Unidad Nº 1 Materia

Unidad Nº 1
Materia
Propósitos y criterios de evaluación:
Al término de la mí competencia se medirá en:
1. Conocer los componentes del universo
 Estableciendo las características de cada uno de ellos.
 Relacionando y estableciendo diferencias entre ellos.
2. Comprender la estructura y propiedades de la materia
 Identificando las clases de materia y las características de cada una.
 Ejemplificando las clases de materia
 Estableciendo diferencias y semejanzas entre las clases de materia.
 Reconociendo los métodos que me ayuden a separar las clases de materias.
 Aplicando conversiones para comprender las propiedades físicas de la materia.
3. Valorar la importancia de la materia
 Infiriendo en su importancia como un componente del universo.
 Determinando sus cambios y transformaciones
Prerrequisitos: Concepto de Química
Aprendizajes: Proposiciones del concepto Materia
Recursos: Textos de investigación: Química y ambiente
Química de Armendáriz Nº1
Química de Brown
Juguemos con la Química
Motivación: para empapar a los alumnos con el tema se realizará la proyección del video “El
Universo”
Los alumnos extraerán proposiciones que serán analizadas en forma grupal posteriormente.
Ciencias
Naturales
- Estudia la estructura y
composición de la materia
- Estudia los fenómenos
químicos
General
Inorgánica
Biología
Botánica
Zoología
Microbiología
QUIMICA
Descriptiv
a
Orgánica
Analítica
Técnica
Bioquímica
Aplicada
Fisicoquímica
- Material físico.
- Es discontinua
-Posee propiedades: físicas (intrínsecas
y extrínsecas) y químicas
Presenta estados físicos: sólido,
líquido, gaseoso y coloidal
Componente del
universo
- Energía
- Vacío
(Antimateria)
MATERIA
Composición
química uniforme
Heterogénea
Homogénea
Composición
química
variable
Sustancias puras
Soluciones
P1. La materia es un componente del universo
P2.1. La materia es un componente físico del universo
P2.2. La materia es discontinua
P2.2.1 La materia se puede separar por métodos físicos y químicos
P2.3. La materia es un componente que posee propiedades: físicas y químicas
P2.3.1 La materia posee propiedades físicas
P2.3.1.1. Algunas propiedades físicas de la materia son extrínsecas.
P2.3.1.2. Algunas propiedades físicas de la materia son intrínsecas.
P2.3.2. La materia posee propiedades químicas
P2.5. La materia soporta cambios físicos y químicos
P2.6. La materia es un componente que presenta estados físicos: sólido, líquido, gaseoso y coloidal.
P3.1 La materia no es energía ya que son distintas en su estructura y desplazamiento
P3.2 La materia no es vacío ni antimateria
P4.1. Alguna materia es homogénea
P4.2. Alguna materia es heterogénea
P1. La materia es un componente del universo
El universo está compuesto de materia, energía y vacío, según los científicos el universo se originó hace
aproximadamente 13.500 millones de años, aunque otros consideran que fue hace 18.000 millones. El
universo se inició a partir de un cúmulo único en el cual estaban concentrados: no solo la materia y la
energía sino también el espacio y el tiempo, este gran cúmulo al incrementar su energía explotó (La gran
Explosión) provocando la separación de sus componentes, es por esto que se considera que el universo
hasta la actualidad se sigue expandiendo.
Esta gran explosión formó paulatinamente todos y cada uno de los componentes del universos entre ellos
la materia.
P2.1. La materia es el material físico del universo
Se considera el material físico del universo, ocupa un lugar en él, la cantidad de materia que posee un
cuerpo se denomina masa, la cual al ser atraída por la gravedad de la tierra determina el peso determina
el peso de los cuerpos, por ejemplo:
La masa de un astronauta en la tierra es de 60 kilos, en la luna en donde la gravedad es 6 veces menor, el
mismo astronauta tendrá un peso de 10 kilos, ya que la gravedad es menor, por lo tanto a mayor gravedad
mayor peso y viceversa.
Gravedad: es la atracción mutua de dos cuerpos compuestos de materia.
P2.2. La materia es discontinua
Es discontinua ya que conforme vamos separando sus componentes también se produce un cambio en las
propiedades de la materia, por ejemplo:
- Una cadena de oro está estructurada de átomos de oro si separa los componentes del átomo de oro
perderá sus propiedades químicas, su naturaleza, es decir dejará de ser oro.
