Estado de agregación de la materia

Influencia de la presión y temperatura en los cambios de estado de la materia

Principios Básicos de Química | CLEU GDL 3 E

Estados de agregación de la

materia

Todo en el Universo está formado por materia.La materia se puede encontrar en 3 estados de agregación

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.

La mayoría de sustancias se presentan en un estado concreto. Así, los metales o las sustancias que constituyen los minerales se encuentran en estado sólido y el oxígeno o el CO2 en estado gaseoso

Estados físicos de la materia

Sólido Líquido Gaseoso

Se caracterizan por tener forma y volumen constantes.

Esto se debe a que las partículas que los forman están unidas por unas fuerzas de atracción grandes de modo que ocupan posiciones casi fijas.

En el estado sólido las partículas solamente pueden moverse vibrando u oscilando alrededor de posiciones fijas

Sólidos

Líquidos

Al igual que los sólidos, tienen volumen constante.

Las partículas están unidas por unas fuerzas de atracción menores que en los sólidos, por esta razón las partículas de un líquido pueden trasladarse con libertad.

El número de partículas por unidad de volumen es muy alto, por ello son muy frecuentes las colisiones y fricciones entre ellas.

Así se explica que los líquidos no tengan forma fija y adopten la forma del recipiente que los contiene. También se explican propiedades como la fluidez o la viscosidad.

Gaseoso Al igual que los líquidos, no

tienen forma fija pero, a diferencia de éstos, su volumen tampoco es fijo.

También son fluidos, como los líquidos.En los gases, las fuerzas que mantienen unidas las partículas son muy pequeñas. En un gas el número de partículas por unidad de volumen es también muy pequeño.

Las partículas se mueven de forma desordenada, con choques entre ellas y con las paredes del recipiente que los contiene.

Gases y sus propiedades

Expansibilidad  sus partículas se mueven libremente, de modo que ocupan todo el espacio disponible.

Compresibilidad tiene un límite, si se reduce mucho el volumen en que se encuentra confinado un gas éste pasará a estado líquido.

Influencia de la presión y la temperatura en los cambios de estado de la materia

Teoría cinética y presión. La presión que ejerce un gas sobre las paredes del

recipiente que lo contiene son debidas a los choques que tienen lugar entre las partículas del gas y dichas paredes. La variación de la presión de un gas encerrado en un recipiente puede tener lugar por alguna de estas razones:

Por una variación de la temperatura manteniendo constante el volumen del recipiente que contiene el gas:

Un aumento de la temperatura aumenta la energía cinética media de las partículas, lo que provoca una mayor velocidad de las mismas y una mayor intensidad en los choques contra las paredes: aumenta la presión del recipiente que contiene el gas.

Un enfriamiento disminuirá la energía cinética media y las partículas chocaran con menos intensidad contra las paredes: disminuye la presión del recipiente que contiene el gas.

Teoría cinética y temperatura.

La Temperatura es una propiedad de la materia que está relacionada con la distribución de la energía calorífica entre la materia de un cuerpo. Normalmente la temperatura mide la energía cinética media de las partículas:

A mayor energía cinética media (mayor movimiento de las partículas) mayor choque entre ellas, mayor temperatura.

A menor energía cinética media (menor movimiento de las partículas) habrá menos choques entre ellas, menor temperatura.

Los cambios de estado Una sustancia puede variar de

estado dependiendo de la temperatura a la que se encuentre. Cuando hablamos de que el agua está en estado líquido, el oxígeno en estado gaseoso o el granito en estado sólido nos estamos refiriendo a su estado físico a temperatura ambiente. Sin embargo, cuando aumenta o disminuye la temperatura una determinada materia puede cambiar de estado físico.

Los cambios de estado Los cambios de estado que pueden producirse por aumento de la temperatura son la Fusión y la Vaporización. Los cambios de estado que pueden producirse por disminución de la temperatura son la Licuefacción y la Solidificación.

