Elian La Vida

INTRODUCCION

TRANSFORMACIONES FÍSICAS

Son aquellas en donde las sustancias que intervienen no presentan cambios, siendo el peso inicial de la materia idéntica al peso final. Por ejemplo, la construcción de una mesa de madera a partir del tronco de un árbol o la rotura de un vidrio en varios fragmentos tras un golpe o caída. En efecto, tanto la madera como el vidrio conservan la misma estructura molecular a pesar de haber sido transformadas. Son fenómenos físicos o cambios físicos los que se llevan a cabo sin la formación de nuevas sustancias es decir, sin alterar la composición química, por ejemplo: la mezcla de azufre en polvo con limaduras de hierro; el paso del agua de la fase líquida a la fase gaseosa (cambio de fase). No se producen nuevas sustancias, pues cada una de ellas conserva su naturaleza.

SOLUCIONES

Son transformaciones físicas en donde una sustancia (soluto) es disuelta en otra (disolvente). Si a un recipiente con agua se le agrega una cucharada de sal común, las moléculas de cloruro de sodio se dispersan mezclándose con las moléculas del agua. El producto obtenido es una solución salina, donde la sal es el soluto y el agua el solvente. Por lo tanto:

solvente + soluto = solución

Los solutos pueden ser sólidos como la sal, líquidos como el alcohol o gaseosos como el dióxido de carbono (soda, bebidas gaseosas).

DESTILACIÓN

Es una transformación física que consiste en separar, dentro de una solución, el soluto del solvente. En el ejemplo anterior, si se calienta la solución salina hasta llegar al punto de ebullición, se produce vapor de agua. Mediante un dispositivo como el de la figura, se hace pasar el vapor por una corriente de agua fría para que se transforme en un líquido que puede ser recuperado en otro recipiente. Ese líquido es el agua (solvente) que formaba parte de la solución salina. En el primer recipiente queda solamente el soluto (cloruro de sodio o sal común).

Debe notarse que en un cambio o transformación física, los materiales que interactúan entre sí continúan siendo los mismos, por lo que no hay producción de elementos diferentes. Tan solo varían sus formas, sus proporciones o los estados de agregación de la materia. Son ejemplos de transformaciones físicas las soluciones y la destilación, la elasticidad, la condensación, la caída libre, la fusión y la trituración, entre otros.

TRANSFORMACIONES QUÍMICAS

Son aquellas en que las sustancias que intervienen presentan cambios en su constitución. Las transformaciones o cambios químicos se denominan reacciones químicas, donde por una redistribución de los átomos, una o varias sustancias (reactivos) se transforman en otra sustancias (producto de la reacción).

En el año 1875, Lavoisier enunció la llamada “ley de conservación de la masa”, que dice: “En todos los fenómenos químicos, permanece constante la masa total de las sustancias que intervienen”. No obstante, la ley no se cumple en aquellos procesos en donde se libera una gran cantidad de energía, ya que ese alto valor energético es debido a una pérdida determinada de masa. los fenómenos químicos afectan a la composición elemental de la materia, al nivel de los átomos, cambiando su combinación molecular, por ejemplo quemar algo es un fenómeno químico, primero tieness madera y luego cenizas, en cambio un fenómeno físico afectan a las características físicas, por ejemplo peso, masa, energía potencial, velocidades aceleraciones, y ubicación en el espacio, luego de un proceso físico las condiciones químicas de la materia quedan inalteradas

COMBUSTIÓN

Es una transformación química en la cual un combustible (gasolina, gas, carbón, alcohol, madera) se combina con el oxígeno. La combustión es una reacción de tipo exotérmica donde se forma una llama que desprende calor al quemar, y luz al arder. La combustión se produce con la sola presencia de oxígeno o con sustancias que lo contengan, como el aire atmosférico. Tras la combustión se originan sustancias gaseosas, entre ellas dióxido de carbono, vapor de agua, monóxido de carbono, nitrógeno y carbono en forma de hollín.

El carbón común se compone por una gran cantidad de moléculas de carbono. En presencia de una elevada temperatura, estas moléculas de carbono se unen con el oxígeno y producen dióxido de carbono y energía en forma de calor.

El alcohol es otro combustible que produce combustión, en la medida que sus moléculas entren en contacto con el oxígeno en presencia de un aumento suficiente de temperatura. Esta reacción produce como resultado dióxido de carbono, agua y calor. Si se toma al etanol como ejemplo de combustible, la reacción química resultante es:

La formación de agua se debe a la unión de los átomos de hidrógeno presentes en el alcohol y otros hidrocarburos con el oxígeno del aire. La presencia de agua en los caños de escape de los vehículos cuando la gasolina entra en contacto con el oxígeno atmosférico para que funcione el motor, es un claro ejemplo de esta reacción química, donde también se produce dióxido de carbono.

Cuando se utiliza madera como combustible, además de H2O y CO2 se obtiene cenizas como producto final, ya que la madera es un compuesto orgánico compuesto por carbono, hidrógeno, oxígeno y nitrógeno, entre otros.

OXIDACIÓN

Es una transformación química donde los átomos de oxígeno se combinan con los átomos de la sustancia o material que se oxida. Por ejemplo, en la oxidación de un clavo de hierro donde se combinan cuatro átomos de hierro con seis átomos de oxígeno (o tres moléculas) del aire atmosférico, se obtienen dos moléculas de óxido de hierro:

La respiración celular es otro claro ejemplo de oxidación, donde la glucosa se combina con el oxígeno del aire para producir agua, dióxido de carbono y energía (ATP).

