1.- la materia - Saint George School

Física y química 1º bachillerato
La materia. Leyes ponderales
1.- LA MATERIA
El Universo y los cambios que se producen en él pueden describirse en función de dos
conceptos fundamentales: materia y energía.
Materia es cualquier cosa que ocupa un espacio y posee una masa. Por ejemplo, el agua,
el aire, las rocas y el petróleo son materia pero el calor y la luz no lo son; calor y luz son formas
de energía.
Son muchas las clases diferentes de materia existentes,
y en general, se les denominan sustancias. A los químicos les
concierne la determinación de la composición y estructura de
las sustancias, establecer las relaciones existentes entre las
propiedades de las sustancias y su composición y estructura, y
también llegar a comprender los cambios que experimentan las
sustancias. Así pues, la Química es el estudio de la
composición, estructura y propiedades de las sustancias y el de
las transformaciones de unas sustancias en otras.
Lo que se conoce como reacción química es la
transformación de una o más sustancias llamadas reactivos en
una o varias diferentes llamadas productos: cuando el hierro se
aherrumbra se transforma en óxido de hierro; cuando se quema
la gasolina se transforma en dióxido de carbono y agua.
Reactivos
Productos
Propiedades y clasificación de la materia.

Toda sustancia tiene unas propiedades comunes que no sirven para identificarla, son la masa,
el peso y el volumen; mientras que reúne un conjunto único de propiedades llamadas
características que permite distinguirla de todas las demás, ya que su valor es distinto para
cada sustancia.
.
Algunas de éstas son propiedades físicas, es decir, pueden ser observadas cuando dicha
sustancia se estudia aislada de las demás. Entre ellas están el estado físico a temperatura
ambiente, el punto de fusión o de congelación, el punto de ebullición, la densidad, el color, la
solubilidad en agua y la conductividad eléctrica. Por ejemplo, algunas propiedades físicas
características del agua son la de ser un líquido a temperatura ambiente, la de congelar a 0ºC y
hervir a 100ºC, la de ser incolora y su muy pequeña conductividad eléctrica.
Una sustancia también posee unas propiedades químicas características, es decir, bajo
unas circunstancias concretas siempre reaccionará con (y se transformará en) otras sustancias
dadas exactamente de la misma forma. El hierro siempre se oxidará cuando se expone al aire y la
humedad; el magnesio arde en oxígeno o en dióxido de carbono.

Las diferentes clases de materia (sustancias) se pueden clasificar en:
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Sustancias puras
Elementos
Compuestos
Mezclas
Homogéneas
Heterogéneas
Materia

Una sustancia pura es aquella que no se puede descomponer en otras más sencillas por
procesos físicos ordinarios (calentamiento, filtración, decantación, destilación, etc.) y además
tiene unas propiedades características fijas, constantes, es decir, su valor no depende de la
cantidad de sustancia que tomemos.
Las sustancias puras pueden ser de dos tipos: elementos y compuestos.
 El concepto de elemento ha ido evolucionando a lo largo del tiempo. Hoy en día se llama
elemento a una sustancia que no puede descomponerse en otras sustancias más sencillas ni
siquiera por medio de una reacción química. Evidentemente, la tierra no puede ser calificada
como elemento; un examen, incluso superficial, de una muestra de suelo pone de manifiesto que
está compuesta de muchas sustancias diferentes ( por ejemplo, arena, arcilla, roca y restos de
descomposición de materia vegetal). Tampoco el agua es un
elemento: si se hace pasar corriente eléctrica a su través es posible
separar el agua en dos gases, oxígeno e hidrógeno. Sin embargo,
nadie ha podido hasta la fecha descomponer el hidrógeno o el oxígeno
en otras sustancias por medio de reacciones químicas. En
consecuencia, el hidrógeno y el oxígeno se consideran elementos,
mientras que las sustancias, tales como el agua, que resultan de la
combinación de varios elementos en una proporción fija, constante, se
conocen como compuestos. Mediante procesos químicos (electrólisis,
gravimetrías, etc.) es posible descomponer un compuesto en los
elementos que lo forman.
En la actualidad se acepta la existencia de, aproximadamente, un centenar de elementos.
En los últimos años se han preparado nuevos elementos por medio de reacciones no químicas
sino nucleares. En algunos casos, mediante estas reacciones, se han formado únicamente algunos
átomos. Cuando esto sucede puede resultar difícil establecer sin ambigüedades la identidad de
los átomos producidos. Hay 109 elementos sobre cuya existencia no hay duda y otros 4 cuya
existencia es muy probable. Posiblemente, en el futuro, se sintetizarán nuevos elementos.
A veces, el término sustancia pura se suele confundir con sustancia químicamente pura,
por lo que, para evitar confusiones a las sustancias puras también se les llama sustancias simples.
En la naturaleza son muy pocas las sustancias que se encuentran en forma pura, casi siempre van
acompañadas de otras sustancias denominadas impurezas, por tanto, ninguna sustancia puede ser
considerada pura en términos absolutos; independientemente de que se haya tratado de purificar
una sustancia con el mayor de los cuidados, siempre permanecerán en ellas trazas de otras
sustancias. En la mayoría de los casos un grado de pureza del 99% es aceptable, aunque en
ocasiones, como por ejemplo el silicio utilizado en componentes electrónicos, debe tener una
pureza del 99,99999%.