P2.2.1 La materia se puede separar por métodos físicos
Los componentes de la materia se separan a través de métodos químicos o mecánicos, entre los
principales tenemos:
1. Decantación: este método se basa en la diferencia de densidades de los cuerpos y se emplea para
separar materia heterogénea formada por sólidos suspendidos en líquidos por ejemplo arena y
agua. Para efectuar la decantación se espera que el sólido se deposite en el fondo del recipiente,
luego se inclina el vaso suavemente y se recibe el líquido en otro recipiente.
2. Filtración: sirve para separar un sólido de un líquido al hacerlo pasar a través del papel filtro, se
puede utilizar como un medio filtrador coladeras, tamices, telas de algodón, piedras porosas o
camas granuladas de arena.
3. Destilación: sirve para separar sustancias que presentan puntos de ebullición diferentes, los pasos
de la destilación son: hervir la muestra, obtener vapor y condensarlo a través de un refrigerante o
condensador. La destilación puede ser:
a. simple: cuando sirve para separar un sólido disuelto en un líquido, el punto de
ebullición del líquido es menor y produce vapores quedando el sólido en el recipiente.
b. fraccionada: cuando se separa líquidos disueltos en líquidos, basándose en la diferencia
del os puntos de ebullición, este método es empleado en la refinación del petróleo.
4. Cristalización: Este método se aplica cuando se desea separa un sólido cristalina de un líquido.
Se deja hervir la mezcla hasta que el líquido se evapore y paulatinamente se formarán los cristales,
este proceso es empleado en la purificación de sustancias.
5. Sublimación: Este método consiste en destilar una sustancia sólida, pasándola directamente a la
fase de vapor sin pasar por el estado líquido, por ejemplo el yodo se purifica por sublimación.
6. Cromatografía: Se basa en la propiedad de adsorción es decir la unión de moléculas, iones o
átomos de un líquido o gas a las paredes de un sólido, esto se puede ver cuando el extremo de un
papel se moja y se observa como sube poco el agua. Este método se lo emplea para separar los
componentes sólidos de colorantes como la clorofila.
Ejercicio:
M. de sepación de la
materia
M. Químicos
Físicos
X1: decantación
X4: cromatografía
X2: filtración
X3: destilación
X5: centrifugación
P2.3. La materia posee propiedades físicas y químicas
Propiedades de los componentes
del universo
Características que
permiten diferenciar
una sustancia de otra
Pueden ser observadas
sin que exista cambio
en la composición de
la materia
Propiedades de la
materia
Físicas
Propiedades de
la energía
Químicas
Reactividad
Intrínsecas
Extrínsecas
Oxidabilidad
Combustilidad
Punto de fusión
Punto de ebullición
Ductibilidad
Maleabilidad
Dureza
Viscosidad
Densidad
Solubilidad
Conductibilidad
Inercia
Peso
Masa
Volumen
Inflamabilidad
Se observa en los
cambios químicos de
la materia
Las propiedades nos ayudan a diferenciar una sustancia de otra. La materia presenta propiedades Físicas y
Químicas.
P2.3.1 La materia posee propiedades físicas
Son características propias de una sustancia que se observan sin que exista cambio en la composición de
la misma. Las propiedades físicas se dividen en intrínsecas y extrínsecas.
P2.3.1.1. Algunas propiedades físicas de la materia son extrínsecas.
Se denominan también extensivas o generales son comunes a todas las sustancias y dependen de la
cantidad de masa en estudio, estas propiedades no sirven para identificar a una sustancia. Entre las
propiedades generales tenemos
1. Inercia.- es la resistencia que presenta la materia a cambiar su estado de reposo.
2. Peso.- Es la fuerza con la que la tierra atrae a un cuerpo.
3. Masa.- Es la cantidad de materia que posee un cuerpo. Cuando una cantidad de materia presenta
límites se denomina cuerpo.
4. Volumen.- Es la magnitud física que expresa la extensión de un cuerpo en tres dimensiones:
largo, ancho y alto.
P2.3.1.2. Algunas propiedades físicas de la materia son intrínsecas.
Se denominan también específicas, no dependen de la cantidad de materia, pues su valor es específico y
sirven de apoyo para la identificación de las sustancias. Las propiedades intrínsecas son:
1. Punto de fusión.- Es la temperatura a la cual una sustancia en estado sólido para a líquido, es
decir se funde. Gracias a que se rompen las fuerzas de cohesión que mantienen unidos los átomos
o moléculas, gracias al incremento de calor, el punto de fusión es específico por ejemplo:
 Cobre: 1082 ºC
 Hierro: 1535ºC
 Aluminio: 660ºC
 Mercurio: -39ºC
La principal aplicación del punto de fusión de la materia se observa en los metales sobre todo en la
industria de la metalurgia.
