2 CAMBIOS EN LA MATERIA Cambios en la

2. CAMBIOS EN LA MATERIA.

Cambios en la materia Introducción Cambios físicos Cambios químicos

. Introducción Todos los días ocurren cambios en la materia que nos rodea. Algunos hacen cambiar el aspecto, la forma, el estado otros incluso provocan modificaciones en la naturaleza de las sustancias. Los cambios de la materia se clasifican en dos grupos: Transformaciones físicas y transformaciones químicas Fenómenos o Cambios Físicos: Son procesos en los que no cambia la naturaleza de las sustancias ni se forman otras nuevas. Ejemplos: Cambios de estado: Si aplicamos una fuente de calor de forma constante, el agua hierve y se transforma en vapor de agua. (En ambos casos, la sustancia implicada en el proceso es agua que, en un caso está líquida y en el otro está gaseosa)

. Fenómenos o Cambios Químicos: Son procesos en los que cambia la naturaleza de las sustancias, además de formarse otras nuevas. Ejemplos: Combustión: Si quemamos un papel, se transforma en cenizas y, durante el proceso, se desprende humo. (Inicialmente, tendríamos papel y oxígeno, al concluir el cambio químico tenemos cenizas y dióxido de carbono, sustancias diferentes a las iniciales). Corrosión: Si dejamos un trozo de hierro a la intemperie, se oxida y pierde sus propiedades iniciales. (Las sustancias iniciales serían hierro y oxígeno, la sustancia final es óxido de hierro, con unas propiedades totalmente diferentes a las de las sustancias iniciales).

Cambios físicos : cambios de estado

. Fusión. Es la transformación de un sólido en líquido al aplicarle calor. Es importante hacer la diferencia con el punto de fusión, que es la temperatura a la cual ocurre la fusión. Esta temperatura es específica para cada sustancia que se funde. Ejemplos: Cobre sólido + calor = cobre líquido. Cubo de hielo (sólido) + calor = agua (líquida). El calor acelera el movimiento de las partículas del hielo, se derrite y se convierte en agua líquida.

. Evaporación. Es la transformación de las partículas de superficie de un líquido, en gas, por la acción del calor. Este cambio ocurre en forma normal, a temperatura ambiente, en algunas sustancias líquidas como agua, alcohol y otras. Ejemplo. Cuando te lavas las manos y las pones bajo la máquina que tira aire caliente, éstas se secan. Sin embargo si le aplicamos mayor temperatura la evaporación se transforma en ebullición

. Ebullición. Es la transformación de todas las partículas del líquido en gas por la acción del calor aplicado. En este caso también hay una temperatura especial para cada sustancia a la cual se produce la ebullición y la conocemos como punto de ebullición. Ejemplos: El agua tiene su punto de ebullición a los 100º C, alcohol a los 78º C. (el término hervir es una forma común de referirse a la ebullición).

. Condensación. Es el cambio de estado de una sustancia en estado gaseoso a estado líquido. Ejemplo: El vapor de agua al chocar con una superficie fría, se transforma en líquido. En invierno los vidrios se empañan y luego le corren "gotitas"; es el vapor de agua que se ha condensado. En el baño de la casa cuando nos duchamos con agua muy caliente y se empaña el espejo, luego le corren las "gotitas " de agua.

. Solidificación. Es el paso de una sustancia en estado líquido a sólido. Este cambio lo podemos verificar al poner en el congelador un vaso con agua, o los típicos cubitos de hielo.

. Sublimación progresiva o directa Es la transformación directa, sin pasar por otro estado intermedio, de una materia en estado sólido a estado gaseoso al aplicarle calor. Ejemplo: Naftalina(en estado sólido) + calor= naftalina(en estado gaseoso)

. Sublimación regresiva o inversa Es el cambio de una sustancia de estado gaseoso a estado sólido, sin pasar por el estado líquido Por ejemplo el yodo cuando está en estado de vapor al enfriarlo con un objeto que está muy frío pasa a estado sólido

Cambios químicos: las reacciones químicas . - ¿Cómo sabemos cuándo se ha producido una reacción química? Cuando se produce una reacción química suelen producirse algunos indicios típicos: - Cambio de coloración: Indica la aparición de una o de varias sustancias nuevas distintas a las iniciales.

. - Aparición de sedimento o precipitado: Es señal de que una o algunas de las sustancias nuevas formadas son insolubles.

. - Desprendimiento de gas: Como resultado de la reacción aparece una nueva sustancia que se presenta en estado gaseoso a temperatura ambiente.

. Absorción o liberación de calor: Los cambios espontáneos de temperatura de la mezcla revelan que se está produciendo una reacción. - Cambios en otras propiedades: La acidez, el olor, la aparición de propiedades ópticas frente a la luz, propiedades magnéticas o eléctricas, etc.

. . - ¿Cómo se representan las reacciones químicas? Una reacción química es un proceso en que, a partir de unas sustancias iniciales, llamadas reactivos, se obtienen unas sustancias finales distintas, llamadas productos. Reactivos: Son las sustancias iniciales que, una vez mezcladas, reaccionan químicamente. Productos: Son las sustancias nuevas que se forman como resultado de la reacción química entre los reactivos.

