1 - ¿Qué estudia la química?

La Química se ocupa principalmente de la composición, propiedades y transformaciones de los materiales. En el universo no sólo encontramos materia sino también energía. Esta última adopta diferentes formas y sufre continuos cambios.

El químico no se preocupa por la forma de los cuerpos sino por su composición. Por ejemplo el metal que forma un cuchillo, independientemente de la forma o el tamaño de este. Las propiedades características del metal seguirán siendo las mismas aunque el cuchillo se rompa en varios fragmentos o aunque con dicho metal se fabrique un tenedor.

La Química también se ocupa de los cambios energéticos que se verifican cuando se producen transformaciones en los materiales.

2 - ¿En qué formas o estado se presenta la materia?

La materia se presenta en tres estados o formas de gregación: 

Solido, líquido y gaseoso. (Aunque últimamente los físicos han encontrado un 4º estado, llamado Plasma)

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:

Los sólidos: Tienen forma y volumen constantes. Se caracterizan por la rigidez y regularidad de sus estructuras.

Los líquidos: No tienen forma fija pero sí volumen. La variabilidad de forma y el presentar unas propiedades muy específicas son características de los líquidos.

Los gases: No tienen forma ni volumen fijos. En ellos es muy característica la gran variación de volumen que experimentan al cambiar las condiciones de temperatura y presión.

3 - ¿cuáles son los procesos que relacionan los diferentes estados de la materia? 

Los 3 estados se diferencian  por propiedades físicas muy concretas, los gases llenan cualquier espacio en que se encuentren y son fácilmente compresibles (aumentan o disminuyen fácilmente, frente a una comprensión o una descompresión).

Los líquidos se asemejan a los gases por que adoptan la forma del recipiente que lo contienen, mientras que un gas no tienen superficie limite, un liquido tiene una superficie  que limita la extensión del espacio que puede ocupar (volumen).

Los sólidos son incompresibles   y poseen volumen y forma definida, lo sólidos son rígidos, los líquidos y los gases pueden fluir.

4 - ¿Qué transformaciones puede sufrir la materia?

Los materiales pueden pasar de un estado a otro (cambios de estado) mediante procesos físicos, es decir, transformaciones que no modifican su identidad. Hay 3 estados en los que se puede transformar la materia:

1. Condensación: proceso por el cual un material en estado gaseoso puede pasar a un estado condensado (sólido o líquido). Respecto del cambio de estado gaseoso al líquido, denominamos licuación al proceso por el cual un material en estado gaseoso pasa al estado líquido debido a un aumento de la presión(generalmente acompañado por una disminución de la temperatura)

2. Vaporización: refiere a los procesos por los cuales un material en estado condensado (líquido o sólido) pasa al estado gaseoso.

3. Sublimación: Algunos autores lo utilizan tanto para el pasaje del estado ´solido al gaseoso como para el pasaje del estado gaseoso al sólido.

4.

Líquido

Licuación o condensación

Fusión

Vaporización

Solidificación

Sólido Gaseoso

Volatilización

Sublimación

5 - ¿A que llamamos sistema material?

Se denomina sistema material, dentro de la Química, a toda porción del Universo (o dicho de otra forma, de materia) que, para su análisis, se aísla de manera real o imaginaria. Los sistemas materiales se pueden clasificar en dos grandes grupos: sustancias y mezclas. Las primeras no pueden ser fraccionadas en sus distintos componentes, mientras que las segundas, por diversos métodos de separación, pueden fraccionarse. Además la composición química de las sustancias es definida, mientras que la de las mezclas puede variar.

Otra manera de clasificar a los sistemas materiales es según el intercambio de energía y materia con el medio. De esta manera existen los llamados sistemas abiertos (intercambian materia y energía con el medio), sistemas

cerrados (intercambian sólo energía con el medio) y sistemas aislados (no intercambian ni materia ni energía con el medio).

6 - ¿A que se llama componentes de un sistema?

Componente, es lo que compone un sistema. El sistema puede estar formado por varios de estos. El número de componentes es el número mínimo de especies moleculares en función de las cuales se puede expresar cuantitativamente la composición de fases.

 7 - ¿Qué propiedades sirven para caracterizar e identificar los distintos componentes de un sistema?

Los materiales se caracterizan por sus propiedades intensivas. Los valores de muchas propiedades (volumen, densidad) dependen de ciertas condiciones, como la temperatura y la presión.

8 - ¿Cómo se define un sistema homogéneo?

Cuando al analizar las propiedades intensivas de un sistema encontramos que tienen valores constantes en cualquier zona de éste, aún observados con el ultramicroscopio. Ejemplo: agua salada, alcohol.