2. Punto de ebullición.- Es la temperatura a cual todas las moléculas tanto internas como externas
del estado líquido pasan al estado gaseoso debido al incremento de la temperatura que rompe las
fuerza de cohesión. El punto de ebullición es específico de cada sustancia por ejemplo:
 Agua: 100ºC
 Aceite de palma: 260ºC
 Helio: -268.9 ºC
 Volframio: 5900 ºC
La presión de la atmósfera actúa sobre el Punto de ebullición, a mayor presión mayor es el punto de
ebullición.
El `punto de evaporación de una sustancia es la temperatura a la cual las moléculas externas de un
líquido pasan al estado de vapor sin incremento de temperatura, así el agua se evapora a una
temperatura de -4ºC
3. Ductibilidad.- Es la capacidad de los metales para transformase en hilos por ejemplo el cobre
para los alambres de luz
4. Maleabilidad.- Es la capacidad de la materia que le permite formar láminas como es el caso del
oro en las placas.
5. Dureza.- Es la resistencia que opone un cuerpo a ser rayado, aunque si un cuerpo es mas duro
puede rayar a uno menos duro. El diamante es el mineral más duro que existe.
6. Viscosidad.- Es la resistencia que presentan los líquidos a fluir debido a su consistencia espesa y
pegajosa. , por ejemplo: los jarabes, aceites, miel, etc. Esta propiedad depende de la fuerza de
atracción que existe entre las moléculas y de la temperatura la cual es inversamente proporcional a
la viscosidad.
7. Densidad.- Es la propiedad que se obtiene al relacionar la masa de una materia con el volumen
que ocupa, no depende del tamaño de la muestra, sus unidades son: g/ml. , g/ litro, g/cc. La
fórmula de la densidad es:
D= m/V
m= masa
V= volumen
En los sólidos y en los líquidos la temperatura y la presión no inciden sobre la densidad pero esto
no ocurre con los gases
Principales equivalencias para volumen y masa
Masa
Volumen
1 L = 10-3 m3
1 L = 1 dm3
1 L = 1000 cc
1 L = 1.0567 qt
1 gal = 4 qt
1 cc = 1 mL
1 pulg3 = 16.4 cc
1 kg = 1000 g
1 kg = 2.2 lb
1 lb = 454 kg
1 lb = 16 onzas
1 uma= 1.6605402 x10-24 g
Principales densidades a la temperatura de 20C:
- hierro
7.8g/cc
- plomo
11.3 g/cc
Aluminio
2.7 g/cc
Aceite
0.96 g/cc
Agua
1 g/cc
Gasolina
0.68 g/cc
Mercurio
13.6 g/cc
Leche
1.03 g/cc
Ejercicios de la densidad. :
1. Un vaso de precipitados tiene una masa de 100 gramos. Cuál será su masa total si agregamos 100
ml de agua y 50 ml de aceite.
2. En una probeta dada introducimos 100 g. de mercurio, 10 ml de aceite y 20 ml de agua, calcule el
volumen del sistema y la masa.
3. Una tiza cúbica con una arista de 2 cm pesa 6 g. Calcule V y expréselo en metros cúbicos y la
densidad en g/cc. Flotara en el agua
4. Un cuerpo de densidad A se introduce en un líquido de densidad B, que necesito para que el
cuerpo A se hunda y que para que flote.
Tarea resuelva los siguientes problemas y transformaciones
Práctica Nº 1
Tema: Determinación de volúmenes y densidades
Objetivos: Determinar el volumen y la densidad de sustancias sólidas y líquidos
Nombre Del profesor: Lic. Mayra Quishpe
Fecha de la práctica:
Materiales:
Sustancias:
2 vasos de precipitación 250 ml.
Agua
1 espátula
Arroz
1 probeta
1 balanza 1 vidrio reloj
piedras
PROCEDIMIENTO
1. Pese treinta gramos de las siguientes sustancias: agua, arroz, piedras y tapones
2. Determine el volumen de cada una de las sustancias. Para esto recuerde que hay que tomar el
punto más bajo del menisco que es la superficie curva del líquido.
