Propiedades de la materia y cambios físicos y químicos
En la cocina de una casa de Chiclayo, una olla con agua hierve y una manzana cortada se pone marrón sobre la mesa. En ambos casos «algo cambia», pero ¿es el mismo tipo de cambio? Si pones el agua a enfriar, vuelve a ser agua. Si la manzana se oscurece, no hay manera de volverla blanca. En esta página aprenderás a decidir cuándo un cambio es físico y cuándo es químico.
Propiedades de la materia
La materia es todo lo que tiene masa y ocupa un lugar en el espacio: el agua, el aire, un trozo de cobre, tu celular. Para describirla usamos sus propiedades: características que podemos observar o medir.
Hay dos grupos:
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Propiedades generales: las tienen todos los cuerpos, sean de lo que sean. Por ejemplo, la masa, el volumen, el peso y la inercia. No sirven para distinguir una sustancia de otra: una piedra y un trozo de madera tienen masa.
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Propiedades específicas: dependen de la sustancia y permiten identificarla. Por ejemplo, el color, el brillo, el olor, la dureza, la densidad, la conductividad eléctrica, el punto de fusión y el punto de ebullición.
Una estudiante de un colegio de Arequipa observa un trozo de cobre y anota: «color rojizo, brillante, conduce la electricidad, masa de 50 g». Explica con tus palabras…
Una estudiante de un colegio de Arequipa observa un trozo de cobre y anota: «color rojizo, brillante, conduce la electricidad, masa de 50 g». Explica con tus palabras qué es una propiedad de la materia y clasifica cada una de las cuatro características anotadas como propiedad general (compartida por toda la materia) o propiedad específica (que ayuda a identificar la sustancia).
Cambios físicos y cambios químicos
Un cambio físico modifica la forma, el tamaño o el estado de la materia, pero la sustancia sigue siendo la misma: no se forman sustancias nuevas. Ejemplos: cortar una papa, romper un vidrio, derretir hielo, disolver azúcar en agua.
Un cambio químico (o reacción química) transforma unas sustancias en otras distintas, con propiedades diferentes. Ejemplos: quemar leña, oxidarse un clavo, freír un huevo, que se pudra una fruta.
El criterio decisivo es siempre el mismo: ¿se formó una sustancia nueva?
| Cambio | Tipo | Por qué |
|---|---|---|
| Derretir un hielo | Físico | Sigue siendo agua |
| Cortar una papa en rodajas | Físico | Solo cambia la forma |
| Quemar leña en una pollada | Químico | Se forman ceniza, humo y gases |
| Oxidarse un clavo | Químico | El hierro forma óxido, una sustancia nueva |
| Disolver azúcar en agua | Físico | El azúcar sigue allí; si pruebas la mezcla, está dulce |
Define con tus palabras qué es un cambio físico y qué es un cambio químico. Luego clasifica los siguientes hechos en una de las dos categorías: (a) derretir un hielo,…
Define con tus palabras qué es un cambio físico y qué es un cambio químico. Luego clasifica los siguientes hechos en una de las dos categorías: (a) derretir un hielo, (b) cortar una papa en rodajas, (c) quemar leña en una pollada, (d) oxidación de un clavo de hierro dejado a la intemperie.
Mateo prepara chicha morada en su casa. Primero disuelve azúcar en el agua caliente y luego deja la jarra en la refrigeradora, donde el líquido se enfría. Indica si…
Mateo prepara chicha morada en su casa. Primero disuelve azúcar en el agua caliente y luego deja la jarra en la refrigeradora, donde el líquido se enfría. Indica si disolver el azúcar en el agua es un cambio físico o químico y menciona una razón que justifique tu respuesta.
Evidencias de un cambio químico
No puedes ver las sustancias nuevas directamente, pero sí pistas. Las más comunes:
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Burbujas o desprendimiento de gas (efervescencia).
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Cambio de color inesperado y permanente.
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Olor nuevo.
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Formación de un sólido dentro de un líquido (precipitado).
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Luz y calor liberados (llama), o enfriamiento notable.
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Irreversibilidad: no se puede volver fácilmente a la sustancia de partida.
En una cocina de Chiclayo se registran tres situaciones: 1. Se calienta una olla con agua hasta que hierve y se forma vapor. 2. Se fríe un huevo y la clara cambia de…
En una cocina de Chiclayo se registran tres situaciones:
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Se calienta una olla con agua hasta que hierve y se forma vapor.
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Se fríe un huevo y la clara cambia de transparente a blanca y sólida.
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Se deja una manzana cortada y su pulpa se vuelve marrón.
Para cada situación, indica si el cambio es físico o químico y explica en una o dos frases qué observación te permite decidirlo. Señala además en cuál de ellas la sustancia recupera fácilmente su forma original al revertir la condición.
