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Departamento de Ciencias Oviedo

1º Curso ESO

1.- Estados de la materia en el Universo

La materia se presenta en 3 aspectos o estados: sólido, líquido y gaseoso. Esos aspectos determinan la forma, el volumen y la fluidez. La materia puede presentar cualquiera de los tres aspectos dependiendo de la temperatura a la que se encuentre.

1.A- Sólidos El estado sólido es aquel en el que la materia se presenta más densa e impenetrable. Los sólidos poseen forma y volumen propios. El aumento de la temperatura los dilata, y un descenso los contrae. Son rígidos, soportando fuerzas resistiéndose a cambiar de forma. Pueden sufrir deformaciones hasta la ruptura (fragilidad), o posteriormente recuperar la forma anterior (flexibilidad) o sufrir un cambio de forma permanente (plasticidad). Su comportamiento puede explicarse por su estructura interna: Las moléculas y los átomos están en contacto entre sí. Las moléculas y los átomos ocupan posiciones fijas. Si los átomos se colocan en forma regular el sólido será cristalino, en caso contrario amorfo. La rotura sucede cuando las fuerzas exteriores vencen a las fuerzas que atraen los átomos unos a otros.

1.B.- Líquidos El estado líquido caracteriza nuestro planeta. Gran parte de la superficie del planeta está cubierta de un compuesto en estado líquido (agua), nuestros combustibles son en su mayoría líquidos ( oetróleo) e incluso nosostros mismo somo en un alto porcentaje líquidos (agua). No tienen forma propia, adoptan la del recipiente.


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1º Curso ESO Tienen volumen propio influido por la temperatura y no por la presión. Pueden fluir, es decir desplazarse sobre ellos mismos a través de conductos.

Forman gotas y sobre su superficie (siempre horizontal) se comporta como una membrana elástica. Su comportamiento puede explicarse por su estructura interna: Las moléculas y átomos están en contacto. No pueden separarse ni juntarse más. Estas moléculas si pueden moverse unas respecto a las otras. Las fuerzas que mantienen unidas a las moléculas hacen que estas se repliegen y formen gotias esféricas. Estas fuerzas mantienen unidas a las moléculas de las superficie, por lo que forman una película o membrana elástica.

1.C.- Gases La materia en estado gaseoso es algo muy frecuente en nuestro entorno: el aire es una mezcla de gases, usamos gases como combustibles (butano) y llenamos de aire las ruedas de nuestros coches y bibicletas. No tienen forma fija, se adaptan a la forma del recipiente que los contiene. No tienen volumen fijo, ocupan todo el volumen disponible. Ejercen presión sobre las paredes del recipiente que los contiene. A una temperatura fija, si aumenta la presión disminuye el volumen. Si el volumen es fijo al aumentar la temperatura aumenta la presión.

Su comportamiento puede explicarse por su estructura interna: Están formados por átomos y moléculas individuales sin uniones entre ellos. Estas partículas están muy separadas entre sí, lo que explica su comprensibilidad. Estas partículas se mueve continuamente a gran velocidad. Estas partículas chocan entre ellas y con las paredes del recipiente, lo que explica la presión.


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1.- Estados de la materia en el Universo

La materia se presenta en 3 aspectos o estados: sólido, líquido y gaseoso. Esos aspectos determinan la forma, el volumen y la fluidez. La materia puede presentar cualquiera de los tres aspectos dependiendo de la temperatura a la que se encuentre.

1.A- Sólidos El estado sólido es aquel en el que la materia se presenta más densa e impenetrable. Los sólidos poseen forma y volumen propios. El aumento de la temperatura los dilata, y un descenso los contrae. Son rígidos, soportando fuerzas resistiéndose a cambiar de forma. Pueden sufrir deformaciones hasta la ruptura (fragilidad), o posteriormente recuperar la forma anterior (flexibilidad) o sufrir un cambio de forma permanente (plasticidad). Su comportamiento puede explicarse por su estructura interna: Las moléculas y los átomos están en contacto entre sí. Las moléculas y los átomos ocupan posiciones fijas. Si los átomos se colocan en forma regular el sólido será cristalino, en caso contrario amorfo. La rotura sucede cuando las fuerzas exteriores vencen a las fuerzas que atraen los átomos unos a otros.

