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LA MATERIA ¿Qué es la materia? La materia es definida como todo aquello que posee una ubicación espacial, con una cierta cantidad de energía y que se encuentra sujeto a cambios en el tiempo y a interacciones con objetos de medición. Hablamos de cualquier tipo de entidad de masa que (a nivel microscópico) ocupa una región del espacio-tiempo y suele comportarse como una onda. La materia, en la física y la filosofía, hace referencia a todo aquello que constituye la realidad material objetiva. Por objetiva comprendemos una materia que puede ser percibida (así como yo percibo un perro, una planta o una mesa). Se considera que la materia es lo que conforma la parte sensible de los objetos perceptibles (o bien detectables) por medios físicos ya que, hablamos de todo aquello que ocupa un lugar en el espacio, se puede sentir, medir y tocar, por ejemplo. La materia se encuentra en todas partes, y en cualquier estado físico. Hay materia en el aire que se respira así como en un vaso de agua. Todo lo que vemos, sentimos y tocamos, es materia, que es un elemento fundamental para el desarrollo de la vida en el planeta. ESTADOS DE LA MATERIA El estado sólido La materia en estado sólido tiene sus partículas muy juntas, unidas por fuerzas de atracción de gran magnitud. Es por ello que se comportan como un cuerpo único, dotado de gran cohesión, densidad y forma constantes, resistencia a la fragmentación y memoria de forma, es decir, tienden a permanecer iguales a sí mismos. A la vez, los sólidos tienen baja o nula fluidez, no pueden comprimirse, y cuando se los rompe o fragmenta, se obtiene de ellos otros sólidos más pequeños. Existen dos tipos de sólidos, de acuerdo a su forma:  

Cristalinos. Sus partículas se ordenan en celdillas de forma geométrica, así que suelen tener una forma regular. Amorfos o vítreos. Sus partículas no se juntan en una estructura ordenada, por lo que su forma puede ser irregular y variada.

Ejemplos de sólidos son: los minerales, los metales, la piedra, los huesos, la madera. El estado líquido Las partículas de los líquidos siguen estando unidas por fuerzas de atracción, pero mucho más débiles y menos ordenadas que en el caso de los sólidos. Por eso, los líquidos no tienen una forma fija y estable, ni presentan tanta cohesión y resistencia. De hecho, los líquidos adquieren la forma del envase que los contenga, tienen una gran fluidez (pueden introducirse por espacios pequeños) y una tensión superficial que hace que se adhieran a los objetos.

Los líquidos son poco compresibles y, con la excepción del agua, suelen contraerse en presencia de frío. Ejemplos de líquidos son: el agua, el mercurio, la sangre. Estado Gaseoso n el caso de los gases, las partículas se encuentran en un estado de dispersión y de alejamiento tal, que apenas logran mantenerse juntas del todo. La fuerza de atracción entre ellas es tan débil que se encuentran en un estado desordenado, que responde muy poco a la gravedad y ocupan un volumen mucho mayor que los líquidos y los sólidos, por lo que un gas tenderá a expandirse hasta ocupar la totalidad del espacio en el que se lo contenga. Los gases no tienen forma fija, ni volumen fijo, y en muchas ocasiones son incoloros y/o inodoros. En comparación con otras fases de la materia son poco reactivos químicamente. Ejemplos de gases son el aire, el dióxido de carbono, el nitrógeno, el helio. * El estado plasmático Se llama plasma a un estado de agregación particular, que puede comprenderse como un gas ionizado, es decir, compuesto por átomos a los que les han sido retirados electrones y por ende tienen una carga eléctrica fija (aniones + y cationes -). Esto convierte el plasma en un excelente transmisor de la electricidad y el magnetismo. Existen dos tipos de plasmas:  

Plasma frío. Se manejan a temperatura ambiente, pues sólo los electrones se hallan cargados de energía. Plasma caliente. Los átomos ionizados se calientan enormemente, generando luz y calor.

Ejemplos de plasma son el sol, las pantallas electrónicas, o el interior de los tubos fluorescentes. PROPIEDADES La Materia es todo aquello que tiene una masa, ocupa un lugar en el espacio y se convierte en energía. Por lo tanto, las propiedades de la materia son aquellas características químicas y físicas que la componen y describen. Propiedades físicas Las propiedades físicas son características de la materia que pueden ser observadas o medidas sin necesidad de cambiar la naturaleza química de la sustancia. Por ejemplo:  

Masa: corresponde a la cantidad de materia medida en kilogramos (unidad de la masa) por medio de una balanza. Es una propiedad extensiva. Volumen: es el espacio ocupado por la materia que se mide en metros cúbicos o litros. Es una propiedad extensiva.