. Las reacciones químicas se escriben mediante ecuaciones químicas: a la izquierda se escriben los reactivos que se mezclan, separados por signos de sumar (+) y, a la derecha, los productos que se obtienen, separados también por signos de sumar (+). Entre reactivos y productos se coloca una flecha, que indica el sentido de la reacción. REACTIVOS → PRODUCTOS A + B----- C+D

. Las reacciones químicas se pueden representar de dos modos con palabras o con fórmulas: Con palabras: nitrato de bario + ácido sulfúrico ----> sulfato de bario + ácido nítrico Con fórmulas Ba(NO 3)2 + H 2 SO 4 ---> Ba. SO 4 + 2(HNO 3)

. Metano+Oxígeno--- Dióxido de carbono +agua CH 4 + 2 O 2 ----- CO 2 + 2 H 2 O Hidrógeno +Oxígeno Agua 2 H 2 + O 2 —› 2 H 2 O Hidrógeno +Nitrógeno Amoniaco 3 H 2 + N 2 —› 2 N H 3

. . - Leyes que cumplen las reacciones químicas La masa no cambia durante las reacciones químicas: Ley de la conservación de la masa En una reacción química la masa se conserva. Esto quiere decir que la masa total de los productos obtenidos es igual a la masa total de los reactivos que han reaccionado.

. Ley de las proporciones constantes: Los reactivos que participan en una reacción química reaccionan siempre en proporciones fijas. Ejemplo: Si reaccionan hidrógeno y oxígeno para formar agua, siempre reaccionan 1 g de hidrógeno por cada 8 g de oxígeno y esa siempre va a ser la proporción necesaria para que formen agua.

. . - Un modelo para explicar las leyes: los átomos En 1808, John Dalton ofreció una explicación de por qué las reacciones químicas cumplen la ley de conservación de la masa y la de las proporciones constantes. Se basa en las siguientes ideas: - La materia está formada por átomos. - Todos los átomos de un elemento son iguales, pero distintos a los de otros elementos. - En una reacción química, los átomos presentes inicialmente se reorganizan de distinta manera formando sustancias diferentes. Sin embargo, los átomos siguen siendo los mismos

. Desde el punto de vista atómico, en una reacción química los átomos de las sustancias reactivas se reorganizan de otra manera, dando lugar a nuevas sustancias que se denominan productos. Al no cambiar el número ni la clase de átomos, la masa no cambia en la reacción.

. Ajuste de reacciones químicas Para ajustar ecuaciones químicas hay que tener en cuenta que en las reacciones ni se "ganan" ni se "pierden" átomos. Debe aparecer el mismo número de átomos de cada clase en los reactivos y en los productos. Esta es la condición de la conservación de la masa. sin embargo, no podemos cambiar a voluntad las fórmulas de las sustancias para igualar el número de átomos.

. Ejemplo: Cuando el hierro se oxida se origina un compuesto diferente llamado óxido de hierro (II). si escribimos la reacción simbólicamente, tendremos: Fe + O 2 → Fe. O Tal y como está escrita esta reacción 1 átomo de hierro reacciona con 2 átomos de oxígeno formando 1 molécula con 1 átomo de hierro y 1 de oxígeno. Esto no puede ser, tiene que haber el mismo número de átomos en ambos lados.

. Por tanto, habrá que emplear unos números llamados coeficientes que pondremos delante de cada fórmula o símbolo, indicando el número de átomos de cada especie que deben reaccionar para que se conserve la masa y el número de átomos

. Es decir, se necesitan 2 átomos de hierro para reaccionar con una molécula de oxígeno y formar 2 moléculas de Fe. O. Este proceso se llama ajustar una reacción química y consiste en anteponer los números enteros necesarios delante de los símbolos o fórmulas de las sustancias que intervienen en la reacción, de modo que se cumpla a escala atómica la ley de conservación de la masa. 2 Fe + O 2 → 2 Fe. O

. El amoniaco se puede descomponer en nitrógeno e hidrógeno: Amonico-- Nitrógeno +Hidrógeno NH 3 ------- N 2 +H 2 la reacción no está equilibrada Comenzamos por igualar los átomos de nitrógeno: 2 NH 3 ------ N 2+H 2 falta igualar los átomos de hidrógeno. Como en la izquierda hay 6 átomos tenemos que conseguir 6 átomos en la derecha: 2 NH 3 ----- N 2 + 3 H 2 Ahora la reacción está equilibrada

. MAGNESIO +OXÍGENO- ÓXIDO DE MAGNESIO Mg+O 2 ---- Mg. O Paso 1: Mg+O 2 - 2 Mg. O ESTÁ EQUILIBRADO EL OXÍGENO Paso 2: 2 Mg+O 2 - 2 Mg. O AHORA ESTÁ TOTALMENTE EQUILIBRADA

. Actividad: Indica racciones químicas que se dan en la vida cotidiana(en los seres vivos, en el hogar etc)

Transposición didáctica • CAMBIOS FÍSICOS • Producir cambios de estado en el agua: Pueden hacer cubitos de hielo con las bandejas típicas del congelador. Resulta muy atractivo si se hacen cubitos con distintos colores y sabores: añadiendo zumo de naranja o de limón.

. • CAMBIOS QUÍMICOS • Producir cambios químicos cocinando: Cocer huevos hasta que se endurecen (se producen cambios en la estructura de las proteínas) Preparar masa de pan e introducir en el horno. Hacer yoghur a partir de leche

. Actividad: Proponer actividades para realizar con los niños relacionadas con los cambios en la materia