3. Por observación identifique que sustancia es más densa que el agua.
4. Calcule la densidad de cada sustancia utilizando cálculos matemáticos.
5. Mida 2.5 cc de: leche, agua, hidróxido de magnesio y ácido cítrico.
6. Determine la masa de casa uno.
7. Calcule la densidad de cada uno.
REACCIONES:
1. Qué volumen ocuparon los treinta gramos de cada sustancia
2. Qué sustancia es más densa que el agua
3. Cuál es la densidad de cada sustancia sólida
4. Que relación encontró entre la densidad, el volumen y la masa en cada sustancia sólida.
5. Cuál es la masa de los 2.5 cc de cada sustancia líquida
6. Cuál es la densidad de cada sustancia líquida
7. Qué relación encontró entre la densidad, la masa y el volumen de cada líquido
CONCLUSIONES
2 conclusiones de la práctica realizada
EVALUACIÒN:
1. Qué es menisco
2. Qué es densidad
3. Qué es masa
4. Qué material se utiliza para medir volúmenes pequeños
8. Solubilidad.- Es la capacidad de las sustancias para disolverse en solventes, las sustancias
inorgánicas se disuelven en solventes inorgánicos y las sustancias orgánicas se disuelven en
solventes orgánicos:
Práctica Nº 2
Tema: Determinación de la solubilidad de sustancias
Objetivos: Determinar la solubilidad de sustancias orgánicas e inorgánicas en diferentes solventes
Fecha de la práctica:
Materiales:
Sustancias:
2 vasos de precipitación 250 ml.
Agua, aceite, mantequilla, esmalte
1 espátula
gotero
Acetona, anilina, glicerina, sal,
1 probeta
1 balanza 1 vidrio reloj
Azúcar.
PROCEDIMIENTO
1. Separe las sustancias en orgánicas e inorgánicas al igual que los solventes.
2. A cada solvente agregue una parte de cada sustancia e indique la solubilidad de las mismas.
8. Gráficos de cada una de las reacciones:
CONCLUSIONES
2 conclusiones de la práctica realizada
EVALUACIÒN:
1. Qué es solubilidad,
2. De cada sustancia determine la densidad
3. Qué es solvente orgánico
4. Qué es solvente inorgánico
5. Por qué el agua es el solvente universal
9. Conductibilidad.- es la capacidad de la materia para conducir la corriente eléctrica, es decir ser
buenos conductores ya sea del calor o de la electricidad. Por ejemplo el cobre, el oro o inclusive
algunas soluciones como el agua son sal.
Práctica Nº 3
Tema: Determinación de la conductibilidad de las sustancias
Objetivos: Determinar la conductibilidad de sustancias
Fecha de la práctica:
Materiales:
Sustancias:
2 vasos de precipitación 250 ml.
Cobre, sal, Agua,
Circuito eléctrico y focos.
Almidón, azúcar.
PROCEDIMIENTO
1. Demuestre la conductibilidad de materia con cada una de las sustancias, recuerde trabajar con
cuidado.
CONCLUSIONES
2 conclusiones de la práctica realizada
EVALUACIÒN:
1. Investigue quién descubrió la electricidad,
2. Qué es electricidad
P2.3.2. La materia posee propiedades químicas
Son las que nos permiten identificar sustancias mediante una reacción química, decir cuando la materia
cambia para formar otros compuestos diferentes. Son propiedades químicas:
1. Reactividad: es la afinidad de la materia para reaccionar con otra clase de materia.
2. Oxidabilidad: es la capacidad de la materia para reaccionar con otra clase de materia a través de la
pérdida de electrones.
3. Combustibilidad: es la capacidad de la materia para degradarse y producir calor o energía.
4. Inflamabilidad: es la capacidad de la materia de degradarse produciendo fuego.
Propiedades de la
materia
Físicas
generales
X1: puntos de fusión
X4: dureza
X7:
P. Químicos
X2: conductibilidad
X5: Densidad
X8:
X3: combustilibilidad
X6:
X9:
P2.4. La materia soporta cambios físicos y químicos
La materia puede modificar su estructura interna o las forma como se encuentre en la naturaleza si es
sometida a variaciones de presión y de temperatura. Los cambios pueden ser: físicos o químicos.