1.B.- Líquidos El estado líquido caracteriza nuestro planeta. Gran parte de la superficie del planeta está cubierta de un compuesto en estado líquido (agua), nuestros combustibles son en su mayoría líquidos ( oetróleo) e incluso nosostros mismo somo en un alto porcentaje líquidos (agua). No tienen forma propia, adoptan la del recipiente. Tienen volumen propio influido por la temperatura y no por la presión.


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1º Curso ESO Pueden fluir, es decir desplazarse sobre ellos mismos a través de conductos.

Forman gotas y sobre su superficie (siempre horizontal) se comporta como una membrana elástica. Su comportamiento puede explicarse por su estructura interna: Las moléculas y átomos están en contacto. No pueden separarse ni juntarse más. Estas moléculas si pueden moverse unas respecto a las otras. Las fuerzas que mantienen unidas a las moléculas hacen que estas se repliegen y formen gotias esféricas. Estas fuerzas mantienen unidas a las moléculas de las superficie, por lo que forman una película o membrana elástica.

1.C.- Gases La materia en estado gaseoso es algo muy frecuente en nuestro entorno: el aire es una mezcla de gases, usamos gases como combustibles (butano) y llenamos de aire las ruedas de nuestros coches y bibicletas. No tienen forma fija, se adaptan a la forma del recipiente que los contiene. No tienen volumen fijo, ocupan todo el volumen disponible. Ejercen presión sobre las paredes del recipiente que los contiene. A una temperatura fija, si aumenta la presión disminuye el volumen. Si el volumen es fijo al aumentar la temperatura aumenta la presión.

Su comportamiento puede explicarse por su estructura interna: Están formados por átomos y moléculas individuales sin uniones entre ellos. Estas partículas están muy separadas entre sí, lo que explica su comprensibilidad. Estas partículas se mueve continuamente a gran velocidad. Estas partículas chocan entre ellas y con las paredes del recipiente, lo que explica la presión.


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1.D.- Plasmas Es el estado más abundante de la materia. En este estado se encuentra la materia en las estrellas y las nebulosas. También se encuentra en este estado los tubos fluorescentes, los relámpagos. llamas, pantallas de TV, etc.,... Un plasma es un estado no agregado (las partículas no están en contacto) de la materia formado por un elevado porcentaje de partículas cargados eléctricamente.

TEMA 2: LOS CAMBIOS DE ASPECTO DE LA MATERIA Nombre y apellidos: pablo diaz granda

 1.-

fecha

Cita cinco sólidos conocidos

hielo hielo

pared

.roca

ladrillo

armario

2.- ¿Qué calificativos son siempre ciertos para un sólido? Indeformable no

amorfo si

fluido no

dilatable si

Opaco si

 3.- Explica el diferente comportamiento cuando se golpea con un martillo: madera Se deforma

hierro Cuando esta caliente se dobla

mármol rompe

4.- ¿Por qué rebota una bola de acero cando cae sobre un suelo duro como el mosaico? Por que son sólidos y tienen la misma densidad

5.-

Cita cinco líquidos conocidos: leche

agua

zumo

yorsport

actimel

10/11/11


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6.- ¿Cuál de estos calificativos es siempre cierto para un líquido?

