Propiedad De La Materia

Propiedades de la Materia

Una propiedad de la materia es una cualidad de la misma que puede ser apreciada por los sentidos, por ejemplo el color, la dureza, el peso, el volumen, etcétera.

Estas, y otras propiedades se clasifican en dos grandes grupos:

Se entiende por propiedad de la materia, simplemente alguna descripción de algún tipo. Son las cualidades de la materia, que pueden afectar directa o indirectamente nuestros sentidos.

Por ejemplo: observando un trozo de hierro vemos su color, su resistencia al rayado, podemos pesarlo, determinar su volumen, comprobar como se comporta frente a un ácido, etc.

Evidentemente son muchas las descripciones de este tipo que podemos acumular acerca de una determinada sustancia y cuanto mayor sea el número de propiedades conocidas, tanto más será lo que sabremos en general de dicha sustancia para poder identificarla o caracterizarla.

Las propiedades pueden clasificarse en físicas y químicas

Propiedades Físicas: Son las que se manifiestan como respuestas a estímulos que no cambian la composición de la sustancia. Estas propiedades se estudian sin relacionar la sustancia con otras sustancias químicas específicas. Entre las propiedades físicas se incluyen: masa, densidad, estado de agregación, forma cristalina, punto de fusión, etc.

Propiedades Químicas: Son las que se manifiestan como respuestas a estímulos que cambian la composición de la sustancia.Estas propiedades se estudian observando el comportamiento de la sustancia, cuando se la coloca en contacto con otras bajo diversas condiciones o por acción de energía externa. Se asocian a las reacciones químicas.

Por ejemplo: una lista de propiedades químicas del agua incluye la descripción del comportamiento de ésta cuando se la coloca en contacto con hierro, sodio, y tantos otros materiales como sea posible observar; así también la acción de la electricidad sobre ella (electrólisis): H2O → H2 + O2

Fácilmente se comprende que cuando se determina la masa o la densidad de un trozo de hierro (propiedades físicas), antes y después de las determinaciones el material es hierro. En cambio, si el trozo de hierro se introduce en un ácido mineral (ácido clorhídrico por ejemplo) se pondrá de manifiesto una propiedad química del metal, ya que luego de la interacción los materiales que aparecen no son hierro ni ácido clorhídrico. La composición de ambos materiales iniciales se ha visto alterada.

Nninguna propiedad sencilla sirve por sí sola para reconocer una clase de materia (sustancia); para ello es necesaria la relación de varias propiedades, entre ellas las químicas.

Dependiendo de la cantidad de materia analizada, las propiedades físicas se clasifican en:

Propiedades Extensivas o Generales: son aquellas que dependen de la cantidad de materia. Estas propiedades las poseen todas las sustancias de manera general; por ejemplo peso, masa y volumen. Si un recipiente contiene 1 litro de agua y otro 10 litros de agua, es posible comprobar que la cantidad de agua en el segundo recipiente tiene mayor peso y volumen.

V = f (m)

P = f (m)

volumen y peso son funciones de la masa.

Propiedades Intensivas o Específicas: son aquellas que no dependen de la cantidad de materia considerada.

Son ejemplos de propiedades intensivas:

- densidad y peso específico

- puntos o temperaturas de ebullición y fusión

- coeficiente de dilatación lineal, superficial y cúbica

- conductividad térmica y eléctrica

- índice de refracción

- forma cristalina, etc.

Casi todas estas propiedades son expresables cuantitativamente y se miden con exactitud en el laboratorio, quedando definidas por una magnitud que se conoce como constante física (con las cuales se confeccionan tablas). Estas, en determinadas condiciones, caracterizan a una sustancia.

La densidad, comúnmente utilizada en el estudio de la química, es la masa de una sustancia por unidad de volumen. Esta relación no depende de la cantidad de materia. Si tomamos dos trozos de aluminio de distinto tamaño a 20°C, tendrán distinta masa y volumen, pero la relación entre la masa y el volumen, densidad (ð), será 2,698 g/cm3 independientemente de la cantidad de materia de ambos trozos de aluminio. Esta es una propiedad intensiva, quedando determinada por el número 2,698.

Lo mismo sucede con el punto de ebullición, punto de fusión, peso específico, etc.

Las propiedades intensivas son condicionadas porque sus valores dependen de las condiciones externas, las que deben ser explícitamente indicadas. La densidad del aluminio es 2,698 g/cm3 a 20°C, mediciones a mayor temperatura arrojan un resultado algo menor por cuanto el volumen aumenta. La masa no se modifica por no ser afectada por cambios de temperatura o presión.

