La Materia y sus Transformaciones

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Universidad Nacional Experimental Politécnica “Antonio José de Sucre”
Vice-rectorado Puerto Ordaz
Estudios Generales
La Materia y sus Transformaciones
Tema I, Química I (M4)
27 de Noviembre del 2020
Profesora: Elizabeth Gonzales
Alumna: Mariagabriela Custodio
1. Identifica 5 cambios físicos que ocurren en tu vida cotidiana, 5 cambios físicos en tu cuerpo y 5 cambios físicos en la naturaleza.
· 5 cambios físicos que ocurren en tu vida cotidiana son:
-Cuando ponemos a congelar el agua, pasa de estar en estado líquido a sólido.
-Cuando montamos agua a hervir, pasa de estar en estado líquido a gaseoso.
-Al servir alguna bebida con hielo, el hielo se derrite y pasa de estar en estado sólido a líquido.
-Al doblar un tubo de metal, cambiamos su forma física.
-Al partir un pedazo de papel, cambiamos su forma y tamaño.
· 5 cambios físicos en tu cuerpo son:
-Los órganos crecen y aumentan su tamaño.
-Los huesos aumentan su tamaño.
-Crecimiento de las mamas y ensanchamiento de caderas.
-Ensanchamiento de hombros.
-Crecimiento del cabello y del vello.
· 5 cambios físicos en la naturaleza son:
-El agua en estado gaseoso de las nubes se condensa y se precipita para pasar a estar en estado líquido
-Cuando un árbol crece, aumenta su longitud.
-Los mares al congelarse crean icebergs.
-En los desiertos, debido al viento y el calor del sol, la arena se acumula creando piedras y dunas.
-Al condensarse las nubes, se precipitan, pasando de estar en estado gaseoso a líquido.
 2. Identifica 5 cambios químicos que ocurren en tu vida cotidiana, 5 cambios químicos en tu cuerpo y 5 cambios químicos en la naturaleza.
· 5 cambios químicos que ocurren en tu vida cotidiana son:
-Un metal al interactuar con el oxígeno, crea una reacción química llamada “oxidación”.
-Al encender una cocina de gas, por ejemplo, ocurre la combustión.
-Al echarle gasolina a un carro, y hacerlo arrancar, dentro del mismo se genera una combustión que libera energía.
-Cuando dejamos algún alimento por mucho tiempo al aire libre, este empieza a oxidarse y liberar gases.
- Cuando ponemos un pedazo de papel en una llama de fuego y este se quema, y se convierte en cenizas, también hay un cambio químico.
· 5 cambios químicos que ocurren en tu cuerpo:
-La digestión. Los alimentos que comemos pasan a ser energía en nuestro cuerpo.
-La respiración, transformando el oxígeno que respiramos en dióxido de carbono que liberamos a la atmósfera.
-Las células a través de la respiración celular, generan energía en forma de ATP.
-La circulación de la sangre, en los cuales los nutrientes son trasportados por la sangre hasta el hígado y las células del hígado metabolizan cada sustancia para producir energía.
-La sudoración, un proceso que también se denomina transpiración, es la liberación de un líquido salado por parte de las glándulas sudoríparas del cuerpo.
· 5 cambios químicos que ocurren en la naturaleza son:
-La fotosíntesis en las plantas, la energía solar se convierte en glucosa, alimento de las plantas.
-La formación de lluvia ácida, un efecto de la contaminación ambiental, se forma cuando la humedad del aire se combina con óxidos de nitrógeno, dióxido de azufre o trióxido de azufre emitidos por fábricas, centrales eléctricas, calderas de calefacción y vehículos que queman carbón o productos derivados del petróleo que contengan azufre. En interacción con el agua de la lluvia, estos gases forman ácido nítrico, ácido sulfuroso y ácido sulfúrico.
-La formación del petróleo, el cual es una mezcla de compuestos orgánicos fruto de la transformación de materia orgánica procedente de zooplancton y algas que, depositados en grandes cantidades en fondos anóxicos de mares o zonas lacustres del pasado geológico, fueron posteriormente enterrados bajo pesadas capas de sedimentos. Estos hidrocarburos se pueden originar a partir de restos de plantas y microorganismos enterrados durante millones de años y sujetos a distintos procesos físicos y químicos.
-La formación de composta en la naturaleza, donde materiales orgánicos se oxidan, convirtiéndose en abono y fertilizante para las plantas.
-La destrucción de la capa de ozono, donde gases como el dióxido de carbono y compuestos de cloro y bromo, entre otros, destruyen el ozono de la estratósfera.
 3. ¿Cuáles de las siguientes son propiedades químicas y cuales son propiedades físicas?