 7.8.helio

a) con forma propia

f

b) fluido

d) forma gotas

v

e) incomprensible

c) transparente

v f

v

f) dilatable f

¿Por qué la materia en estado de plasma es tan abundante en el Universo Porque todo lo que no es ni sólido ni liquido ni gaseoso es plasma. Cita cinco gases conocidos vapor de agua pedo

aire humo nitrogeno

9.- ¿Por qué llenamos de aire los balones y las ruedas de los vehículos? ¿Daría lo mismo con agua? Le falta aire y se deshincha no se evaporaría

 10.- Cómo podemos comprobar que un balón de fútbol está suficientemente lleno de aire? Haciendo presión sobre el

 11.- Un depósito de 10 L está lleno de nitrógeno. ¿Se podría introducir todo este nitrógeno en un depósito de 5L?. ¿Variaría su masa?:?Y su densidad? No pero su densidad si



12.- Si introduces un globo lleno de aire en el congelador, ¿Qué crees que pasará con su volumen?¿Y con su densidad?

disminuye y aumenta

 13.- ¿Cuál de estos calificativos es siempre cierto para un gas? a) invisible

v

b) fluido

d) combustible

v

e) deformable

c) comprensible f

v f

f) inflamable

v


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3.- Sustancias puras y mezclas

Una sustancia pura tiene una composición química constante, contiene una sola clase de moléculas o retículos y no puede separarse en otras sustancias por métodos físicos. Obtener sustancias puras a partir de mezclas es un procedimiento muy habitual. Este proceso se conoce como purificación. proceso encarece bastante los procesos de fabricación. Normalmente viene expresado el porcentaje de pureza (grado de pureza) de las sustancias que manejamos. Es muy difícil conseguir un 100% de pureza en las sustancias que manejamos. Una mezcla es la reunión de dos o más sustancias puras que pueden separarse por métodos físicos.

3.A.-Mezclas homogéneas y heterogéneas Las mezclas pueden ser de dos tipos: homogéneas o disoluciones y heterogéneas. Las diferencias son: en las mezclas homogéneas no se observan cambios de propiedades de un punto a otro de la mezcla. en las mezclas homogéneas (salvo las sólidas) tienen un aspecto claro y transparente.


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en las mezclas homogéneas las partículas dispersadas son átomos, iones o moléculas. en las mezclas homogéneas no pueden separarse ni por filtración ni por sedimentación. Son ejemplos de mezclas homogéneas las mezcla de sal y agua, azúcar y agua, alcohol y agua,.... Son ejemplos de mezclas heterogéneas la arena de playa, agua y aceite, aceite y vinagre,... En las disoluciones se distinguen: Disolvente: componente que domina e impone sus características físicas a la disolución. Generalmente es el mayoritario. En el caso del agua salada el disolvente es el agua. Soluto: el otro (s) componente de la disolución.  14.- Clasifica como sustancias puras o como mezclas Alcohol etílico Mercurio Diamante Gasolina

 15.-

Cemento Vino Acetona Oro

SUSTANCIAS PURAS Oro Diamante Mercurio acetona Alcohol etílico

MEZCLAS Cemento Vino gasolina

Indica al menos dos sustancias presentes en.

el vino

el agua de mar Sal

uva

alcohol

arena


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 16.- Cita una mezcla de gases, una de líquidos y una de sólidos que sean comunes y conocidas: gases Co2 oxigeno nitrógeno

sólidos Cuarzo mica feldespato

 17.- Cita

líquidos café leche

tres sustancias puras de uso común:

alcohol

agua.

Aceite

18.- Busca información sobre la diferencia entre los términos “lata” y “latón” lata

Envase hecho de hojalata

latón

Aleación de cobre y cinc, de color amarillo pálido y susceptible de gran brillo y pulimento

4.- CLASES Y EJEMPLOS DE MEZCLAS Según el estado físico de las sustancias que las forman, las mezclas se pueden clasificar en: 4.A- Mezclas de sólidos con sólidos Las mezclas de sólidos precisan la trituración de cada uno de los componentes. estas mezclas pueden ser: Mezclas homogéneas. son las conocidas mezclas de metales como aleaciones. algunas tienen nombre propio como bronce (cobre, cinc y estaño), el latón (cobre y cinc), acero inoxidable (hierro y cromo) o las amalgamas (mercurio y cualquier otro metal). Se preparan mezclando los metales en estado fundido y se deja enfriar para que solidifiquen conjuntamente.