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Divisibilidad: es la propiedad que implica que la materia pueda ser dividida en varias partes. Compresibilidad: reducción del volumen de la materia mediante compresión. Por ejemplo: el aire que existe en los neumáticos está comprimido. Elasticidad: corresponde al regreso al volumen original de la materia luego de dejar de ser comprimida. Por ejemplo: cuando el aire sale de los neumáticos, regresa a su volumen en la atmósfera. Inercia: propiedad de la materia que indica la resistencia al cambio, es decir, que mantiene su estado de reposo o de movimiento a menos que se le aplique una fuerza. Propiedades organolépticas: son aquellas características que pueden ser percibidas por los sentidos, como el sabor, el color, el olor, la dureza o la textura. Punto de ebullición: es la temperatura a que una sustancia hierve. Es una propiedad intensiva.

Propiedades químicas Las propiedades químicas se determinan por cómo reaccionan los compuestos o elementos. Son características de la materia que resultan de transformaciones o reacciones químicas, por lo tanto, la estructura cambia. Por ejemplo:  

Calor de combustión: es la energía liberada cuando un compuesto se quema completamente (combustión). Estabilidad química: se refiere a la capacidad de un compuesto de reaccionar con el agua (hidrólisis) o con el aire (oxidación). Por ejemplo: una barra de hierro que se deja en la lluvia o al aire libre se corroe.

CARACTERISTICAS 1- Tres estados principales: sólido, líquido, gaseoso y el menos común el plasmático La materia puede presentarse principalmente en tres estados, y cada uno tiene características muy particulares. En primer lugar está el estado sólido, que presenta un volumen específico y constante. En las materias sólidas, los átomos que la conforman generan una estructura endurecida resistente a las fuerzas externas. Un ejemplo de materia sólida puede ser un trozo de madera. En segundo lugar está el estado líquido de la materia. La unión de sus átomos es más flexible, lo que permite que sea un elemento sin rigidez alguna. Dada esta fluidez, la materia líquida se adapta al contexto en el que se halle. El agua es el ejemplo más claro de una materia líquida. En tercer lugar se encuentra la materia en estado gaseoso. En este estado, la materia no tiene forma definida dado que sus átomos están muy alejados entre sí y no presentan fuerte atracción entre ellos mismos, lo que le permite flotar en el espacio. El oxígeno es una materia en estado gaseoso.

Hay un estado de la materia menos común: Estado Plasmático Se conoce como plasma o estado plasmático a uno de los cuatro estados de agregación de la materia, junto con el líquido, sólido y gaseoso. Cuando se habla de una sustancia en estado plasmático nos referimos específicamente a un gas ionizado, o en otras palabras, a un gas cuyos átomos han sido despojados de parte de sus electrones originales, y se han cargado eléctricamente (no poseen equilibrio electromagnético). Esto quiere decir que el estado plasmático es, en principio, semejante al gaseoso, pero con muy distintas propiedades a las de un gas frío. Entre ellas se cuentan la tendencia del plasma a conducir efectivamente la electricidad, o su gran respuesta hacia los campos magnéticos. 2- Masa La masa está asociada a la cantidad de materia ubicada en un mismo volumen. Es decir, qué tantos elementos hay en un cuerpo determinado. La masa siempre será la misma, sin importar en dónde se ubique el objeto. La unidad estándar de la masa es el gramo. 3- Peso El peso tiene que ver con el impacto que ejerce la fuerza de gravedad sobre un objeto en específico. Es decir, es la fuerza de atracción que ejecuta la Tierra sobre un cuerpo. La unidad de medida del peso es el Newton. 4- Volumen El volumen está relacionado con el espacio que ocupan los cuerpos u objetos. La unidad predeterminada del volumen es el mililitro. 5- Densidad La densidad es la relación que existe entre la masa y el volumen de un objeto: al combinar la masa y el volumen que coexisten en un mismo cuerpo, es posible encontrar la cantidad específica de masa que se encuentra en un volumen. La densidad suele ser elevada en las materias sólidas, medir menos en las líquidas y mucho menos en las materias gaseosas. 6- Homogénea o heterogénea La materia se divide en dos grupos: homogénea o heterogénea. En la materia homogénea no es posible identificar a simple vista (en ocasiones ni utilizando un microscopio) los elementos que la componen. Por su parte, la materia heterogénea permite visualizar fácilmente los elementos de los cuales está compuesta. Un ejemplo de materia homogénea podría ser el aire; y un ejemplo de materia heterogénea puede ser la mezcla de agua con aceite.