Cambios físicos: se produce sin alteración de su estructura molecular, no se forma nuevos cuerpos, por
ejemplo el ciclo del agua. Entre los cambios físicos tenemos:
a. Fusión: es el paso de sólido a líquido por aumento de la temperatura
b. Solidificación: es el paso de líquido s sólido por disminución de la temperatura
c. Sublimación: es el paso de sólido a gaseoso sin pasar por el estado líquido por aumento de
temperatura.
d. Evaporación: es el cambio de líquido a gaseoso por aumento de temperatura
e. Condensación y licuefacción: es el paso de vapor a líquido (condensación) y de gas a líquido
(Licuefacción).
P2.5 La materia presenta estados físicos: sólido, líquido, gaseoso.
Los estados de la materia son estados de agregación que presentan las moléculas en condiciones de
presión y de temperatura, dependen también de las relaciones entre las fuerza de cohesión y expansión de
las moléculas que están formando parte de la materia.
Cuando la materia se encuentra en estado sólido tiene un volumen definido y una forma determinada. La
movilidad de las moléculas es casi nula debido a que los espacios intermoleculares son muy reducidos
debido a que la fuerza de cohesión sobrepasa a la de repulsión. El esto sólido puede presentar formas
amorfas o cristalinas (sus partículas están ordenadas formando cristales).
En estado líquido las dos fuerzas (cohesión y repulsión) están equilibradas y el espacio intermolecular es
más amplio permitiendo movimiento de las moléculas por lo que también se conoce a los líquidos como
fluidos. El estado líquido presenta un volumen definido pero adoptan la forma del recipiente que los
contiene.
En el estado gaseoso la materia no posee forma ni volumen definido, las moléculas se encuentran
completamente separadas, moviéndose a grandes velocidades y en todas direcciones debido a que la
fuerza de repulsión prevalece sobre la de cohesión.
P3.1. La materia no es energía
Tanto la materia como la energía son componentes del universo, pero se diferencian en:
- La materia está estructurada básicamente de átomos, mientras que la energía presenta
paquetes estructurales llamados cuantos.
- La materia se desplaza en líneas rectas que pueden ser en distintas direcciones mientras
que la energía se desplaza en forma de ondas.
Aunque so diferentes no se puede negar que se relacionan es decir toda materia posee energía la cual se
manifiesta en el movimiento de sus moléculas o átomos constitutivos
P.3.2. La materia no es vacío ni antimateria
Vacío Es la región del universo que no contiene materia detectable por medios físicos o químicos, no
posee inclusive energía.
Antimateria: Está compuesta de antipartículas, es decir que poseen una carga opuesta de las partículas de
la materia, por ejemplo el protón de carga positiva que forma parte de la materia en la antimateria es un
antiprotón con carga negativa, cuando choca la antimateria con la materia se desprenden grandes
cantidades de energía aniquilándose entre sí, dando lugar a la formación de radiación electromagnética o
de otras partículas o antipartículas.
P4.1. Alguna materia es homogénea
Es toda materia con una composición química definida, uniforme, esta clase de materia se divide en:
Sustancias puras: Son una clase de materia que no se pueden separar por los métodos físicos o
mecánicos, su composición química es definida se los representa por fórmulas o símbolos y entre estos
tenemos: los compuestos y los elementos:
CLASE DE SUSTANCIA
PURA
Elemento
Compuesto
Elemento
Compuesto
Elemento
Compuesto
Elemento
Compuesto
Elemento
SIMBOLO O
FORMULA
Na
NaCl
Cl
H2O
Mg
MgS
S
C6H12O6
C
NOMBRE
Sodio
Cloruro de sodio
Cloro
Agua
Magnesio
Sulfuro de magnesio
Azufre
Glucosa
Carbono
Mezclas homogéneas: se denominan también soluciones, son mezclas que se forman por la unión de las
sustancias puras pero no se distinguen los componentes ya que presentan una constitución homogénea, se
las puede separa por métodos físicos como la destilación, son ejemplos de soluciones:
Solución
Salina
Lecho de magnesia
Líquido de batería
Aire
Bebidas gaseosas
Sustancia pura
Agua
Agua
Agua
Oxígeno
Agua
Sustancia pura
Cloruro de sodio
Hidróxido de magnesio
Ácido sulfúrico
CO2
CO2
P4.2. Alguna materia es heterogénea
Es un tipo de mezcla en el que se pueden distinguir sus componentes, es decir no se observa uniforme, se
las puede separa por métodos físicos como la decantación o filtración entre otros, son ejemplos de
mezclas heterogéneas:
- Agua y arena
- El suelo y sus componentes