Tema 1.2 Introducción a las disoluciones: diluidas, saturadas y

UNIDAD 1
La materia y sus cambios
Tema 1.3
Propiedades características de las sustancias:
físicas, organolépticas, químicas; intensivas y
extensivas.
NMLV
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Propiedades de las sustancias
• Organolépticas
Con nuestros sentidos
• Físicas
Muestra intacta
• Químicas
Muestra que reacciona
• Intensivas
Independientes de la masa
• Extensivas
Dependientes de la masa
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Propiedades organolépticas
• Son aquellas características físicas que tiene la
materia y que se pueden percibir a través de
nuestros sentidos.
• Su estudio es importante en las ramas de la
ciencia en las que es habitual evaluar
inicialmente las características de un material
sin la ayuda de instrumentos científicos.
• Ejemplos: Olor, color, sabor, textura.
Las propiedades físicas de la materia son
aquellas características propias de la sustancia, que al
ser observadas o medidas no producen nuevas
especies químicas (no cambia ni la identidad ni la
composición), por ejemplo:
Masa, volumen, forma cristalina, temperatura de
fusión, temperatura de ebullición, densidad,
viscosidad, tensión superficial, presión de vapor,
solubilidad, dureza, brillo, maleabilidad, ductilidad,
conductividad (sonora, térmica, eléctrica), etcétera.
¿Qué es un cambio físico? Aquellos en que se conservan las sustancias originales
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En cambio…
Las propiedades químicas de la materia son aquellas
que sólo pueden observarse o medirse cuando una
sustancia se transforma en otra sustancia, por
ejemplo:
Reactividad frente al oxígeno, al agua o a los ácidos;
flamabilidad, corrosividad.
¿Qué es un cambio químico? Aquellos en que se transforman las sustancias originales.
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Otra clasificación para las propiedades de las sustancias
• Propiedades intensivas
No dependen del tamaño del material que se esté
analizando.
Son cualidades independientes de la cantidad que se
trate, es decir no dependen de la masa de la
muestra.
Ejemplos: densidad, temperatura de fusión,
temperatura de ebullición, solubilidad, forma
cristalina, viscosidad, etc.
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Otra clasificación para las propiedades de las sustancias
• Propiedades extensivas
Son cualidades que dependen de la cantidad de
masa, son aditivas, se cuantifican para toda la
cantidad de materia en el sistema, es decir cambian
de valor al cambiar la extensión de la muestra.
Ejemplos: volumen, masa, energía, cantidad de
sustancia (moles).
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Unidades SI
En 1960 se llegó a un acuerdo internacional que especificaba un grupo de unidades
métricas para emplearse en las mediciones científicas. Estas unidades se denominan
unidades SI, que es la abreviatura de Système International d’Unités. El sistema SI tiene
siete unidades fundamentales de las cuales se derivan todas las demás.
2009, Prentice-Hall, Inc.
Masa y Volumen
• MASA: medida de la cantidad de materia que hay en un objeto.
• VOLUMEN: es una magnitud definida como la extensión en tres
dimensiones de una región del espacio. Es una magnitud derivada de la
longitud, ya que se halla multiplicando la longitud, la anchura y la altura.
El volumen de un cubo está dado por su longitud al cubo (longitud)3. Por
tanto, la unidad SI fundamental del volumen es el metro cúbico (m3), el
volumen de un cubo que tiene 1 m por lado.
En química, es común utilizar unidades más pequeñas como el centímetro
cúbico, cm3 (que a veces se escribe cc).
Otra unidad de volumen de uso común en química es el litro (L), que
equivale a un decímetro cúbico (dm3). El litro es una unidad métrica que
no es una unidad SI.
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Densidad
• La densidad es la relación que existe entre la masa de
una sustancia y el volumen que ocupa.
•  = masa/ volumen . Unidades: g/cm3 y g/mL y g/ L
para gases.
• Normalmente en las tablas de densidades se reporta la
temperatura a la cual se determinaron, ya que los
volúmenes de los objetos pueden cambiar con ella.
• En el S.I. la densidad se expresa como = kg/ m3
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Densidad de algunos materiales
Material
Temperatura (°C)
Densidad (g/cm3)
Pb
20
11.3
Ag
20
10.4
Cu
20
8.5
Fe
20
7.7
Al
20
2.7
H2O (S)
0
0.917
H2O (l)
4
1.0
H2O (l)
25
0.997
Etanol
25
0.791
Glicerina
25
1.26
Hg
20
13.6
He
20
0.000178
H2
20
0.000089
O2
20
0.00143
H2O (g)
100
0.000596
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Ejercicio
• Una pieza metálica cuya masa es de 194.3 gramos se coloca
en una probeta que contiene 242 mililitros de agua. La nueva
lectura del líquido es de 260.5 mililitros. De acuerdo con lo
anterior, ¿cuál es la densidad de la muestra? ¿de qué metal
puede tratarse?
Solubilidad
•
Es la máxima cantidad de una sustancia que se disuelve en una cantidad determinada de
otra, a una T específica.