La densidad del aire determinada a 0°C y 1 atmósfera de presión es 0,0001293 g/cm3 y varía enormemente con pequeñas variaciones de la temperatura, la presión o ambas condiciones a la vez.

Por lo dicho anteriormente, no es correcto decir que el agua hierve a 100°C, por cuanto debe señalarse las condiciones externas correspondientes; el agua hierve a 100°C cuando la presión exterior es de 1 atmósfera.

Los condicionamientos son interpretables matemáticamente en función de las variables que intervienen.

Punto de ebullición del agua: P.E. = f (P)

Las propiedades intensivas son independientes de la masa, pero dependientes de las condiciones externas.

Así un kilogramo ó un gramo de agua tienen, en las mismas condiciones, idéntica densidad y ambas masas entran en ebullición a 100°C cuando la presión es de una atmósfera.

Es evidente que las propiedades extensivas no definen inequívocamente a una sustancia. En cambio las propiedades intensivas permiten identificar una sustancia, por ejemplo una densidad de 2,698 g/cm3 a 20°C con un punto de fusión de 660,37°C y un punto de ebullición de 2467°C corresponden únicamente a la sustancia aluminio.

PROPIEDADES

INTENSIVAS O

ESPECÍFICAS

Punto de fusión

El punto de fusión es la temperatura a la cual se encuentra el equilibrio de fases sólido - líquido, es decir la materia pasa de estado sólido a estado líquido, se funde. Cabe destacar que el cambio de fase ocurre a temperatura constante. El punto de fusión es una propiedad intensiva.

En la mayoría de las sustancias, el punto de fusión y de congelación, son iguales. Pero esto no siempre es así: por ejemplo, el Agar-agar se funde a 85 °C y se solidifica a partir de los 31 °C a 40 °C; este proceso se conoce como histéresis.

El dispositivo de medición del punto de fusión M5000 es totalmente automático.

A diferencia del punto de ebullición, el punto de fusión de una sustancia es poco afectado por la presión y, por lo tanto, pueden ser utilizado para caracterizar compuestos orgánicos y para comprobar su pureza.

El punto de fusión de una sustancia pura es siempre más alto y tiene una gama más pequeña de variación que el punto de fusión de una sustancia impura. Cuanto más impura sea, más bajo es el punto de fusión y más amplia es la gama de variación. Eventualmente, se alcanza un punto de fusión mínimo. El cociente de la mezcla que da lugar al punto de fusión posible más bajo se conoce como el punto eutéctico, perteneciente a cada átomo de temperatura de la sustancia a la cual se someta a fusión.1

El punto de fusión de un compuesto puro, en muchos casos se da con una sola temperatura, ya que el intervalo de fusión puede ser muy pequeño (menor a 1º). En cambio, si hay impurezas, éstas provocan que el pf disminuya y el intervalo de fusión se amplíe. Por ejem., el pf del ácido benzoico impuro podría ser:

pf = 117 – 120º

Puntos de fusión(en azul) y puntos de ebullición (en rosado) de los ocho primeros ácidos carboxilicos (°C).

Punto de ebullición

Puntos de fusión en azul y puntos de ebullición en rosa de los primeros ocho ácidos carboxilicos (en °C).

La definición formal de punto de ebullición es aquella temperatura en la cual la presión de vapor del líquido iguala a la presión de vapor del medio en el que se encuentra.1 . Coloquialmente, se dice que es la temperatura a la cual la materia cambia del estado líquido al estado gaseoso.

La temperatura de una sustancia o cuerpo depende de la energía cinética media de las moléculas. A temperaturas inferiores al punto de ebullición, sólo una pequeña fracción de las moléculas en la superficie tiene energía suficiente para romper la tensión superficial y escapar. Este incremento de energía constituye un intercambio de calor que da lugar al aumento de la entropía del sistema (tendencia al desorden de las partículas que lo componen).

El punto de ebullición depende de la masa molecular de la sustancia y del tipo de las fuerzas intermoleculares de esta sustancia. Para ello se debe determinar si la sustancia es covalente polar, covalente no polar, y determinar el tipo de enlaces (dipolo permanente - dipolo inducido o puentes de hidrógeno)

El punto de ebullición no puede elevarse en forma indefinida. Conforme se aumenta la presión, la densidad de la fase gaseosa aumenta hasta que, finalmente, se vuelve indistinguible de la fase líquida con la que está en equilibrio; ésta es la temperatura crítica, por encima de la cual no existe una fase líquida clara. El helio tiene el punto

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