CAMBIOS DE ESTADO EN LA MATERIA

CAMBIO DE ESTADO

El proceso mediante el cual las sustancias pasan de un estado de agregación a otro.
El estado físico depende de las fuerzas de cohesión que mantienen unidas a las partículas. La modificación de la temperatura o de la presión que modificará dichas fuerzas de cohesión pudiendo provocar un cambio de estado.

El paso de un estado de agregación más ordenado a otro más desordenado, donde las partículas se mueven con más libertad entre sí, se denomina cambio de estado progresivo.



Los cambios de estado progresivos son:
Fusión: es el paso de sólido a líquido. Ejemplo: el hielo a agua líquida se funde.

Vaporización: es el paso de líquido a gas. Ejemplo: el agua líquida pasa a vapor de agua evaporándose lentamente (secándose un recipiente o una superficie con agua) o al entrar en ebullición el líquido (hierve).

Volatilización: es el paso de sólido a gas. Ejemplo: el azufre o el yodo sólidos al calentarlos pasan directamente a gas. En cambio, el paso de un estado de agregación más desordenado a otro más ordenado se denomina cambio de estado regresivo.

Los cambios de estado regresivos son:
Condensación: es el paso de vapor a líquido. Ejemplo: en los días fríos de invierno el vapor de agua de la atmósfera se condensa en los cristales de la ventana que se encuentran fríos o en el espejo del cuarto de baño. Condensan los vapores, como el vapor de agua, o el de cloroformo. Los vapores condensan por enfriamiento o por compresión. En cambio, los gases, para pasar al estado líquido, primero deben ser enfriados hasta cierta temperatura, llamada temperatura crítica, y luego deben ser comprimidos. La temperatura crítica es por tanto una temperatura por encima de la cual es imposible licuar un gas. Cada gas tiene una temperatura crítica determinada.

Solidificación: es el paso de líquido a sólido. Ejemplo: el agua de una cubitera dentro del congelador se solidifica formando cubitos de hielo.

Sublimación: es el paso de gas a sólido. Generalmente se utiliza el término sublimación para referirse al ciclo
completo de sólido a vapor y nuevamente a sólido.

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DIFERENCIAS ENTRE EVAPORACIÓN Y EBULLICIÓN

1) A cualquier temperatura, el líquido pasa lentamente a estado gaseoso, el proceso se denomina evaporación. El paso es lento porque son las partículas que se encuentran en la superficie del líquido en contacto con la atmósfera las que se van escapando de la atracción de las demás partículas cuando adquieren suficiente energía para liberarse. Partículas del líquido que se encuentran en el interior no podrán recorrer demasiado antes de ser capturadas de nuevo por las partículas que la rodean.

2) A una temperatura determinada se produce el paso de líquido a gas en todo el volumen del líquido el proceso se denomina ebullición. Cualquier partícula del interior o de la superficie adquiere suficiente energía para escapar de sus vecinas, la energía se la proporciona la fuente calorífica que le ha llevado a dicha temperatura. Por tanto, el cambio de estado denominado vaporización se puede producir de alguna de estas formas:

1) Por evaporación que tiene lugar en la superficie del líquido, es lenta y a cualquier temperatura, aunque aumenta la evaporación con la temperatura. Un ejemplo lo tenemos con el agua que se extiende por el suelo o la ropa mojada tendida, el proceso de secado es una evaporación del agua líquida. El agua contenida en un vaso también termina por desaparecer (se evapora), aunque la evaporación será mayor si aumentamos la superficie de contacto entre el agua y la atmósfera (por ejemplo, echando el contenido del vaso en un plato).

2) Por ebullición que tiene lugar a una determinada temperatura (temperatura de ebullición), es tumultuosa y tiene lugar en cualquier parte del líquido (superficie o interior). El ejemplo lo tenemos en el agua, a medida que la calentamos la evaporación aumenta y llega un momento en el que salen burbujas de vapor de agua de cualquier parte del líquido y de forma tumultuosa (desordenadamente).

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Estado Sólido

Se caracteriza por fuerzas de cohesión grandes, mucho mayores que las de repulsión. Como consecuencia, los espacios intermoleculares son mínimos, el orden es perfecto y las partículas se mantienen en posiciones rígidas. Los sólidos poseen volumen propio.

