Las transformaciones de la materia

Ficha de Trabajo: Transformaciones de la Materia. Cambios Físicos y Químicos
3° Año C.B.
Prof. Javier Ponce
Las transformaciones de la materia
Las propiedades y la composición de la materia, ¿se modifican con el tiempo? Si bien es cierto que algunos tipos de
materiales permanecen inalterables durante años, la gran mayoría experimentan cambios.
Basta mirar a nuestro alrededor para comprobarlo: un cubito de hielo H2O (s) (retomar lo visto en modelo discontinuo de la
materia ¿por qué los sólidos tiene forma y volumen propio?) que queda fuera de la heladera se funde a temperatura
ambiente luego se cierto tiempo, un clavo que permanece a la intemperie se oxida, la madera cambia su aspecto si la lijamos
o la quemamos, y podríamos seguir con muchos ejemplos más de la vida cotidiana. Lo cierto es que estos cambios o
transformaciones ocurren, pero no son todos iguales, intentemos establecer una diferencia entre ellos y poder definirlos en
general, de un punto de vista químico:

Cambio o transformación física: cuando el cubito de hielo (agua sólida )cambia de estado (fusión → de
sólido a líquido, es un proceso endotérmico), se modifica por una propiedad de la materia, el estado de agregación,
pero su composición química permanece inalterada: el agua (s) sigue siendo agua (L) , decimos entonces que ha
ocurrido un cambio o transformación física.
 Cambio o transformación química: cuando el clavo se oxida, la materia que la forma, uno o varios
metales, en contacto con el oxígeno del aire, se convierten en óxidos de aspecto y propiedades diferentes. Decimos
entonces que se ha producido una modificación en la composición química de la materia, producto de un cambio o
transformación (reacción química).
Ejemplo de ecuación química: metal + oxígeno → óxido metálico
REACTIVOS
PRODUCTOS
Las sustancias iniciales o reactivos se transforman en otras, los productos. En general, las reacciones químicas habituales
obedecen a fenómenos electrónicos. Sin embargo, existen otro tipo de reacciones, las nucleares, que dan lugar a nuevas
sustancias mediante la modificación del núcleo atómico. Éste tipo de reacciones es el que ocurren, por ejemplo, en el interior
de las estrellas.
Nota:
Una reacción química es un proceso por el cual una o más sustancias, llamadas reactivos, se
transforman en otra u otras sustancias con propiedades diferentes, llamadas productos.
Una ecuación química es una descripción simbólica de una reacción
química. Muestra las sustancias que reaccionan (reactivos ó reactantes) y
las sustancias o productos que se obtienen. También nos indican las
cantidades relativas de las sustancias que intervienen en la reacción.
Las ecuaciones químicas son el modo de representarlas.
Tanto en las transformaciones físicas como en las químicas, no sólo se producen variaciones en la materia sino también en
el contenido total de energía. La Termodinámica es la rama de la química que estudia estos cambios. El principio básico de
esta ciencia, la primera ley de la termodinámica, sostiene que en un proceso cualquiera la energía no se crea ni se destruye,
sino que se transforma en otro tipo de energía.
Ley de conservación de la masa o Ley de Lavoisier
Pensemos en un trozo de madera que se quema o un cubo de hielo que se funde en verano. Aún en las transformaciones
habituales más espectaculares hay una propiedad extensiva de la materia que no se modifica: la masa.
En los cambios físicos es relativamente sencillo observar este dato. Por ejemplo, pensemos en nuestro cubo de hielo. Si
medimos con una balanza la masa del cubito de hielo (agua sólida) antes de que funda y la del agua líquida luego que
ocurrió el cambio de estado, veremos qué es exactamente la misma.
En los cambios químicos o reacciones químicas, las cosas se complican; por ejemplo: cuando quemamos un trozo de
madera se observa, a simple vista, que las cenizas tienen menor masa que el trozo de madera original. ¿Disminuyó la
cantidad de materia luego de la reacción (combustión)? En 1783 el francés Antonine de Lavoisier encontró una respuesta
negativa a este interrogante: lo que ocurría era que algunos gases que se producen en la reacción (cómo el dióxido de
carbono CO2 (g)) no se tenían en cuenta al establecer la masa de los productos. Si, por el contrario, la masa de estos gases se
hubiera medido junto con la de las cenizas, la masa total de los productos hubiera sido la misma que la de los reactivos.
De Lavoisier estableció así que la masa no se crea ni se destruye, sino que se transforma.
DEFINICIÓN de la LEY DE CONSERVACIÓN DE LA MASA:
EN UN SISTEMA CERRADO, LA MASA TOTAL PERMANECE CONSTANTE, INDEPENDIENTE DE LAS
TRANSFORMACIONES FÍSICAS Ó QUÍMICAS QUE SE PRODUZCAN EN ESE SISTEMA.
LA MASA NO SE CREA NI SE DESTRUYE, SINO QUE SE TRANSFORMA.
Simbólicamente podemos expresar esta ley para una reacción química cualquiera:
A+B+C → D+E
REACTIVOS
PRODUCTOS
mA + mB + mC → mD + mE
Inicial
Final
∑ mi = ∑ mf
∑ masa reactivos = ∑ masa productos
Ejemplo: 2 Ca (s) + O2 (g) → 2 CaO (s)
Una consecuencia inmediata de la Ley de Lavoisier es la llamada LEY DE CONSERVACIÓN DE LOS ELEMENTOS: en
las reacciones químicas se conserva la masa y la clase de elementos.
Antonine de Lavoisier: 26 de agosto de 1743 - 8 de mayo de 1794. Químico francés,
considerado el creador de la química moderna por sus estudios sobre la oxidación de los
cuerpos, el fenómeno de la respiración animal, el análisis del aire, la Ley de conservación de
la materia o Ley Lomonósov-Lavoisier, la calorimetría, otros. En 1754 empezó sus estudios
en la escuela de elite "College Mazarin" destacando por sus dotes en las ciencias naturales.
Estudió Ciencias Naturales y Derecho por petición de su padre. En 1771 se casó con Marie
de Lavoisier. La dote le permitió instalar un laboratorio grande donde le asistió su esposa
redactando entre otros el cuaderno de laboratorio. Escribió un gran Tratado Elemental de
Química, asumió asimismo la inspección nacional de las compañías de fabricación de
pólvora y fue recaudador de impuestos, cargo por el cual fue guillotinado al producirse la
Revolución francesa.