utilizarse
diversas expresiones, entre las que se encuentra la relación de cantidad de partículas disueltas de
soluto con respecto a la cantidad de partículas del solvente.
La cantidad de partículas de una sustanciapuede relacionarse con la masa o con el volumen
que ocupan. De este modo, la concentración de una solución puede expresarse,
cuantitativamente, como la masa o el volumen de soluto con respecto a la masa o el volumen de
solvente, o con respecto a la masa o el volumen total de la solución.
Generalmente, el modo más sencillo de expresar la concentración es en porcentaje de masa o
volumen del soluto en el volumen o masa total de la solución:

Porcentaje volumen en volumen (% v/v): el volumen de soluto está expresado cada 100ml de
volumen total de la solución. Se utiliza cuando las cantidades de las sustancias que forman la
solución se expresan en volúmenes (ml, l) o sea, cuando se trata de mezclas de líquidos. Por
ejemplo, un aguardiente tiene una concentración de 30% v/v de etanol en agua, esto significa
que 100ml de solución contienen 30ml de etanol y 70ml de agua.

Porcentaje masa en masa (% m/m): se refiere a la cantidad de gramos de soluto cada 100g
de solución. Se utiliza cuando las cantidades de sustancias que forman la solución se miden en
unidades de masa (g, kg, etc.), o sea, en general cuando se trata de soluciones de sólidos en
sólidos. Por ejemplo, el acero es una aleación de hierro y carbono en la cual este último no
puede superar una concentración del 2% m/m porque en lugar de acero se forma un producto
quebradizo llamado fundición.

28

Porcentaje masa en volumen (% m/v): corresponde a la cantidad de masa de soluto (por
ejemplo, gramos) por cada 100ml de solución. Generalmente se utiliza para expresar la
concentración de sólidos en líquidos. Por ejemplo, la solución fisiológica que se utiliza en
medicina es una solución de cloruro de sodio al 0,9% m/v, quiere decir que por cada 100ml de
solución hay disueltos 0,9g de cloruro de sodio.

Ahora bien, si se quiere expresar la concentración de una solución que contiene solutos o
solventes líquidos en unidades de masa, es necesario conocer la densidad del líquido.

La densidad es una propiedad física intensiva de la materia que describe cuán unidos están los
átomos de un elemento o las moléculas de un compuesto. Mientras más unidas están las
partículas individuales de una sustancia, más densa es la sustancia. Puesto que las diferentes
sustancias tienen densidades distintas, la medida de la densidad es una vía útil para identificarlas.
Para averiguar la densidad de una sustancia o un trozo de cualquier material, basta conocer su
masa y el volumen que ocupa; en símbolos:
V
m
=

Por lo tanto, la densidad se define como la relación entre la masa y su volumen (cociente entre
masa y volumen). La masa es la cantidad de materia contenida en un objeto y el volumen es la
cantidad de espacio ocupado por la cantidad de la materia.
En el Sistema Internacional, la unidad de densidad es el kilogramo por metro cúbico (conocido
por el símbolo kg/m3). Un kilogramo de bronce, por ejemplo, ocupará un espacio mucho menor
que un kilogramo de plumas, ésto se explica a partir de la densidad: el bronce es más denso (tiene
más masa en menos volumen) que las plumas.

Tabla de densidades

29

Problemas resueltos:

1- Para expresar correctamente una concentración, lo primero que se debe hacer es encontrar la
expresión apropiada. Ejemplo: ¿Cómo expresarías la concentración de aluminio en una aleación,
si 2,45g de la aleación contienen 0,73g de aluminio?

Como se trata de dos sólidos, la
expresión correcta de esta
concentración sería en % m/m.
Entonces:

Es decir, que la aleación tiene una concentración del 29,8% m/m de aluminio (cada 100g de
aleación hay 29,8g de aluminio).

2- Para calcular un volumen o una masa a partir de la concentración, se debe interpretar lo que
esa concentración significa. Ejemplo: Si la cerveza habitualmente tiene un 5% de alcohol. ¿Qué
cantidad de alcohol toma una persona que consume medio litro de cerveza?

Se parte de la expresión de la
concentración:

Entonces, despejando de esta fórmula:

Es decir, que en medio litro de esta cerveza hay 25ml de alcohol.

3- Para calcular la cantidad de soluto necesaria al preparar una solución, se debe saber la
concentración a la que se quiere llegar y el volumen de solución que se desea preparar. Ejemplo:

Si se desea preparar 300ml de una solución de sal de mesa en agua de concentración 4% m/v,
¿qué cantidad de sal se debe utilizar? ¿Cuál es su concentración en % m/m si la densidad de la
solución es de 1,0253g/ml?