Las mezclas homogéneas son soluciones, y poseen las mismas propiedades intensivas (no dependen de la cantidad de materia. Por ej.: punto de ebullición, densidad, punto de fusión) en todos los puntos que la componen. En este tipo de mezclas se observa una única fase, a pesar de que la misma contenga dos o más elementos diferentes. Por ejemplo, si mezclamos en un vaso de vidrio agua y alcohol, parecerá que el vaso sólo contiene un componente, pues se compone de una sola fase; por ello se considera que es una mezcla homogénea.

9 - ¿A qué se denomina sistema heterogéneo?

Cuando encontramos variación en los valores de las propiedades intensivas en por lo menos dos zonas del sistema. Ejemplos: agua con hielo; aceite y vinagre. La suspensión de polvo de carbón en agua, las partículas de carbón son visibles a simple vista o por medio del microscopio.

Las mezclas heterogéneas son dispersiones, y en ellas vemos dos o más fases, con distintas propiedades intensivas. A modo de ejemplo podemos tomar un vaso de vidrio y formar un sistema heterogéneo, conformado por un solo elemento: agua. Para que éste sea un sistema heterogéneo, no es necesario sumar otro componente (aunque se podría hacerlo) sólo basta con que el vaso contenga dos fases: hielo y agua. Las dispersiones pueden dividirse en groseras, finas y coloidales.

10 - ¿Qué se entiende por fase de un sistema?

Se define FASE como aquella porción de un sistema que es microscópicamente homogénea en cuanto a sus propiedades fisicoquímicas y se encuentra separada de otras porciones similares por regiones límites bien definidas, llamadas interfaces. Fase no es equivalente a compuesto, ya que un mismo compuesto puede coexistir en una o

varias fases, ejemplo: agua y hielo a 0º C. Del mismo modo varios compuestos pueden constituir una sola fase, como el azúcar disuelto en agua a temperatura ambiente. Los sistemas constituidos por una fase se denominan homogéneos, y mientras que aquellos formados por dos o más fases se llaman heterogéneos.

Se distinguen tres tipos básicamente:

  a) continua. En una aleación o porción de aleación que contiene más de una fase, es la fase que forma la base o matriz en que la(s) otra(s) fase(s) están presentes como unidades aisladas.

  b) intermedia. En una aleación o un sistema químico, fase distinguible homogénea cuyo rango de composición no se extiende a ninguna de las componentes puras del sistema.

  c) terminal. Solución sólida, representada por un área en cualquiera de los lados extremos de un diagrama binario.

11 - ¿Qué métodos se pueden aplicar para la separación de los componentes de un sistema?

Para un sistema heterogéneo pueden aprovecharse separando sus diferentes propiedades, por métodos mecánicos (decantación, filtración, tamización, etc.)

Para el sistema homogéneo, métodos de fraccionamiento (destilación, cristalización)

12 - ¿Cómo es posible decidir si un sistema material homogéneo es una solución o una sustancia?

Si un sistema homogéneo es una solución, entonces existe al menos un método de fraccionamiento que permite partir de este sistema y llegar a descomponerlo en dos subsistemas con propiedades fisicoquímicas distintas. En cambio, si el sistema es una sustancia pura, no existe ningún método de fraccionamiento por el cual partiendo de este sistema se pueda llegar a obtener dos o más subsistemas cualquiera.

13 - ¿Cómo se puede describir cuantitativamente la composición de un sistema?

Es necesario describir cuantitativamente sus “propiedades termodinámicas” (también denominadas “variables de estado” y “propiedades de estado”). Estas son: presión (P), volumen (V) y temperatura (T).

14 - ¿Qué criterio experimental aplicaría para saber si una sustancia es simple o

Compuesta?

Realizando un simple análisis cualitativo y sabremos cuales son los componentes de la sustancia que deseamos conocer de una muestra. Si tiene un solo componente se trata de un elemento, si tiene más de uno, será una sustancia compuesta y si deseamos saber las proporciones de la composición en la sustancia compuesta, le practicamos un análisis cuantitativo (en este caso estamos más interesados en determinar las cantidades relativas de una o más especies presentes en la composición).

15 – Las sustancias compuestas, ¿están formadas por sustancias simples o por los

elementos?

Están formadas por la descomposición de otras sustancias, es decir, que es la reacción por la cual a partir de una sustancia se obtienen otras (dos o más sustancias simples y/o compuestas) son ejemplo de compuestos:

Clorato de potasio (V) cloruro de potasio + oxígeno

Agua hidrógeno + oxígeno