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Mezclas heterogéneas. Formadas por la unión de partículas sólidas de distinto tamaño, forma y características. Hay dos grupos: disgregadas. Con componentes sueltos y que pueden moverse entre sí. Ejemplo: arenas de playa, granulados como detergentes, etc.... aglutinadas. Uno o varios componentes actúa como pegamento y la mezcla se convierte en un sólido rígido. Ejemplo: gran cantidad de rocas, hormigón, composites,...

4.B- Mezclas de líquidos con líquidos En general los líquidos se clasifican en dos grupos: hidrófilos o polares y lipófilos o apolares. Dos líquidos se mezclan bien si son del mismo grupo y mal si son de distinto grupo como el agua y el aceite. Hay dos tipos de mezclas: Disoluciones. Son mezclas de aspecto claro y transparente donde las sustancias se mezclan íntimamente hasta nivel molecular. Se dice que los líquidos son miscibles. Se pueden mezclar en cualquier proporción y siempre resulta una mezcla homogénea.


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Emulsiones. Sucede entre dos líquidos inmiscibles. Al agitar vigorosamente uno puede quedar inmerso en otro como microgotitas. No es una mezcla a nivel molecular por lo que en reposos llegan a separarse. Con la ayuda de sustancias emulsionantes puede prolongarse la estabilidad de la emulsión.

4.C- Mezclas de gases con gases Los gases tienen las partículas muy desunidas y separadas entre sí por lo que no tienen inconveniente en moverse entre las partículas de otro gas. Dos o más gases siempre se mezclan bien. Las mezclas de gases se usan mucho en la industria, en los motores de combustión,.... Incluso el aire que respiramos es una mezcla de gases (78 % de Nitrógeno, 21 % de Oxigeno , y 1% restante de otros gases).

4.D- Mezclas de sólidos en líquidos Hay sólidos que se mezclan perfectamente con un líquido y no con otro. hay varios tipos de mezclas: Disoluciones. se forman cuando el sólido se disgrega hasta el nivel molecular o iónico. un sólido puede sisolverse bien en un líquido y no en otro, por ejemplo el NaCl (Cloruro sódico) se disuelve bien en agua y no en gasolina.


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Suspensiones,son mezclas con aspecto turbio, con partículas visibles a simple vista o al microscopio. Se pueden separar por filtración o sedimentación. Ej: aguas cargadas de barro. Coloides.tienen aspecto claro. las partículas sólo pueden verse al microscopio electrónico. Ejemplo: la clara de huevo. Geles, estado intermedio entre el sólido y el líquido. Ejemplos: el queso, la gelatina, el ópalo, tinta, pinturas líquidas.

4.E- Mezclas de gases en líquidos y sólidos Los gases son materia no agregada, que siempre se puede interponer bien con las partículas de otros cuerpos. Existen varios tipos de estas mezclas: Disoluciones. En mayor o menor medida todos los gases son solubles en líquidos. Pensemos en el oxígeno disuelto en el agua que permite la vida de los animales acuáticos, dióxido de carbono en agua, las bebidas carbónicas, . Espumas líquidas. Se producen al mezclar un gas y un líquido si el gas no llega a disolverse completamente. Ejemplo: la nata y las claras de huevo montadas. Espumas sólidas. Algunas espumas tienen consistencia sólida. Ejemplos: merengue, piedra pómez, poliuretano,...


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4.F- Mezclas de líquidos o sólidos con gases Las mezclas de líquidos o sólidos con gases se denominan aerosoles. Están formadas por partículas sólidas o líquidas tan pequeñas que pueden permanecer suspendidas en un gas. Son frecuentes en insecticidas, ambientadores o productos farmaceúticos. Hay dos tipos: Aerosoles de líquidos. Por ejemplos: las nubes, las nieblas y la neblina. Aerosoles de sólidos. Los humos son mezclas de este tipo. Si hacemos pasar el aire con humos por filtros finos de papel, las partículas sólidas quedan retenidas en el filtro  19.- Explica como se prepara la mayonesa. ¿ Qué sustancias se mezclan?. ¿Qué pasa cuando se desmonta?. Aceite yemas de huevo sal vinagre se da variaciones en su composición.

