Cambios físicos y químicos de la materia

Video: ¿Qué se conserva durante el cambio? (1)

Es toda variación física o química que presenta un material, respecto a un estado inicial y un estado final. Así mediante el cambio se puede establecer las propiedades o características de la materia, antes y después del cambio.

Por ejemplo, al dejar una barra de hierro a la intemperie durante algún tiempo (estado inicial), al termino de éste se observa un polvo rojizo la cubre, llamado oxido o herrumbre (estado final). Inmediatamente surge la pregunta ¿Qué ha ocurrido? Aparentemente ha habido un cambio; ¿Qué es lo que lo ha producido? Sencillamente el oxigeno del aire húmedo, ha oxidado el material el cual presenta características diferentes a las del estado inicial, pues da perdido el color y el brillo característico del metal. ¿Cómo podría catalogarse el cambio ocurrido al objeto en cuestión? Para contestar a esta a esta inquietud se debe estudiar los tipos de cambios que se conocen en la materia; a saber: cambios físicos y cambios químicos.

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1. CAMBIOS FÍSICOS
Pueden definirse como aquellos cambios que sufre la materia en su forma, en su volumen o en su estado, sin alterar su composición o naturaleza. Así, si se calienta un bloque de hielo a determinada temperatura, este se licua, es decir, pasa al estado solido al liquido modificando su forma y volumen pero conservando su naturaleza, pues antes del cambio se tenia agua solida y después del cambio se tiene agua liquida; pero si se continua el calentamiento, finalmente se alcanzará la temperatura de ebullición y el agua pasa al estado de vapor conservándose inalterable en todos los casos, la composición de ésta.

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2. CAMBIOS QUÍMICOS:
Estos conllevan una variación en la composición de la naturaleza de la materia, es decir a partir de una porción de material llamada reactivo, se obtiene un material distinto denominado Producto, por medio de una reacción de una reacción química y en la cual pueden influir diversos factores tales como la luz, presión, u otras sustancias reactivas. La formación del oxido de hierro sobre la barra de metal constituye un caso de cambio químico, puesto que el oxido de hierro (producto) no es el mismo que el hierro puro (reactivo). (2)
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ACTIVIDAD EXPERIMENTAL: Cambios Químicos De La Materia.

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A) ASUNTO: experiencia sobre el cambio químico.
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B) OBJETIVO: comprender la reacción química como un proceso de cambio que experimenta, a materia.

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C) MATERIALES: dos tubos de ensayo, pinza metálica y de madera, mechero, crisol, cintas de magnesio, alambre de cobre, 5g de carbonato de cobre, carbonato de plomo, carbón vegetal, imaginación.
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D) DIAGRAMACIÓN:

Figura nº 1

E) FUNDAMENTO CIENTÍFICO: toda materia está formada por sustancias puras o por mezclas de éstas.
Las sustancias puras están formadas por compuesto y elementos.
Los elementos o cuerpos simples son formas básicas de la materia. Los compuestos o combinaciones, son asociaciones químicas, perfectamente homogéneas, de elementos. Se entiende por homogeneidad, la característica que tienen algunos cuerpos de presentar las mismas propiedades físicas y químicas en todas sus partes.
En las mezclas, las sustancias que interviene se pueden separar por medio de procedimientos físicos o mecánicos, ya que en ellas no se producen manifestación alguna de energía.
En las combinaciones, las sustancias que interviene desprenden o absorben energía, es por ello que los productos resultantes poseen propiedades distintas a las de las sustancias que iniciaron la reacción.

F) PROCEDIMIENTO:
1. Toma una pinza metálica, 5 cm de cinta de magnesio y colócala sobre la llama del mechero de Bunsen. Contesta:
a) cuando el magnesio arde, ¿Cómo es su llama?
b) ¿Qué compuesto produce el magnesio al arder y de que color es?

2. Repite al proceso anterior, aplicándolo esta vez al alambre de cobre, bien limpio. Responde:
a) ¿el alambre de cobre, al calentarse, produce algún compuesto? ¿Por qué?
b) luego de calentar el alambre de cobre ¿Qué aparece?

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3. tomando los tubos de ensayo con pinzas de madera, calienta en una de ellos 5 gramos de carbonato de plomo y, en el otro, calienta 5 gramos de carbonato de cobre. Contesta.
a) ¿cambian de color los carbonatos de plomo y de cobre?
b) ¿las sustancias del estado inicial y del estado final del sistema son iguales? ¿Por que?

4. En un mortero, mezcla partes iguales de carbonato de plomo y de carbón vegetal. Vacía la mezcla en un crisol y caliéntalo directamente en el mechero de Bunsen. Contesta:
a) ¿Qué se obtiene al mezclar el carbonato de plomo con el carbón vegetal?
b) ¿los productos de la mezcla y de la reacción tiene las mismas propiedades? ¿Por qué?
c) ¿debido a qué se forman nuevas sustancias?

G) ANÁLISIS EXPERIMENTAL
El magnesio arde con una llama muy brillante y produce una ceniza blanca; en el alambre de cobre y parece una película negra; los carbonatos de plomo y de cobren cambian de color y de la mezcla carbonato de plomo – carbón, se obtiene un botón metálico de plomo.
Los cambios provocados en las sustancias sometidas al calor son permanentes, es decir, dichas sustancias no vuelven a su estado iníciales cuando se les retira de la llama. Se obtiene nuevas sustancias químicas: en la combustión del magnesio, cuando se calienta los carbonatos de plomo y de cobre, y en la mezcla carbonato de plomo- carbón, pues los productos formados presentan colores y aspecto totalmente diferente a las de las sustancias iníciales. Se puede afirmar que estas sustancias han experimentado un cambio o reacción química.
En la descomposición térmica, producida en la reacción de carbonato de cobre, el reactante es este mismo compuesto (polvo de color verde) y los productos formados son: el oxido de cobre (polvo negro) y el dióxido de carbono (gas que escapa del tubo de ensayo). Esta información experimental y las que se pueden lograr en otras reacciones, las encontraremos resumidas en la llamada ecuaciones químicas. (3) Por ejemplo, la ecuación expresa con palabras, para la descomposición térmica del carbonato de cobre es la siguiente:

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Fuentes:

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(1) conCiencia, elaborado por los alumnos de C.E.P. Gustavo Díaz Ordaz "¿Qué se conserva durante el cambio?", [en línea]. 18 de Junio del 2009, [Tomado 16 de Julio del 2009].

Disponible en la Web: http://www.conciencia-cepgdo.com/

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(2) HERRERA V. Severiano y otros. “Colección La Ciencia al Día Química 1, Átomos, Moléculas Y Reacciones.” (Pág., 16).Grupo Editorial Norma Educativa. Colombia (1995).
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(3) VÁSQUEZ Urday, C. E. “Ciencias Naturales Y Ecología”. Asociación Editorial Stella. Lima. (Pagina 43-44).

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Figura nº 1: VÁSQUEZ Urday, C. E. “Ciencias Naturales Y Ecología”. Asociación Editorial Stella. Lima. (Página 43).

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