Aquí se tiene que interpretar qué
significa el dato de la concentración y,
a partir de ese dato plantear una regla
de tres simple:

Entonces, la solución se prepara mezclando 12g de sal con agua hasta llegar a 300ml.

Para expresar la misma concentración
pero como porcentaje masa en masa (%
m/m), se utiliza el valor de la densidad:

Esto significa que 100ml de la solución equivalen a 102,53g. Ahora se puede calcular la
concentración en % m/m:

Entonces, la concentración de sal en agua puede expresarse de dos formas equivalentes: como
una solución 4% m/v o 3,9% m/m.
30

Métodos de fraccionamiento de un sistema homogéneo

Son procesos físicos de separación, que permiten separar los componentes de una solución, es
decir, separan las soluciones en las sustancias puras que las componen.

 Destilación: consiste en transformar un líquido en vapor (vaporización) y luego condensarlo por
enfriamiento (condensación). Este método involucra cambios de estado, de acuerdo al tipo de
solución que se trate, pueden aplicarse distintos tipos de destilación:

 Destilación Simple: se emplea para separar
el solvente, de sustancias sólidas disueltas
(solutos). Este método se aplica
principalmente en procesos de purificación,
como por ejemplo, a partir del agua de mar
puede obtenerse agua pura, destilando ésta y
quedando residuos sólidos disueltos en el
fondo del recipiente.

 Destilación Fraccionada: se emplea para separar
dos o más líquidos miscibles de puntos de
ebullición diferentes aunque cercanos. El líquido
de menor temperatura de ebullición destila
primero. Para lograr obtener los líquidos puros se
emplean columnas de fraccionamiento (tubo
relleno con material que presente gran superficie
de contacto, por ejemplo, placas de vidrio), que
permiten sucesivas condensaciones y
evaporaciones.

 Cristalización: se emplea para separar sólidos
disueltos en solventes líquidos. Puede hacerse por
enfriamiento (disminución de solubilidad por
descenso de temperatura) o por calentamiento
(disminución de capacidad de disolución por
evaporación del solvente).

 Cromatografía: es muy utilizada tanto para
separar como para identificar los componentes de
una solución que contiene varios solutos. Se basa
en el principio de extracción con solventes. Esta
técnica requiere de dos fases, una móvil fluida (un
gas o un líquido) y una fija o estacionaria (un sólido
o un líquido fijado sobre un sólido), de esta manera
los componentes de la solución son arrastrados por la fase móvil, y en ese trayecto, interaccionan
de diferente manera con la fase estacionaria. Por ejemplo, los colorantes de una tinta, las
sustancias migran a través de una fase fija como el papel, arrastradas por la fase móvil, como una
mezcla de agua y alcohol.

http://www.google.com.ar/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=0CAcQjRw&url=http://www.educarchile.cl/ech/pro/app/detalle?id=216881&ei=nzucVYbIOsy5wASqs4qgBQ&bvm=bv.96952980,d.Y2I&psig=AFQjCNH2isCmDSToxGEU7FkLdzOdyI0ing&ust=1436388571823301
https://www.google.com.ar/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=0CAcQjRw&url=https://texperidis.wikispaces.com/Destilaci%C3%B3n+del+vino&ei=RTmcVbT2NsSowgS8xZDABA&bvm=bv.96952980,d.Y2I&psig=AFQjCNGXiUC7BHuKok_wCYnBvNJ8nDYa8A&ust=1436387987996234http://www.google.com.ar/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=0CAcQjRw&url=http://www.escuelapedia.com/analisis-cromatografico/&ei=E0qcVZ-FIIWqwgTFvIWIAQ&bvm=bv.96952980,d.Y2I&psig=AFQjCNHXIUqKmSvD17HsxPuFrq_vBLSSGA&ust=1436392300684959
https://www.google.com.ar/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=0CAcQjRw&url=https://1aslfatetar.wordpress.com/2015/01/08/proyecto-acm-la-materia/&ei=E0OcVcj1DoOnwATt4IKICw&bvm=bv.96952980,d.Y2I&psig=AFQjCNEbj6KcFXRNP-voj4U49dnjxZbuXw&ust=1436390258580572
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AAlluummnnoo:: ………………………………………………………………………………........ FFeecchhaa:: ....……………………....…… 22°° aaññoo ““……....””
SSIISSTTEEMMAASS MMAATTEERRIIAALLEESS:: MMEEZZCCLLAASS,,
SSOOLLUUCCIIOONNEESS YY SSUUSSTTAANNCCIIAASS

AACCTTIIVVIIDDAADD NN°°11

Dados los siguientes sistemas materiales, clasifícalos en Homogéneo o Heterogéneo según
corresponda e indica cuáles son los elementos que lo componen:

a) agua salada con trozos de hielo