-El sucedáneo de levadura produce burbujas de dióxido de carbono cuando se le añade agua. (Químico)
-Un tipo particular de acero consiste en 95% de hierro, 4% de carbono y 1% de mezcla de otros elementos. (Físico)
-La densidad del oro es 19,3 g/mL. (Físico)
-El hierro se disuelve en ácido clorhídrico con desprendimiento de gas hidrógeno. (Químico)
-La Lana de acero fina arde al aire. (Químico)
-El sodio metálico es lo suficientemente blando como para cortarlo con un cuchillo. (Físico)
-El corcho flota en agua. (Físico)
-Cuando el sodio entra en contacto con el agua, se funde, desprende un gas inflamable y eventualmente desaparece todo. (Químico)
 4. ¿Cuál de los siguientes procesos son exotérmicos y endotérmicos? Justifique cada uno
· Combustión.
-Es un proceso exotérmico, debido a que al ocurrir dicha reacción química (la combustión) se libera energía en forma de calor. Por ejemplo, al quemar leña, la flama que se crea emite calor.
· Congelación de agua
-La congelación es casi siempre un proceso exotérmico, lo que significa que a medida que el líquido cambia a sólido, se libera calor y presión. Esto se ve a menudo como contraintuitivo, ya que la temperatura del material no se eleva durante la congelación, excepto si el líquido se enfrió en exceso. Pero esto se puede entender, ya que el calor debe eliminarse continuamente del líquido de congelación o el proceso de congelación se detendrá. A medida que las partículas del agua liberan energía, su movimiento se ralentiza hasta llegar a un punto donde solo vibren y se encuentren de manera ordenada (pasa a estado sólido)
· Fusión de hielo
-Es un proceso endotérmico, ya que el hielo necesita recibir calor del exterior para poder llegar a su punto de fusión, y pasar del estado sólido a líquido.
· Ebullición de agua
-Es un proceso endotérmico, ya que el agua absorbe el calor para poder generar mayor movimiento entre sus partículas, llegando a su punto de ebullición en donde pasa de estar de estado líquido a gaseoso.
· Condensación de vapor
-Es un proceso exotérmico, ya que para que ocurra la condensación las partículas del gas deben disminuir su movimiento y agruparse en el estado líquido, lo que sólo se produce si el gas elimina energía a su entorno. 
 5. Clasificar cada una de las siguientes especies como elemento, compuesto o mezcla (homogénea o heterogénea). Justificar la clasificación:
· Una bebida refrescante
-Mezcla homogénea. Las sustancias que conforman dicha bebida, se encuentran distribuidas uniformemente en el espacio que ocupan. Por ejemplo, un jugo de naranja, una bebida achocolatada, etc. Si la bebida tiene hielo, ya que puede notarse la diferencia entre este y la bebida en sí, sería una mezcla heterogénea, hasta que el hielo se derrita y vuelva a ser una mezcla homogénea.
· Agua
-Compuesto puro. El agua es una molécula formada de dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno, molécula que no puede dividirse en sus componentes puros por medio de cambios físicos. También que las propiedades del agua son constantes y se hallan en proporciones definidas. Se representa con su respectiva fórmula química (O)
· Aire
-Mezcla homogénea. El aire está compuesto de diversos gases en sus respectivas proporciones de manera uniforme. El aire puede separarse en los respectivos gases que lo conforman a través de cambios físicos.
· Sopa de pollo
-Mezcla heterogénea. Los distintos ingredientes que conforman la sopa, no están distribuidos de manera uniforme por lo que sus componentes están separados físicamente, tanto así que pueden distinguirse perfectamente.
· Hidrógeno 
-Elemento químico. El hidrogeno es un átomo con sus propiedades específicas y que no puede dividirse en otros componentes puros.· Potasio
-Elemento químico. El potasio es un átomo con sus propiedades específicas y que no puede dividirse en otros componentes puros.
· Sal de mesa 
-Compuesto puro. La sal es un compuesto conformado por átomos de sodio y cloro (cloruro de sodio), distribuidos uniformemente, donde no puede separarse en sus componentes puros por medio de cambios físicos.
· Palomitas de maíz
- Las palomitas de maíz son una mezcla heterogénea, ya que la palomita de maíz se compone de diversas sustancias y de diversas partes del maíz que tienen diferentes composiciones.
· Café
-Mezcla homogénea. El café líquido vendría siendo una disolución, donde el café se distribuye uniformemente por toda el agua.
· Plata
-Elemento químico. Es un átomo con sus propiedades específicas y que no puede separarse en otros compuestos puros.