Las moléculas, átomos o iones ocupan posiciones específicas en una estructura tridimensional. Cada partícula posee energía cinética suficiente como para vibrar alrededor de una posición de equilibrio, pero no le permite el desplazamiento desde esa posición. La libertad de movimiento molecular es muy restringida, no pueden fluir.

Los sólidos poseen forma propia. Si por ejemplo consideramos un sólido cristalino cuyos iones se encuentran ordenados en el espacio y suponemos que el cristal pertenece al sistema cúbico.

Existen otros sólidos con ordenamiento al azar y de corto alcance, denominados amorfos, por ejemplo, gomas y plásticos.

Características de los sólidos Los sólidos se caracterizan por tener poca elasticidad, por lo que una vez deformados no recuperan su forma original por sí mismos.

Su forma y volumen son constantes, y no se pueden comprimir por lo que no se puede reducir su volumen presionándolos. Sin embargo, los sólidos suelen dilatarse y contraerse; aumentar de volumen cuando son calentados y reducirlo cuando se enfrían.

La subdivisión habitual que se realiza respecto de los sólidos se hace entre los cristalinos (que tienen una estructura atómica regular) y los amorfos (que están formados por partículas ordenadas en forma irregular).

Ejemplos de sólidos
Los siguientes constituyen una lista de ejemplos de elementos en estado sólido.

Sal de mesa - Diamante - Hielo - Ámbar - Azufre -Cuarzo

Perlas - Hierro - Azúcar - Plásticos duros -Magnetita

Caolín - Madera – Arena - Grafito -Feldespato

Yeso -Carbón -Silicio -Calcopirita

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DIFERENCIAS ENTRE EVAPORACIÓN Y EBULLICIÓN

1) A cualquier temperatura, el líquido pasa lentamente a estado gaseoso, el proceso se denomina evaporación. El paso es lento porque son las partículas que se encuentran en la superficie del líquido en contacto con la atmósfera las que se van escapando de la atracción de las demás partículas cuando adquieren suficiente energía para liberarse. Partículas del líquido que se encuentran en el interior no podrán recorrer demasiado antes de ser capturadas de nuevo por las partículas que la rodean.

2) A una temperatura determinada se produce el paso de líquido a gas en todo el volumen del líquido el proceso se denomina ebullición. Cualquier partícula del interior o de la superficie adquiere suficiente energía para escapar de sus vecinas, la energía se la proporciona la fuente calorífica que le ha llevado a dicha temperatura. Por tanto, el cambio de estado denominado vaporización se puede producir de alguna de estas formas:

1) Por evaporación que tiene lugar en la superficie del líquido, es lenta y a cualquier temperatura, aunque aumenta la evaporación con la temperatura. Un ejemplo lo tenemos con el agua que se extiende por el suelo o la ropa mojada tendida, el proceso de secado es una evaporación del agua líquida. El agua contenida en un vaso también termina por desaparecer (se evapora), aunque la evaporación será mayor si aumentamos la superficie de contacto entre el agua y la atmósfera (por ejemplo, echando el contenido del vaso en un plato).

2) Por ebullición que tiene lugar a una determinada temperatura (temperatura de ebullición), es tumultuosa y tiene lugar en cualquier parte del líquido (superficie o interior). El ejemplo lo tenemos en el agua, a medida que la calentamos la evaporación aumenta y llega un momento en el que salen burbujas de vapor de agua de cualquier parte del líquido y de forma tumultuosa (desordenadamente).

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Estado Gaseoso

Las fuerzas de repulsión son mucho mayores que las fuerzas de cohesión.

El valor de la energía cinética es tal que permite a las moléculas del gas aumentar el espacio intermolecular sin otro límite que el de la pared del recipiente que lo contiene, llenándolo totalmente. No poseen forma ni volumen propios. En los gases a presión normal las moléculas se hallan en completo desorden, siendo grande el espacio intermolecular, en relación con su tamaño, razón por la cual son fácilmente compresibles.

Debido a su gran energía cinética las moléculas se encuentran en continuo movimiento. Poseen los tres grados de libertad: vibración, traslación y rotación y como consecuencia gran capacidad de fluir. Fuente: https://www.ejemplos.co 20-ejemplos-de-solidos-liquidos-y-gaseosos/#ixzz5iHFfgfle

ALGUNAS CARACTERÍSTICAS DEL ESTADO GASEOSO
El movimiento que realizan es rápido y descontrolado, trasladándose incluso a largas distancias: esto es lo que explica que el gas adopte el tamaño y la forma del lugar que ocupa.