Los cambios de estado anteriores son graduales, pero existe un cambio de estado más drástico en el que se pasa directamente de sólido a gas o viceversa. En ambos casos, se denomina Sublimación, siendo más común el caso de la transformación de un gas a un sólido al bajar la temperatura de forma muy acusada.

Fusión

La fusión es el proceso mediante el cual un material en estado sólido se transforma en líquido al aumentar la temperatura. La temperatura a la cual se produce este cambio de estado se le denomina Punto de Fusión. Cada materia tiene su propio punto de fusión.

Vaporización

Este proceso consiste en el paso de una sustancia en estado líquido a estado gaseoso al aumentar la temperatura. Este paso se produce generalmente al aplicarle calor y en este caso se denomina EBULLICIÓN. A la temperatura en la que ocurre este cambio de estado se le denomina punto de ebullición.

Hay muchas sustancias líquidas que si se dejan a temperatura ambiente se van transformando poco a poco en gas sin que haya un aumento de la temperatura, como le ocurre a las colonias. Este proceso especial de cambio de estado se llama EVAPORACIÓN y sucede sólo en la superficie.

Licuefacción o Condensación

En este cambio de estado se produce el paso de un gas a estado líquido, por un proceso inverso a la ebullición. Este cambio sucede también a la misma temperatura.

En la naturaleza existe un proceso de condensación muy curioso que sucede cuando la temperatura de la superficie terrestre es muy baja, en el amanecer de los días fríos. En este caso, cuando la temperatura baja, entonces el vapor de agua del aire se condensa y se deposita sobre la superficie de las hojas de las plantas formando gotas de rocío. A la temperatura a la que esto ocurre se le denomina punto de rocío.

Solidificación

La solidificación es el proceso por el cual una sustancia que está en estado líquido se transforma en una sustancia sólida al disminuir la temperatura. La temperatura a la cual sucede el proceso es la misma que el proceso inverso o fusión.

Sublimación

En algunas ocasiones muy especiales, un material sólido puede transformarse directamente en gas o, al contrario, un gas puede solidificarse sin pasar por el estado líquido. A estos procesos tan especiales e inversos entre sí se les denomina con el nombre de Sublimación.

Cambios en la Masa, el Volumen y la Densidad durante los cambios de estado

Durante los cambios de estado, la masa de una cierta cantidad de materia no varía, puesto que no le ha añadido ni quitado materia a la cantidad inicial. Es decir, que tan sólo ha ocurrido un cambio en la disposición de las partículas que componen dicha materia, pero el número de partículas que la componen sigue siendo la misma. Sin embargo, el espacio que ocupan las partículas de la materia varía al aumentar o al disminuir la temperatura. Por eso, en los cambios de estado si se produce una variación del volumen. En el estado sólido, las partículas están más próximas entre sí que en el estado líquido, por lo que habrá menos espacio entre ella. Esto provoca que el volumen ocupado por una materia en estado sólido sea menor que el volumen ocupado por esa misma cantidad de materia en estado líquido. Del mismo modo, una materia en estado gaseoso presenta sus partículas muy separadas, alejadas unas de otras y dejando grandes espacios entre ellas. Por eso, el volumen que ocupan una materia en estado gaseoso es mucho mayor que el ocupado por esa materia en estado líquido.

Ya que la densidad es el cociente entre la masa y el volumen, cuando una cierta cantidad de materia en estado sólido aumenta su temperatura hasta que pasa a estado líquido y luego a estado gaseoso, también experimentará un cambio en la densidad.

La masa o cantidad de materia es la misma en los tres estados por los que pasa la materia pero el volumen aumenta al pasar de estado sólido a líquido y de éste a estado gaseoso. Por lo tanto, la densidad de la materia en estado sólido será mayor que la densidad en estado líquido y, por último, en estado gaseoso la materia presentará una menor densidad.

Bibliografía http://concurso.cnice.mec.es/cnice2005/93_iniciacio

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http://platea.pntic.mec.es/pmarti1/educacion/3_eso_materiales/b_ii/conceptos/conceptos_bloque_2_2.htm

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http://www.rincondelasciencias.com/1.4.3.pdf