 20.- Cita tres aleaciones de uso conocido Aluminio

hierro

cobre

 21.-¿Cómo crees que se forma la espuma de la cerveza?¿Por qué cuando está en un recipiente cerrado no presenta espuma? Es cuando el co2 de la cerveza entran en contacto con el co2 de la atmósfera se produce una reacción química, también influye la agitación y las altas temperaturas.

 22.- ¿Cómo conseguirías mezclar agua y aceite? Es imposible tienen distinta densidad


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 23.- Clasifica: (a temperatura y presión ordinarias) petróleo agua granito nitrógeno sal oro plata mercurio dióxido de carbono viento solar vinagre acetona butano

Plasma Viento solar

Gas Dióxido carbono Butano nitrógeno

Líquido de Petróleo Vinagre Agua Mercurio acetona

Sólido Granito Sal Plata Oro

 24.- En los siguientes dibujos, las bolas representan las moléculas de dos gases diferentes. Los tres dibujos representan una secuencia de un hecho experimental pero están desordenados. ¿Qué experimento representan? ¿Cuál sería la secuencia temporal correcta?

1º b 2ºa 3º c


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 25.- Son verdaderas o falsas las siguientes afirmaciones: a) Todas las sustancias pueden sublimar.

f b) A más de 100 ºC todas las sustancias se funden.

v c) Si una sustancia condensa, disminuye de volumen.

v

d) Si se calienta fuertemente el agua puede hervir a más de 100 ºC

v

e) Y hielo flota sobre el agua porque al solidificarse absorbe burbujas de aire. f) El alcohol hierve a una temperatura más baja que el agua.

v

f

 26.- Clasifica: granito butano vinagre sal común gaseosa diamante

 27.-

agua destilada vino leche azúcar latón

Clasifica cerveza café mantequilla bronce agua de mar tónica aire piedra pómez

Mezclas Granito Gaseosa Vino latón vinagre

Sustancias puras Butano Diamante Agua destilada Sal común azúcar

Mezcla homogénea Bronce Agua del mar Piedra pómez café

leche

Mezcla heterogénea Aire Mantequilla Cerveza Tónica

 28.- Relaciona. Agua

Es una mezcla homogénea

Oxígeno

Es una emulsión

Vidrio

Se encuentra en estado puro en la naturaleza

Oro

Se puede comprimir mucho

Vino

Es muy frágil

Mayonesa

Hierve a 100ºC


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 29.- Se mezclan 500 g de etanol y 500 g de agua. Calcula el porcentaje en masa de ambos en la disolución. 50%

 30.-Calcula al concentración, en gramos por litro, y en porcentaje en masa de una disolución que se forma al añadir 500 mg de azúcar a 300 mL de agua. Recuerda que la densidad del agua es 1 g/cm3 650



31.- Calcula la concentración, en gramos por litro, y el porcentaje en masa, de una disolución formada por 25 g de fluoruro potásico en 250 mL de agua. 6250 g

5. MÉTODOS DE SEPARACIÓN DE MEZCLAS

Uno de los problemas más frecuentes en los procesos de fabricación y obtención de sustancias es la de separar los componentes de una mezcla.

5.A- Para mezclas heterogéneas líquidas Sedimentación. Método basado en la diferencia de densidades de los componentes. Los sólidos en suspensión se depositan y forman flóculos y partículas mayores a partir de las más pequeñas. En ocasiones se añaden sustancias floculantes para ayudar a las partículas a juntarse. Decantación. Después de dejar sedimentar los sólidos se vierte con cuidado el líquido clarificado por la parte superior del recipiente. Este método se usa también para separar líquidos


