Aspectos generales de la materia

TEMA # 2

Aspectos generales de la Materia

Definición

Todos los cuerpos que nos rodean están constituidos de materia. La materia puede determinarse como: ¨todo aquello que existe en el Universo que tiene masa y por tanto ocupa un lugar en el espacio¨

Al referirnos a la materia debemos tener claro los conceptos de masa y peso. Cuando señalamos la masa de un cuerpo nos referimos a la cantidad de materia que contiene el mencionado cuerpo. La masa es la misma donde se encuentre no cambia. El peso es una característica de la materia, que depende de la fuerza de atracción gravitacional entre la masa de un cuerpo celeste donde se esté pesando ese cuerpo.

Organización de la materia

La materia está organizada sobre la base del átomo. A medida que le hombre ha sido resolviendo los problemas de la naturaleza, el concepto de materia ha ido evolucionando. Ahora sabemos que en la organización de la materia, los átomos forman partículas conocidas como moléculas, las cuales se agrupan para integrar los cuerpos que constituyen la naturaleza.

Clasificación de la materia

Para facilitar su estudio, la materia se le clasifica tomando en consideración su complejidad y su composición.

• Según su complejidad: el estudio que hacemos de la materia lo podemos iniciar estableciendo una gran diferencia entre materia viva y materia inerte. De acuerdo con esta segmentación la materia viva está representada por todo organismo viviente, animal o vegetal, no importa el grado de complejidad que presenta su composición. En oposición a esta clasificación, la materia puede presentarse como materia inerte o sin vida; tal es el caso de las rocas, los minerales, los combustibles, el agua, etc.
• Según su composición: de acuerdo a su composición, la materia se presenta como sustancia pura (elemento o compuesto) y como mezcla, formada por la agrupación de sustancias puras.

• Sustancias puras: presentan las siguientes características.

• Misma composición en la misma muestra.
• Se descomponen solamente por métodos químicos.
• Presentan cambios de estado a una temperatura constante.

Expliquemos con el ejemplo del agua. El agua en la forma que se presenta, agua de tomar, vapor de agua o hielo; es una sustancia con la misma composición. Siempre tendrá 11% de hidrógeno, 89% en peso en oxígeno.

Se requieren métodos químicos para separar sus componentes. Un procedimiento químico muy conocido es por electrólisis; al pasar una corriente eléctrica por el agua, está se descompone en hidrógeno y oxígeno.

Cuando el agua alcanza una temperatura de 100°C entra en ebullición. Cambia de estado líquido a gaseoso.

• Elemento o sustancias simples: constituyen las unidades básicas de la materia. Los elementos se designan mediante símbolos químicos; ejemplo: carbono (C), calcio (Ca), argón (Ar), arsénico (As), nitrógeno (N), níquel (Ni). Para el caso de los siguientes elementos no se ajustan a la regla porque se respetó su nombre latín. Azufre (sulfurum, S), sodio (natrium, Na), potasio (kalium, K), hierro (ferrum, Fe).
• Compuestos: se forman a partir de las combinaciones químicas, de elementos que pierden sus propiedades químicas para formar sustancias diferentes a ellos en relación a su composición química. Los compuestos solamente pueden separarse por cambios químicos. Para representar los compuestos se utiliza la fórmula química. Cada fórmula química muestra su composición; ejemplo: H2O.

• Mezclas: reunión física de dos o más sustancias diferentes que conservan sus propiedades. Para ser mezcla la materia debe presentar:

• Composición variable. Dos o más sustancias pueden mezclarse en cualquier proporción para formar una mezcla. Al mezclar agua con azúcar; la mezcla será más dulce en la medida que se agregue una mayor cantidad de azúcar en la misma cantidad de agua.
• Sus componentes pueden separarse por procedimientos mecánicos o físicos. La mezcla de agua y azúcar se puede calentar y lograr la evaporación del agua. El azúcar queda en el recipiente que contenga la mezcla.
• Presentar cambio a determinadas temperaturas. La mezcla de agua con azúcar en  estado líquido se puede enfriar, llega el momento que alcanza la temperatura a la cual se solidifica, o sea cambia l estado sólido.

• Mezclas homogénea: presentan una sola fase o medio, debido a que una o varias, sustancias se disuelven en otra. Ejemplo: el agua del mar, formada de una mezcla de diferentes sales, minerales y gases disueltos.

• Soluciones: mezcla homogénea de una o más sustancias disueltas en otra sustancia en mayor proporción. Cuando agregamos azúcar al agua y agitamos la mezcla, los cristales se disuelven. El azúcar se disuelve recibe el nombre de soluto, y el medio donde se disuelve el azúcar, que es el agua, se llama disolvente o solvente.

La mezcla entre un sólido y un líquido varía de acuerdo a la cantidad de cada componente:

• Mezcla diluida: cuando hay poco soluto en cierta cantidad de solvente. Ejemplo: al agregar poco azúcar al agua para que no quede bastante dulce.
• Mezcla saturada: cuando agregamos más soluto en la misma cantidad de solvente. Al añadir más azúcar al agua para que quede bastante dulce.
• Mezcla sobre saturada: cuando le agregamos tal cantidad de azúcar que no se disuelve totalmente en el agua, salvo que calentemos la solución.

Cuando a mezcla es entre líquidos, se pueden formar soluciones miscibles y soluciones no miscibles.

• Solución miscible: cuando los 2 líquidos se mezclan completamente formando una fase. Ejemplo; mezcla de agua y alcohol.
• Solución no miscible: resulta cuando los 2 líquidos no se mezclan bien y forman 2 capas o fases separadas, con el líquido más denso en la capa inferior. Ejemplo: al mezclar aceite con agua. Al mezclarlos, la capa de aceite flota, sobre la del agua, ya que el agua forma una capa más densa.

• Mezcla heterogénea: es aquella que se presenta más de una fase. Cada fase se identifica por sus propiedades.

• Suspensiones: mezclas formadas por un líquido y un sólido cuyas partículas se pueden ver a simple vista y se sedimentan con facilidad al quedarse quieta. Ejemplo: la mezcla de arena y agua.
• Emulsiones: se presentan cuando un líquido se dispersa en otro líquido. Ejemplo; la leche dispersa en agua.
• Coloides: se componen dos fases, la fase dispersa y la fase continúa. La clara de huevo en agua es un ejemplo de un coloide. Los coloides tienen la propiedad de dispersar la luz cuando se hace caer un rayo luminoso sobre ellos. Este fenómeno típico de los coloides se conoce como el efecto de Tyndall.