7- Temperatura Esta característica tiene que ver con la cantidad de calor o frío que se percibe en un cuerpo determinado. Entre dos objetos con temperaturas distintas ocurre una transferencia de calor, y el cuerpo más caliente transmitirá energía al cuerpo más frío. Por ejemplo, al prender una fogata y acercar a ella las manos frías, estas últimas se calentarán gracias a la acción del fuego. Cuando ambos objetos tienen la misma temperatura, no se genera la transferencia de calor. Por ejemplo, cuando se tienen dos cubos de hielo, uno al lado del otro, ambos mantienen la misma temperatura. 8- Impenetrabilidad Esta característica está relacionada con el hecho de que cada objeto en el espacio ocupa un lugar específico, y dos cuerpos no pueden ocupar el mismo espacio al mismo tiempo. Si dos objetos tratan de colocarse en el mismo espacio, uno de éstos será desplazado. Por ejemplo, si se coloca un cubo de hielo dentro de un vaso con agua, el agua subirá un poco su nivel; es decir, será desplazada por el cubo de hielo. 9- Inercia La materia por sí misma mantiene su estado de reposo a menos que una fuerza externa la haga modificarlo. Es decir, los objetos no pueden moverse o desplazarse por sí solos; si lo hacen, es debido a la actuación de una fuerza proveniente del exterior. Por ejemplo, un auto no puede ponerse en marcha por sí solo; una vez que se enciende y se pone en funcionamiento toda la maquinaria, el auto es capaz de desplazarse. Mientras mayor sea la masa del objeto, mayor será su inercia. 10- Divisibilidad Toda materia es capaz de dividirse en trozos más pequeños. Estas divisiones pueden ser tan pequeñas que incluso se habla de separar en moléculas y átomos. Es decir, que es posible dividir un cuerpo muchas veces. 11- Compresibilidad Esta característica indica que la materia es capaz de reducir su volumen cuando es sometida a una presión determinada a una temperatura constante. Por ejemplo, si en una maceta se arroja tierra, ésta ocupara un espacio determinado; si se presiona la tierra con fuerza, ésta se comprimirá y se podrá arrojar más tierra en el recipiente. REACCIONES Tipos de reacciones químicas Los tipos más frecuentes de reacciones químicas son:

Reacciones de síntesis En este tipo de reacciones dos o más sustancias se combinan para dar un sólo producto: N2+3H2 --> 2NH3 Reacciones Descomposición En este caso a partir de un único compuesto se obtienen como producto dos o más sustancias. Reacción intercambio En esta transformación un elemento se “traslada” de un compuesto a otro. Cu + 2 AgNO3 --> Cu (NO3)2 + 2Ag Reacción de combustión Este tipo de reacciones pertenece a un grupo más amplio de reacciones que son denominadas de oxidación. Las reacciones de combustión se caracterizan por estar acompañadas de un gran aumento de la temperatura y emisión de luz. Las combustiones más frecuentes son combinaciones con oxígeno, y los productos más habituales son el dióxido de carbono y el agua. El fuego es una manifestación de una reacción de combustión. CH4 + 2O2 --> CO2 + 2H2O El calor de las reacciones quimicas Todas las reacciones químicas siempre van acompañadas de cambios de energía que se manifiestan en forma de calor, luz o trabajo. La energía calorífica consumida o liberada, se representa en la ecuación química cualitativa o cuantitativamente. Esta actividad tiene como finalidad la interpretación gráfica de una ecuación química en términos de energía. Introducción a la estequiometria-método de la relación molar Aplicará el concepto de mol en las diferentes relaciones cuantitativas de las sustancias involucradas en las reacciones químicas. Identificará la trascendencia de la determinación de las cantidades de reactivos y productos involucrados en una reacción química valorando la importancia que tiene este tipo de cálculos en el análisis cuantitativo de procesos que tienen repercusiones socioeconómicas y ecológicas, con una actitud crítica y responsable. Método de la relación molar Es la parte de la química que estudia las relaciones cuantitativas entre las sustancias que intervienen en una reacción química (reactivos y productos).

Cálculos mol-mol. En este tipo de relación la sustancia de partida está expresada en moles, y la sustancia deseada se pide en moles. En los cálculos estequiométricos los resultados se reportan redondeándolos a dos decimales. Igualmente, las masas atómicas de los elementos, deben utilizarse redondeadas a dos decimales.

Calculo mol-masa Con los coeficientes de la ecuación química se establecen las relaciones estequiométricos que permiten calcular la cantidad de una especie participante cualquiera en función de la cantidad conocida de otra que se expresan en moles de una sustancia o en gramos de otra sustancia. Por ejemplo, para la ecuación. Calculo masa-masa Se parre de la razón estequiométricos que relaciona las cantidades en moles o gramos de las sustancias involucradas en el problema. La relación cuantitativa en quee las masas de las sustancias que intervienen en una ecuación química viene dada por los coeficientes estequiométricos multiplicados por la masa molar. Ejemplo: Calcula la concentración porcentual masa/masa de una disolución que se preparó disolviendo 5 g de cloruro de sodio en 50 g de agua. % m/m = [5g/(5 g + 50g) = 5g/55g]*100= 9.09% NaCl Calculus de reactivo limitante El reactivo que se consume por completo en una reacción química se le conoce con el nombre de reactivo limitante, pues determina o limita la cantidad de producto formado. A nivel industrial se requiere conocer las cantidades de los reactivos que se requieren para preparar cantidades determinadas de productos.