UNIDAD 6 - LA MATERIA La materia es todo lo que pesa y ocupa un lugar en el espacio. A través de los sentidos (vista, oído, tacto, gusto y olfato) recibimos y percibimos información sobre todo lo que nos rodea. Percibimos objetos de diversas clases, formas, tamaños, gustos y olores. Todos estos objetos que nos presenta la naturaleza están formados por materia, ocupando un lugar en el espacio. Los cuerpos son todos los objetos que forman parte del Universo. Una piedra, un libro, el aire, el sol o el agua. Todos los cuerpos están hechos de materia. La materia está formada por átomos, unas partículas diminutas que son invisibles excepto con los microscopios electrónicos más potentes. Existen más de cien tipos de átomos diferentes. Cada sustancia está formada por una combinación de átomos distinta. Una sustancia es cada tipo de materia. Cada sustancia está formada por una combinación de átomos distinta.

Tipos de materia La materia da lugar a dos tipos diferentes de sustancias: las sustancias puras y las mezclas. Sustancias puras están formadas por un solo tipo de materia y no se pueden separar en otras. El oro, el hierro, la sal, el agua y los minerales. Las Mezclas. Están formadas por varias sustancias puras diferentes. Las mezclas están formadas por varias sustancias puras diferentes. Podemos distinguir dos tipos de mezclas: las mezclas heterogéneas y las mezclas homogéneas.

Las mezclas heterogéneas son mezclas en las que se pueden distinguir sus componentes. La ensalada, el granito o el café con leche. Las mezclas homogéneas o disoluciones son mezclas en las que no se distinguen sus componentes como por ejemplo el agua del mar o el aire. Las aleaciones son mezclas homogéneas en las que una o varias sustancias son metales. Por ejemplo el bronce y el acero. Para separar las distintas sustancias de una mezcla se emplean diferentes sistemas: - Filtración. - Decantación. - Evaporación. - Y separación magnética. La filtración sirve para separar mezclas heterogéneas de un sólido y un líquido. Se hace pasar la mezcla por una malla que retiene el sólido y deja pasar el líquido. Ejemplo: Separar arena y agua. La decantación se emplea para separar mezclas heterogéneas de sustancias con distinta densidad. Se deja reposar la mezcla y la sustancia más densa se deposita en el fondo. Ejemplo: Separar agua y aceite. La evaporación se emplea para separar mezclas homogéneas. Consiste en evaporar la parte líquida. Ejemplo: Separar la sal del agua salada. La separación magnética se emplea cuando uno de los elementos de la mezcla es de hierro y el otro no. Se usa un imán que atrae a los elementos metálicos.

Propiedades de la materia Hay dos tipos de propiedades de la materia: - Las propiedades generales. - Las propiedades características.

Las propiedades generales son comunes a toda la materia. Son la masa, el volumen y la temperatura. a) La masa es la cantidad de materia que tiene un cuerpo. Se mide en kilogramos (Kg) o en gramos (g). Para averiguar la masa de un cuerpo de emplea la balanza. b) El volumen es el espacio que ocupa un cuerpo. Se mide en metros cúbicos (m3), aunque como es una medida muy grande, suele utilizarse el decímetro cúbico (dm3), que es igual que el litro (l). Para medir el volumen se emplea la probeta. La densidad es la relación entre la masa y el volumen. La densidad de un cuerpo se averigua dividiendo su masa por su volumen. Se calcula dividiendo la masa por el volumen de un cuerpo. Se mide en kg/l o g/ml. Cuando un cuerpo se sumerge en un líquido, su densidad determinará si flotará o se hundirá. - El cuerpo flota si la densidad del cuerpo es menor que la del agua. Ejemplo: La madera. - El cuerpo se hunde si la densidad del cuerpo es mayor que la del agua. Una piedra. Las propiedades características. Son las que permiten diferenciar entre las distintas sustancias, por ejemplo, el olor, el color, la dureza, el brillo, la densidad, la elasticidad, la transparencia, la fragilidad, la ductilidad y la maleabilidad.