•
Cuando una disolución contiene la cantidad máxima de soluto que se puede disolver a esa
temperatura, se dice que está saturada.
•
La mayoría de los sólidos son más solubles conforme aumenta la temperatura (ver siguiente
diapositiva).
•
Con respecto a los gases, las solubilidades
son mucho menores:
la solubilidad del oxígeno en agua a 1 atm
y 20 ºC es de 0.04 g/L, pero si la T aumenta
la cantidad de oxígeno disuelto disminuye.
•
La solubilidad de los gases aumenta
con la presión, por ejemplo cuando
destapamos una bebida gaseosa
(la presión interior disminuye) el
CO2 disuelto se libera en forma de burbujas.
14
15
Tensión superficial
.
En el interior de un líquido las moléculas
están rodeadas de otras moléculas iguales
a ellas y cada una ejerce y siente fuerzas de
atracción en todas direcciones, sin
embargo las moléculas de la superficie,
sólo son atraídas hacia abajo por las demás
moléculas de su especie.
16
Tensión superficial
.
• Como consecuencia la superficie se
reduce al mínimo, lo que hace que el
líquido se comporte como si tuviera
una piel.
• Este efecto permite colocar una aguja
en la superficie del agua y a algunos
insectos caminar en el agua aunque la
densidad de tales objetos sea mayor
que la del agua. Debido a esa tensión
es que las gotas de agua son
esféricas.
17
•
Las unidades de la tensión
superficial son fuerza por
unidad de área.
Líquidos
Tensión
superficial
(J/m2)
Mercurio
4.6x10-1
Agua
7.29x10-2
Etanol
2.23x10-2
Benceno
2.89x10-2
Glicerol
6.34x10-2
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Presión de vapor
• Los líquidos siempre tienden a evaporarse.
• Las moléculas de un líquido se mueven a diferentes velocidades, en un
momento dado algunas de ellas, las que están en la superficie del
líquido, poseen la energía para vencer las fuerzas de atracción de sus
vecinas y escapar a la fase gaseosa.
• Conforme un líquido se evapora, se forma una fase gaseosa en su
superficie que se va desprendiendo.
• Si el líquido está en un recipiente abierto, eventualmente se evaporará
en su totalidad.
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Presión de vapor
•
Pero si el líquido está en un recipiente cerrado, ese gas se acumula y ejerce una
presión conocida como presión de vapor.
•
Es la presión ejercida por la fase gaseosa, cuando se igualan en un proceso
dinámico tanto el proceso de evaporación como el de condensación.
Mientras más se eleve la temperatura, más vapor habrá y mayor será la presión
que ejerza.
•
20
Cuanto más débiles son las fuerzas de atracción, mayor es el número de moléculas que
pueden escapar y mayor es la presión de vapor.
21
• Al igual que los líquidos,
los sólidos tienen una
presión de vapor
determinada a cierta
temperatura, aunque es
pequeña en comparación
con la de los líquidos.
• Los sólidos con presión de
vapor elevada subliman
fácilmente.
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Temperatura de fusión
• Es la temperatura a la cual una sustancia en
estado sólido y en estado líquido presentan la
misma presión de vapor.
Temperatura de ebullición
• Es la temperatura a la cual la presión de vapor
de una sustancia líquida se iguala con la
presión del entorno.
• A la T ebull, las partículas del líquido tienen la
suficiente energía como para contrarrestar las
fuerzas atractivas y sobreponerse a la presión
que ejerce la atmósfera sobre la superficie del
líquido.
Temperaturas de fusión (oC)
Temperaturas de ebullición (oC)
Fe
1530
Cu
1083
Ca
851
NaCl 801
CH3COOH 17
H2O
0
CCl4 - 23
Hg
- 39
CH3CH2OH -117
Fe
2735
Cu
2595
Ca
1487
NaCl 1413
CH3COOH 118
H2O
100
CCl4
76
Hg
357
CH3CH2OH 78
O2 - 219
CH4 - 182
Cl2 - 101
O2 - 183
CH4 - 164
Cl2 - 34
Viscosidad
• Es la resistencia de un líquido a fluir, a mayor viscosidad el
líquido fluirá más lentamente.
• La viscosidad tiene que ver con la facilidad con que las
moléculas del líquido puedan moverse con respecto a otras,
por lo tanto depende de las fuerzas de atracción entre las
moléculas y de la estructura que tengan dichas moléculas.
• La viscosidad disminuye a medida que aumenta la
temperatura.
• Para determinar la viscosidad , se mide el tiempo que
transcurre al fluir cierta cantidad de un líquido a través de un
ducto. La unidad de la viscosidad es el poise que equivale a 1
g/cm-s.
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El líquido más viscoso fluye más lentamente.
27
De las anteriores ¿qué propiedades
nos permiten identificar a un
material?
Las PROPIEDADES FÍSICAS
INTENSIVAS y las
PROPIEDADES QUÍMICAS
INTENSIVAS
Resolver colección
de ejercicios U1
Trabajaremos en la revisión de sus
respuestas y dudas la próxima clase,
no es para entregar.