Cuando dos o más sustancias puras (elementos o compuestos) se combinan en una
proporción que puede variar se forman las mezclas.
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 En unos casos la mezcla presenta uniformidad de propiedades en toda ella, por lo que se
denomina mezcla homogénea o disolución. Es decir, una mezcla homogénea es aquella cuyas
propiedades y composición son las mismas en todos sus puntos.
Si se agita un terrón de azúcar en un vaso de agua hasta que todo el azúcar se disuelva se
forma una mezcla homogénea o disolución. El azúcar se dispersa totalmente en el agua, de modo
que la mezcla es uniforme. Cualquier muestra de esta mezcla tiene igual composición y
propiedades físicas que otra muestra de la misma, por ejemplo, en este caso, color y sabor.
Las mezclas homogéneas, al igual que las heterogéneas, pueden separarse en sus
componentes por métodos físicos. Así, calentando una mezcla de azúcar y agua se evapora el
agua y queda un depósito de azúcar. Por el mismo procedimiento puede separarse en sus
componentes una disolución de sal en agua.
(calentamiento)
(destilación)
No todas las disoluciones son líquidas. El aire puro y seco es una disolución (una mezcla
homogénea de gases) que contiene principalmente nitrógeno, oxígeno y argón. El oro utilizado
en joyería no es puro sino que en realidad es una disolución sólida de cobre o plata en oro.
¿Cómo se puede distinguir una mezcla homogénea de una sustancia pura (compuesto)?.
Al igual que los compuestos, las propiedades de una mezcla homogénea de una composición
dada no varían de una parte de la mezcla a otra pero, sin embargo, las disoluciones como las de
azúcar en agua pueden tener distintas composiciones en función de la cantidad de azúcar que se
ha añadido a una cantidad dada de agua; consecuentemente, el sabor de las muestras variará de
acuerdo con la composición. En contraste, un compuesto siempre tiene la misma composición y
propiedades. La composición del agua siempre se expresa con la fórmula H2O y su color, punto
de congelación, etc., son siempre los mismos en unas condiciones determinadas. Además, el
agua no puede separarse en sus elementos componentes por medio de procedimientos físicos
sino, únicamente, a través de una reacción química que produce dos sustancias nuevas
(hidrógeno y oxígeno).
 Otros materiales comunes como suelos, rocas, cemento y madera son también mezclas,
sin embargo, a simple vista se observa que diferentes partes de estos materiales presentan
propiedades distintas tales como el color y la dureza, por lo que se llaman mezclas
heterogéneas; tanto la composición del material como sus propiedades no resultan uniformes.
Estas mezclas heterogéneas están formadas por dos o
más porciones diferentes separadas por superficies claramente
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definidas. Cada una de esas porciones se denomina fase y tiene la misma composición y
propiedades en todos sus puntos.
Si se mezcla azufre en polvo con limaduras de hierro el
resultado es una mezcla heterogénea. Al inspeccionar la mezcla,
es posible distinguir las partículas duras, de color gris oscuro, de
hierro del polvo amarillo de azufre. El hierro y el azufre pueden
separarse de la mezcla gracias a sus diferentes propiedades
físicas. Una forma de conseguirlo consiste en la utilización de
un imán: el imán atrae las limaduras de hierro mientras que no
ejerce ningún efecto sobre el azufre. En general, las mezclas
heterogéneas pueden separarse en sus componentes debido a
diferencias entre las propiedades físicas de éstos, es decir,
provocando algún cambio físico. Cualquier cambio que se
produzca de manera que no se alteren ni las cantidades ni la
naturaleza de las sustancias presentes es un cambio físico. Hervir
o congelar agua son, al igual que la disolución de azúcar en
agua, cambios físicos.
El que la composición de una mezcla heterogénea es no
uniforme es un hecho que no siempre resulta evidente a simple
vista. Por ejemplo, la leche podría parecer un líquido homogéneo
pero, sin embargo, cuando se examina con un microscopio puede
comprobarse que está constituida por pequeñas gotas de grasa
suspendidas en un líquido claro.
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LA MATERIA
TRANSFORMACIONES
DEFINICIÓN
Todo aquello
que tiene masa y
ocupa un lugar
en el espacio.
CLASIFICACION
FISICAS
Modifican algunas
propiedades de la
sustancia pero no
su composición
química.
SUSTANCIAS PURAS
Cada sustancia reúne un conjunto de propiedades que
permite distinguirlas de todas las demás.
Elemento: Sustancia que no puede descomponerse en
otras sustancias más sencillas por medio de una
reacción química.

 Metales: Tienen brillo y conducen bien el calor
y la electricidad. Mg, Fe, Pb, etc.

 No metales: No tienen brillo y no conducen bien
el calor ni la electricidad. S8, O2, P4, etc.
Compuesto: Sustancia formada por dos o más
elementos diferentes en una proporción constante o fija.

 Orgánicos: Forman parte de los seres vivos o
son elaborados por ellos, aunque pueden obtenerse
artificialmente.

 Inorgánicos: No forman, en general, parte de la
constitución de los seres vivos, aunque algunos
como el agua y ciertas sales se encuentran de forma
abundante en el interior de estos seres.
QUIMICAS
Tiene lugar una
modificación
profunda de todas las
propiedades de las
sustancias,
formándose por lo
tanto otras nuevas.
MEZCLAS
Materiales formados por dos o más
sustancias puras. Su composición puede
variar.

 Homogéneas: Tienen la misma
composición y propiedades en
cualquier punto, son uniformes. No
se puede observar a simple vista ni
con microscopio las sustancias que
la forman. También se llaman
disoluciones. Ej: agua del mar y
acero inoxidable.

 Heterogéneas: Mezclas en las
que se pueden distinguir muchos de
sus componentes a simple vista. No
son uniformes, es decir, la
composición y propiedades físicas
difieren entre sus puntos. Ej: aceite
en agua, una roca.
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