Los estados de la materia La naturaleza nos presenta la materia bajo tres estados: sólido, líquido y gaseoso. La materia está formada por pequeñas partículas. Según sea la fuerza de la unión de estas partículas la materia que hay en la naturaleza se encontrará en estado sólido, líquido o gaseoso. Dadas las condiciones existentes en la superficie terrestre, sólo algunas sustancias pueden hallarse de modo natural en los tres estados, tal es el caso del agua.

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Los sólidos: Tienen forma y volumen constantes. Se caracterizan por la rigidez y regularidad de sus estructuras. Los líquidos: Tienen un volumen constante pero no una forma fija, es decir, toman la forma del recipiente que los contiene. La variabilidad de forma es característica de los líquidos. Los gases: No tienen forma ni volumen fijos (cambian). En ellos es muy característica la gran variación de volumen que experimentan al cambiar las condiciones de temperatura y presión.

Cambios de estado Cuando un cuerpo, por acción del calor o del frío pasa de un estado a otro, decimos que ha cambiado de estado. En el caso del agua: cuando hace calor, el hielo se derrite y si calentamos agua líquida vemos que se evapora. El resto de las sustancias también puede cambiar de estado si se modifican las condiciones en que se encuentran. Si se calienta un sólido, llega un momento en que se transforma en líquido. Este proceso recibe el nombre de fusión. El punto de fusión es la temperatura que debe alcanzar una sustancia sólida para fundirse. Cada sustancia posee un punto de fusión característico. Por ejemplo, el punto de fusión del agua pura es 0 °C a la presión atmosférica normal. Si calentamos un líquido, se transforma en gas. Este proceso recibe el nombre de vaporización. Cuando la vaporización tiene lugar en toda la masa de líquido, formándose burbujas de vapor en su interior, se denomina ebullición. También la temperatura de ebullición es característica de cada sustancia y se denomina punto de ebullición. El punto de ebullición del agua es 100 °C a la presión atmosférica normal.

Simulación: (pulsa el botón para encender el mechero y observa los cambios) http://concurso.cnice.mec.es/cnice2005/93_iniciacion_interactiva_materia/curso/materiales/estados/cambios.htm

En el estado sólido las partículas están ordenadas y se mueven oscilando alrededor de sus posiciones. A medida que calentamos el agua, las partículas ganan energía y se mueven más deprisa, pero conservan sus posiciones. • Cuando la temperatura alcanza el punto de fusión (0ºC) la velocidad de las partículas es lo suficientemente alta para que algunas de ellas puedan vencer las fuerzas de atracción del estado sólido y abandonan las posiciones fijas que ocupan. La estructura cristalina se va desmoronando poco a poco. Durante todo el proceso de fusión del hielo la temperatura se mantiene constante. En el estado líquido las partículas están muy próximas, moviéndose con libertad y de forma desordenada. A medida que calentamos el líquido, las partículas se mueven más rápido y la temperatura aumenta. En la superficie del líquido se da el proceso de vaporización, algunas partículas tienen la suficiente energía para escapar. Si la temperatura aumenta, el número de partículas que se escapan es mayor, es decir, el líquido se evapora más rápidamente.

• Cuando la temperatura del líquido alcanza el punto de ebullición, la velocidad con que se mueven las partículas es tan alta que el proceso de vaporización, además de darse en la superficie, se produce en cualquier punto del interior, formándose las típicas burbujas de vapor de agua, que suben a la superficie. En este punto la energía comunicada por la llama se invierte en lanzar a las partículas al estado gaseoso, y la temperatura del líquido no cambia (100ºC). En el estado de vapor, las partículas de agua se mueven libremente, ocupando mucho más espacio que en estado líquido. Si calentamos el vapor de agua, la energía la absorben las partículas y ganan velocidad, por lo tanto la temperatura sube.