La densidad de los distintos tipos de gases es mucho más pequeña que la de los líquidos y los sólidos, y los gases son rápidamente comprensibles.

Ejemplos de estado gaseoso (gases)
Oxígeno
Hidrógeno
Vapor de agua
Nitrógeno
Argón
Helio
Monóxido de carbono
Cloro
Flúor
Butano

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¿QUÉ SON LAS PROPIEDADES ESPECÍFICAS DE LA MATERIA?

La materia que conocemos posee numerosas características que nos permiten clasificarla, ordenarla y averiguar más sobre sus orígenes. Algunas de dichas propiedades son generales, es decir, compartidas con todas las formas de materia que conocemos, como la longitud, el peso, el volumen, etc.

Pero también existen propiedades específicas de la materia, es decir, propiedades que tienen solamente algunas formas de la materia, y que nos permiten diferenciar a un cuerpo de otro, a un elemento de otro o a una sustancia de otra. Dichas características son esenciales o específicas, ya que son únicas dependiendo del tipo de materia estudiado. Estas propiedades tienen que ver principalmente con la naturaleza misma y el comportamiento físico de la materia, vale decir, su reacción recurrente frente a ciertos estímulos. La materia del mismo tipo, digamos, de un mismo elemento, se comportará siempre igual ya que posee siempre las mismas propiedades específicas.

De allí que la mayoría de los métodos de separación de fases o de separación de la materia empleen métodos que explotan estas propiedades y no otras, dado que en una misma sustancia puede haber mezclados varios tipos de materia, cada uno con sus respectivas propiedades únicas. Así, todos los elementos de la materia tienen un grado de densidad o un punto de fusión, por ejemplo, pero nunca será el mismo para cada uno.

Densidad Cuando hablamos de densidad de la materia, nos referimos a qué tan concentrada se encuentra la materia en un cuerpo. Está determinada por la estrechez con que conviven las moléculas de un elemento con otras iguales a ella, por lo que se trata de una relación entre masa y volumen (Densidad = masa/volumen).

Por ejemplo, un kilogramo de madera y un kilogramo de plomo son fácilmente distinguibles por su densidad, que es mucho mayor en el caso del plomo. Sus moléculas se hallan mucho más apretadas entre sí.

Punto de fusión El punto de fusión es la temperatura máxima en la cual un sólido pasa al estado líquido. Esto ocurre mediante la inyección de calor, y representa una temperatura tope: sin importar cuánto calor se añada al sólido (que deviene líquido), su temperatura no aumentará. Además, esta propiedad es distinta en cada elemento conocido, por lo que el plomo se funde a los 327,3 °C, pero el aluminio a los 658,7 °C y el hierro a los 1530 °C.

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Elasticidad

La elasticidad es la capacidad de la materia de recuperar su forma original, en cuanto cesa la aplicación de una fuerza que la obligaba a cambiar (fuerza deformativa).

Esto significa qué: algunos elementos tienen memoria de forma, es decir, regresan a su forma original en cuanto dejamos de forzarlos a tener otra. Así ocurre con el caucho o goma, pero no con el aluminio (que al deformarse queda como está) o el vidrio (que no se deforma, sólo se parte).

Brillo Llamamos brillo a la capacidad de la materia de reflejar ciertos espectros de luz, y es típico de los elementos metálicos o minerales. Dicho brillo puede ser metálico, adamantino, nacarado o vítreo, dependiendo de qué sustancia usemos de referencia (metal, diamante, nácar o vidrio).

Dureza La dureza es la resistencia natural de ciertos elementos a ser rayados, esto es, a que se penetre levemente su superficie con otro material. Así, los materiales más duros son difíciles de rayar, como el diamante, mientras que el yeso es sumamente sencillo de rayar.

Punto de Ebullición Así como el punto de fusión, el punto de ebullición es una temperatura máxima y única a la que un elemento pasa del estado líquido al gaseoso. Esto ocurre debido al incremento de la energía cinética que el calor añadido distribuye entre las partículas, que empiezan a vibrar mucho más aprisa. Así, el punto de ebullición del agua es de 100 °C, pero el del mercurio es de 356,6 °C.