· Carbonato de calcio
-Compuesto químico. Está conformado por varios átomos de distintos elementos, los cuales no pueden separarse por cambios físicos. Se representa con una fórmula química (CaCO₃)
· Tinta de bolígrafo
-Mezcla homogénea. Está compuesta de diversas sustancias como resinas y colorantes que no logran identificarse a simple vista debido a que están uniformemente distribuidos. Pueden separarse a través de cambios físicos.
· Pasta de diente
-Mezcla homogénea. El dentífrico es una mezcla uniforme de diversas sustancias, donde no pueden verse a simple vista las sustancias que lo componen. 
· Barro
-Mezcla homogénea. El agua y la tierra (o arcilla) están unidos uniformemente. Sus componentes puros pueden obtenerse por medio de cambios físicos
· Leche
-Mezcla heterogénea. La leche es un coloide (un tipo de mezcla heterogénea), en donde las partículas que la conforman no están totalmente distribuidas de manera uniforme (aunque a primera vista no parece, ya que las partículas sólidas son muy pequeñas como para distinguirse). Sus componentes pueden separarse por medio de cambios físicos.
· Sal y azufre
-Mezcla heterogénea. Pueden diferenciarse dichas sustancias a simple vista.
· Agua de azúcar 
-Mezcla homogénea. El azúcar se disuelve en el agua de manera uniforme, y el agua puede separarse del azúcar por medio de cambios físicos.
 6. Clasificar cada una de las propiedades como intensiva o extensiva. Justificar la clasificación:
· Densidad
-Propiedad intensiva. Cada compuesto, elemento y sustancia tiene su respectiva densidad, la cual la diferencia de otras sustancias.
· Punto de fusión
-Propiedad intensiva. Cada compuesto, elemento y sustancia tiene su respectivo punto de fusión, el cual lo diferencia de otras sustancias
· Volumen de un gas
-Propiedad extensiva. El volumen afecta nada más al tamaño y espacio que ocupa el gas, no a los componentes químicos que lo conforman. El volumen que pueda adoptar no es una característica que lo diferencia de otras sustancias.
· Masa de una esfera
-Propiedad extensiva. La masa refleja la cantidad de materia que tiene dicha esfera, sea mayor o menor dicha cantidad, los componentes químicos de dicha esfera no variaran, y dicha propiedad no la diferencia de otras sustancias.
· Capacidad para conducir la electricidad
-Propiedad intensiva. No todos los compuestos son capaces de conducir electricidad a través de ellos, dicha capacidad depende de la composición química de cada sustancia. No depende de la cantidad de la sustancia. Esta propiedad ayuda a diferenciar unas sustancias de otras, ya que es específica y diferente para cada sustancia, compuesto o elemento.
· Temperatura
-Propiedad intensiva. La temperatura de alguna sustancia no depende de la cantidad de la misma. Un compuesto bajo las mismas condiciones, tendrá la misma temperatura, asi este en menor, o mayor cantidad.
· Maleabilidad 
-Propiedad intensiva. La maleabilidad es la capacidad de deformarse sin llegar a romperse, permite fabricar láminas delgadas. No todas las sustancias son igual de maleables, y la maleabilidad no depende de la cantidad a la que se encuentre una sustancia. Una sustancia en pocas cantidades será igual de maleable que si estuviera en grandes cantidades.
· Peso especifico
-Propiedad extensiva. El peso de un objeto va a variar dependiendo de su cantidad de masa, si la masa aumenta o decae, de la misma manera lo hará el peso. Esta propiedad no diferencia unas sustancias de otras.
· Longitud 
-Propiedad extensiva. Esta propiedad afecta el tamaño de un cuerpo o sustancia, depende de la cantidad, y no diferencia unas sustancias de otras.
· Punto de ebullición
-Propiedad intensiva. No todas las sustancias comparten el mismo valor de esta propiedad y permite diferenciarlas entre sí. Si una sustancia se encuentra a mayor o menor cantidad, no afectara el valor de su punto de ebullición.
· Ductibilidad
-Propiedad intensiva. La ductibilidad es la facilidad de deformación plástica (latón, bronce, plomo, fundición, zinc, etc.). No todas las sustancias son igual de dúctiles, es una propiedad que permite diferenciar a las sustancias entre si y que no depende de la cantidad o tamaño de la sustancia.
· Tenacidad
-Propiedad intensiva. La tenacidad es la resistencia a los impactos y a absorber energía de deformación sin romperse. No todas las sustancias son igual de tenaces ni comparten el mismo valor, y la tenacidad de una sustancia u objeto no depende de en cuantas cantidades se encuentra. 