Hay que notar que los productos obtenidos son los mismos que en la combustión. No obstante, en la respiración celular la energía producida se utiliza para los diversos procesos vitales del organismo, por lo que no se disipa en forma de luz y calor como sucede en la combustión.

La fotosíntesis es otro ejemplo de transformación química, donde los vegetales verdes obtienen compuestos orgánicos a partir del agua y del dióxido de carbono atmosférico, en presencia de luz solar y clorofila.

En síntesis, la diferencia entre los cambios físicos y químicos radica en lo siguiente:

-En las transformaciones físicas prácticamente no se alteran las propiedades de la materia, mientras que en las químicas las alteraciones son significativas.

-Los cambios físicos se mantienen mientras actúen las causas que los originen. Las transformaciones químicas son siempre permanentes.

-Las transformaciones físicas producen una muy pequeña variación de energía. Por el contrario, los cambios químicos generan una importante variación de energía.

2.- MATERIALES Y REACTIVOS.

1 Mechero Cinta de Magnesio

1 Espátula Cinc en granallas

1 Cuchara de combustión Cobre en cristales

4 Tubos de ensayo Agua

1 Pinza para tubo de ensayo Ácido Clorhídrico (diluido)

1 Pinza metálica Estaño en cristales

1 Tubo capilar de vidrio Cloruro de sodio

1 Pipeta de 10 ml Ácido oxálico

1 Triángulo de alambre de soporte Sulfato de cobre hidratado

1 Tapa de crisol o una cápsula Solución 1,0M de carbonato de sodio

pequeña de porcelana. Solución 1.0 M de cloruro de calcio

Varilla de agitación Cerillas

1 Trípode o aro de hierro

1 Gradilla

1 Vaso de 50 ml.

PROCEDIMIENTO

1/A. Agregamos magnesio granulado a una cuchara de combustión y se procedimos a calentar. Al cabo de un tiempo de calentar empezó a cambiar de color y luego observamos que el magnesio granulado empezaba a estallar.

1/B. tomamos un capilar de vidrio y lo calentamos directamente con el mechero y al hacer combustión el capilar se dilato y empezó a ablandarse y al cabo de unos segundos termino doblándose.

1/C. tomamos un poco de estaño y lo colocamos en una cuchara de combustión, lo calentamos durante unos minutos y se observo que cambio de color a un tono verdoso y encendimos, luego retiramos del fuego y le agregamos unas gotas de agua y lo calentamos de nuevo y al final se observo que el estaño se fundió quedando como una placa de estaño.

1/D. Agregamos cloruro de sodio (sal), en la cuchara de combustión y procedimos a calentar luego le agregamos agua y procedimos a calentar, luego le vertimos agua y se pudo observar que el cloruro de sodio se había cristalizo.

2. /A agregamos sulfato de cobre pentahidratado en un tubo de ensayo, luego lo rellenamos de agua hasta la mitad (cuso4.5H2O) luego le agregamos la granilla de zinc y observamos que hubo un cambio de temperatura y que el zinc empezó a oxidarla.

2/B Agregamos en un tubo de ensayo una granilla de cinc y 2ml de acido clorhídrico (HCL) observamos que la granilla de cinc cambia de color y arriba queda una sustancia de color blanco y sigue la reacción.

Se desprende hidrogeno en forma gaseosa.

(Reacción)

HCL(g)+ZN=ZNCL2+H2(g)

ZNCL2=CLORURO DE ZINC

HCL= ACIDO CLORHIDRICO

H2(g) desprendimiento de hidrogeno gaseoso

3/A tomamos acido oxálico en una espátula y lo colocamos en un tubo de ensayo y procedimos a calentar y luego se observo que el acido oxálico empezó a fundirse más tarde cambia de estado de sólido a liquido y luego de unos minutos de liquido a solido.

4/A se agregaron 2 ml de carbonato de sodio en un tubo de ensayo luego en otro tubo se agregaron 2 ml de cloruro de calcio y luego se vertieron los dos en un Baker vacio de 50 ml y luego se observo que la sustancia se sedimento y hubo un cambio de color

ANEXOS

5. CUESTIONARIO.

1) Teniendo en cuenta cada una de las actividades realizadas y con base en las observaciones hechas, clasifique cada caso como un cambio físico o un cambio químico. En cada caso explique sus razonamientos.

2) ¿Qué propiedades cambian en cada caso? Establezca diferencias físicas, químicas o generales.

3) Diga si cada una de las transformaciones ocurridas en los procesos siguientes, implica un cambio físico o un cambio químico.

• Un huevo se hierve hasta quedar duro, luego se descascara.

• Un huevo cocido se rebana, se come y se digiere.

• Se inyecta gasolina en un carburador, se mezcla con aire, se convierte la mezcla en vapor, se quema, y los productos de la combustión se expanden en el cilindro.

• La fermentación de la leche para producir yogur, kumis.

• La pulverización de la leche y posterior mezcla con azúcar de caña.

• La aplicación de agua oxigenada en una herida de la piel.

• La respiración efectuada por los seres humanos.

• Una mezcla hidro alcohólica con expansión volumétrica.

• La acción de la orina sobre un clavo de hierro expuesto al aire.

• La introducción de un anillo de oro en agua regia.

• Una solución de ácido sulfúrico en agua con concentración volumétrica.

• Un incendio forestal en los bosques colombianos.

• La dilatación de una varilla de cobre y posterior deformación.

• La acción de la luz solar sobre las plantas.

• Fermentación del jugo de uva para producir vino; destilación del vino para obtener brandy.

• Fermentación del jugo de caña diluido para obtener la mezcla de la cual se obtiene el aguardiente.

• Pasar de bailar salsa a bailar bolero.

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