Rodrigo afirma: «Si un cambio libera luz y calor, como una vela encendida, siempre es un cambio químico; y si una sustancia cambia de color, siempre es un cambio…
Rodrigo afirma: «Si un cambio libera luz y calor, como una vela encendida, siempre es un cambio químico; y si una sustancia cambia de color, siempre es un cambio químico». Analiza ambas afirmaciones. Toma como casos de estudio (a) el filamento de una lamparita incandescente que se pone rojo y brilla al pasar corriente, y (b) una tela blanca que se tiñe al sumergirla en chicha morada. Indica si cada afirmación de Rodrigo es siempre correcta, y propón qué criterio es más confiable para decidir si un cambio es físico o químico.
Energía en los cambios
Todo cambio de la materia viene acompañado de una transferencia de energía:
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Si el sistema libera energía al entorno (calor, luz), el entorno se calienta. Ejemplo: la combustión de la leña.
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Si el sistema absorbe energía del entorno, el entorno se enfría. Ejemplo: la mezcla de vinagre con bicarbonato, que se siente fría al tacto.
Esto se ve en el vaso: si lo tocas y está más frío, el proceso toma calor de tus manos y del ambiente, es decir, absorbe energía.
Camila realiza una práctica de laboratorio en su colegio. Mezcla vinagre con bicarbonato de sodio en un vaso y observa que se forman burbujas, se escucha un burbujeo y…
Camila realiza una práctica de laboratorio en su colegio. Mezcla vinagre con bicarbonato de sodio en un vaso y observa que se forman burbujas, se escucha un burbujeo y el vaso se siente un poco más frío al tacto. Responde:
- a) ¿Se trata de un cambio físico o químico? Menciona dos evidencias del texto que apoyen tu respuesta.
- b) ¿La energía se absorbe o se libera en este proceso? Justifica con la observación sobre el vaso.
Cambios de estado
Los cambios de estado (fusión, solidificación, vaporización o ebullición, condensación, sublimación) son cambios físicos: el agua sigue siendo agua, sea hielo, líquido o vapor.
Mira los datos de calentar agua:
| Tiempo (min) | Temperatura (°C) |
|---|---|
| 0 | 20 |
| 2 | 60 |
| 4 | 100 |
| 6 | 100 |
| 8 | 100 |
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Entre 0 y 4 min: el agua absorbe calor y su temperatura sube de 20 a 100 °C.
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Entre 4 y 8 min: la temperatura se queda en 100 °C aunque se siga calentando. Ese calor ya no sube la temperatura: se usa para que el agua pase de líquido a vapor, es decir, para vencer las uniones entre sus partículas. Hasta que todo cambia de estado, la temperatura se mantiene.
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El cambio es físico: no aparece ninguna sustancia nueva.
Un grupo de estudiantes midió la temperatura de una muestra de agua mientras se calentaba. Registraron lo siguiente: | Tiempo (min) | Temperatura (°C) | |---|---| | 0 |…
Un grupo de estudiantes midió la temperatura de una muestra de agua mientras se calentaba. Registraron lo siguiente:
| Tiempo (min) | Temperatura (°C) |
|---|---|
| 0 | 20 |
| 2 | 60 |
| 4 | 100 |
| 6 | 100 |
| 8 | 100 |
Interpreta la tabla: explica qué ocurre con el agua entre los minutos 0 y 4, y por qué la temperatura no sube entre los minutos 4 y 8 aunque se siga entregando calor. Indica si el cambio de estado que se produce es físico o químico.
Aplicación: del mineral al cobre
En una mina de la sierra, el cobre pasa por varias etapas. Se aplica todo lo anterior: en cada etapa pregunta si cambia la composición.
En una mina de la sierra se extrae un mineral de cobre. En la planta se realizan estas etapas: (1) se tritura la roca hasta obtener polvo, (2) el polvo se separa del…
En una mina de la sierra se extrae un mineral de cobre. En la planta se realizan estas etapas: (1) se tritura la roca hasta obtener polvo, (2) el polvo se separa del resto de material con agua y reactivos que lo hacen flotar, (3) el concentrado se calienta en un horno a alta temperatura y reacciona con oxígeno, y (4) el cobre obtenido se funde y se vierte en moldes para formar láminas.
Clasifica cada etapa como cambio físico o químico, argumentando con lo que ocurre con la composición de la materia. Luego compara la etapa 3 con la etapa 4 en cuanto a la transferencia de energía y a la posibilidad de volver al estado anterior.
Vuelve al principio: el agua que hierve en la olla de Chiclayo es un cambio físico (el vapor sigue siendo agua y se recupera enfriando), mientras que la manzana que se pone marrón es químico (se formó una sustancia nueva y no se puede deshacer).
Resumen
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Las propiedades generales (masa, volumen) las tiene toda la materia; las específicas (color, densidad, punto de ebullición, conductividad) identifican cada sustancia.
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En un cambio físico no se forman sustancias nuevas; en un cambio químico sí.
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Pistas de cambio químico: burbujas, color nuevo, olor, precipitado, luz y calor, irreversibilidad. Ninguna es prueba por sí sola; el criterio fiable es la sustancia nueva.
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Los cambios llevan transferencia de energía: se libera (el entorno se calienta) o se absorbe (el entorno se enfría).
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Los cambios de estado son físicos; durante ellos la temperatura se mantiene constante aunque se entregue calor.