 7. Establecer las siguientes leyes e ilustrar cada una
· Ley de Conservación de la Masa.
- La ley de conservación de la materia, ley de conservación de la masa, o ley de Lomonósov-Lavoisier es una de las leyes fundamentales de las ciencias naturales.
Fue elaborada por Mijaíl Lomonósov (1711-1765) en 1748 y descubierta independientemente cuatro décadas después por Antoine Lavoisier (1743-1794) en 1785. Se puede enunciar de la siguiente manera:
«La masa de un sistema permanece invariable cualquiera que sea la transformación que ocurra dentro de él»; esto es, «en términos químicos, la masa de los cuerpos reaccionantes es igual a la masa de los productos en reacción».
Así fue enunciada en el año 1748 por Mijaíl Lomonosov (36). En 1785, y de manera independiente, el químico Antoine Lavoisier (42) propone que «la materia no se crea ni se destruye: solo se transforma». Es por esto que muchas veces la ley de conservación de la materia es conocida como ley de Lavoisier-Lomonosov.
Establece un punto muy importante: «En toda reacción química la masa se conserva, es decir, la masa total de los reactivos es igual a la masa total de los productos».
Como se puede apreciar en la imagen, la cantidad de masa de los reactantes (oxígeno, metano), sigue siendo la misma en el producto de la reacción. La masa no varía.
· Ley de Conservación de la Energía 
- Constituye el primer principio de la termodinámica y afirma que la cantidad total de energía en cualquier sistema aislado (sin interacción con ningún otro sistema) permanece invariable con el tiempo, aunque dicha energía puede transformarse en otra forma de energía. Es una de las leyes fundamentales de la física y su teoría se trata de que la energía no se crea ni se destruye, únicamente se transforma; ello implica que la masa en ciertas condiciones se puede considerar como una forma de energía.
La ley de conservación de la energía afirma que no existe ni puede existir nada capaz de generar energía, no existe ni puede existir nada capaz de hacer desaparecer la energía y por último si se observa que la cantidad de energía varía, siempre será posible atribuir dicha variación a un intercambio de energía con algún otro cuerpo o con el medio circundante.
Como se puede apreciar en la imagen, la energía que emplea el patinador para moverse, va cambiando constantemente, pasando de ser potencial a cinética y viceversa, pero la energía empleada en si se conserva.
· Ley de Conservación de materia y energía 
- En los procesos nucleares la materia puede convertirse en energía. La relación entre una cierta masa y la energía a que equivale, viene dada por la ecuación de Einstein, .
La energía liberada cuando la materia se transforma en energía, es igual al producto de la masa de la materiatransformada por la velocidad de la luz al cuadrado. A escala microscópica se ha observado también la transformación de energía en materia. 
Enunciamos el principio de conservación de la materia y la energía como sigue: “La cantidad combinada de materia y energía en el universo es fija”.
 8. Identificar los tres estados de la materia. Mencione las características de cada uno. ¿En qué se parecen y en qué se diferencian?
· Sólido
-El estado sólido de la materia viene dado cuando las partículas se hallan muy unidas, debido a un alto grado de cohesión entre ellas. Estas partículas vibran y producen poca energía cinética debida al poco movimiento de dichas partículas. Las partículas se encuentran de manera ordenada.
· Líquido
-El estado líquido de la materia viene dado cuando la cohesión entre las partículas es intermedia y por ende las mismas se hallan más separadas que al estar en estado sólido. La energía cinética entre las partículas es un poco más alta que en el estado sólido y las partículas pueden deslizarse entre ellas.
· Gaseoso
-El estado gaseoso de la materia viene dado cuando la cohesión entre las partículas es muy baja, tanto así que estas se hallan muy dispersas. En este estado la energía cinética entre las partículas es mucho mayor debido al mayor grado de movimiento entre las partículas.
· Comparación entre los estados de la materia
-Diferencias: Se diferencian en los grados de cohesión que tienen las partículas entre sí. El estado sólido tiene un grado de cohesión muy alto, el estado líquido un grado de cohesión intermedio, y el estado gaseoso un grado de cohesión mínimo. También se diferencian en los niveles de energía cinética; el estado sólido tiene menor energía cinética, el estado líquido un nivel intermedio, y el estado gaseoso un nivel muy alto.
-Semejanzas: Los tres se asemejan en que están compuestos de materia. Los líquidos y los gases no tienen un volumen ni forma definida, como si la tienen los sólidos. Los líquidos y gases tienen energía cinética, mientras que la energía cinética de los sólidos es casi o prácticamente nula. Cada estado puede variar y transformarse dependiendo del medio en el que se encuentre.