Los cambios de la materia La materia sufre cambios continuamente. Hay dos tipos de cambios: físicos y químicos. Cambios físicos. Cuando se produce, la materia sigue siendo la misma, por ejemplo, cuando el agua pasa de estado sólido a líquido, el agua sigue siendo la misma. Cambia su aspecto, pero sigue siendo agua. Cambios químicos. Cuando ocurren, la materia se transforma en otra, es decir, el cambio da lugar a una sustancia diferente. Por ejemplo, el papel al quemarse se transforma en ceniza, deja de ser papel.

a) Los cambios físicos. Los principales cambios físicos son los cambios de estado, el movimiento, la dilatación, la contracción y la fragmentación. Algunos ejemplos son: • El movimiento. Es el cambio de lugar o de posición de un cuerpo. Aunque un cuerpo se mueva, su materia no cambia. Lanzar una piedra. • La dilatación. Es el aumento de tamaño de un cuerpo cuando se eleva su temperatura. El mercurio de un termómetro. • La contracción. Es la disminución de tamaño de un cuerpo cuando disminuye su temperatura. El mercurio de un termómetro. • La fragmentación. Es la división de un cuerpo en pequeños trozos. Romper un papel. • Los cambios de estado se producen cuando varía la temperatura. Por ejemplo, el agua pasa de líquida a vapor de agua.

Tipos de cambios de estado Cuando la materia pasa de un estado a otro, se produce un cambio de estado. • •

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La fusión. Es el paso de sólido a líquido. Se produce, por ejemplo cuando se derrite un cubito de hielo. La solidificación. Es el paso de líquido a sólido. Se produce, por ejemplo, cuando se forma hielo en el congelador a partir de agua líquida. La vaporización. Es el paso de líquido a gas. Se puede producir por ebullición, es decir de manera rápida a una temperatura fija, o por evaporación, (lentamente, como el agua de un charco, que se evapora) La condensación. Es el paso de gas a líquido. Por ejemplo, cuando hace frío, el vapor de agua del aire se condensa en los cristales en forma de vaho. La sublimación. Es el paso directo de sólido a gas, sin pasar por el estado líquido.

B) Los cambios químicos. En los cambios químicos la materia se transforma en otra diferente después del cambio. Los cambios químicos también se conocen como reacciones químicas. Algunos cambios químicos son: La oxidación. Se produce cuando una sustancia se transforma en otra por la acción del oxígeno presente en el aire. Un clavo oxidado. La combustión. La materia arde y se forma otra sustancia. Cuando la madera arde, por ejemplo, se transforma en otra sustancia y deja de ser madera. La combustión es una oxidación en la que un cuerpo se quema. Una vela encendida. La putrefacción. Se produce cuando se descompone un ser vivo. Cuando se descompone la carne, la fruta,... La fermentación es una oxidación en la que intervienen levaduras o bacterias. Fermentación del vino o el yogur.

La materia – Esquema Todo lo que pesa y ocupa un lugar en el espacio La materia

Todos los objetos están formados por materia

Cuerpos

La materia de los cuerpos está formada por átomos Cada tipo de materia

partículas muy pequeñas

Sustancia

Sustancias puras: oro, hierro, sal, minerales,… Tipos de materia

Homogéneas Mezclas Heterogéneas

Filtración: agua y arena Separación mezclas

Decantación: aceite y agua Evaporación: sal marina Separación magnética: Imán

Masa Generales

Masa Densidad =

Volumen

Volumen

Temperatura Propiedades de la materia

Características: olor, color, brillo, ductilidad, maleabilidad

Sólido: Enlace fuerte de átomos. Masa y volumen fijo Estados de la materia

Líquido: Enlace entre átomos débil: Cambia masa, volumen fijo Gaseoso: Enlace de átomos muy débil. Cambian masa y volumen

Movimiento: Cambio de lugar Dilatación: Con el aumento de temperatura Físicos

Contracción: Con la disminución de temperatura Fragmentación: División en trozos o fragmentos

Cambios de la materia

Cambios de estado

Gráfico

Oxidación: Por la acción del oxígeno Combustión: Al arder un cuerpo Químicos Putrefacción: Cuando se descompone un ser vivo Fermentación: Oxidación por acción de levaduras y bacterias

GASEOSO

CAMBIOS DE ESTADO DE LA MATERIA

SÓLIDO

SOLIDIFICACIÓN FUSIÓN

LÍQUIDO