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inmiscibles. En este caso es frecuente el uso del embudo de decantación. Filtración. Se hace pasar la mezcla a través de un material poroso como tejidos, papel o porcelana porosa. Dependiendo de la porosidad del filtro se retendrán más o menos partículas. Centrifugación. Consiste en aplicar una gran velocidad de giro a la mezcla que se quiere separar, el resultado es parecido a un aumento de la gravedad. Las partículas de mayor masa se depositan en el fondo del tubo que las contiene y el líquido sobrenadante. 5.B- Para mezclas homogéneas líquidas Evaporación total. Si deseamos recuperar el soluto podemos evaporar totalmente el disolvente. Por ejemplo en las salinas. Cristalización. Si aumenta la concentración de un soluto en la disolución lo suficiente , puede llegar a producirse la cristalización (formación de cristales) del soluto. Es un proceso útil para purificar sustancias pues los cristales no incluyen las impurezas que podrían tener la sustancia disuelta. Destilación. Permite separar líquidos de solutos sólidos o líquidos miscibles. Se trata de calentar cuidadosamente la mezcla que se va a destilar en un dispositivo (alambique) que permite recoger los vapores, que luego son enfriados al pasar por un serpentín y recogidos a parte. En el caso de líquidos miscibles se utiliza una destilación fraccionada , aprovechando las diferencias de volatilidades.


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Cromatografía. Permite separar y recuperar sólidos de una disolución. Se usan tiras de papel o derivados celulósicos que al ser introducidos en la disolución, permiten la ascensión de la disolución por capilaridad. Entonces los distintos solutos recorren sobre el papel mojado distancias diferentes y pueden separarse. Liofilización. Consiste en la congelación de la disolución y una posterior reducción brusca de la presión. Con ello el disolvente se evapora y deja al soluto libre. Se usa en la obtención de alimentos, cafés solubles,.... Ultra filtración. Consiste en el uso de membranas de un tamaño de poro pequeñísimo que permiten separar algunas moléculas. Se usa para desalinizar el agua de mar,....  32.- En la siguiente secuencia se parte de agua de mar turbia. Nombra los procesos que muestran las imágenes y que productos se separan en cada caso.

1º se separan la moléculas según su densidad. 2º con el calor se evapora y ya esta separadas


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 33.- En los contendores de reciclaje se acostumbra a depositar cristal, papel, y mezclados metales y plásticos. ¿Crees que es una buena opción recoger mezclados plásticos y cristales? ¿Por qué? ¿Cómo los separarías una vez llegados a la planta de reciclaje?

Si para que halla que ir de una sala u otra sala. Se rompe el cristal a trocitos Y con una separadora como el cristal esta añicos se colaría por las rendijas

 34.- Un acuario tiene unas dimensiones de 2 m de largo, 60 cm de profundidad

y 70 cm de alto. Está lleno hasta la mitad de agua con una concentración salina de 0,2g/L. Calcula cuántos litros de agua destilada se deben añadir para reducir la concentración hasta 0,15 g/L

56 litros de agua destilada

 35.- Explica cómo separarías una emulsión de agua, alcohol, azúcar y aceite. Por el calor

 36.-

Se desea preparar un hormigón con la proporción: 1 kg de agua, 3 kg de cemento y 6 kg de arena que una vez fraguado, tiene una densidad de 2.500 kg/m3. Si se desea rellenar un pozo paralepipédico de 10 m de largo, 2 m de profundidad y 3 m de ancho. Calcula que cantidad de agua, cemento y arena se deberán amasar. 10kg todo junto 30 area 250000 m3 Respuesta 750000 m3

IDEAS FUNDAMENTALES El estado (sólido, líquido o gas) en que se presentan las sustancias es un consecuencia del estado de agitación de las partículas que la componen. Las sustancias pueden cambiar de estado si se modifica el estado de agitación de las partículas que lo forman. La forma de hacerlo es suministrando o quitando energía de las partículas. Si a las partículas fijas e inmóviles les suministramos energías, podrán llegar a desplazarse todas juntas (líquido) y si seguimos suministrando energía podrán llegar a moverse libre e independientemente unas de otras (gaseoso). La temperatura es una medida de la energía interna de las partículas de las sustancias. Para elevar la temperatura hay que dar más energía a las partículas. Para bajar la temperatura hay que quitar energía a las partículas. Cada sustancia tiene una temperatura de fusión y temperatura de ebullición fija y determinada


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Fusión es el paso del estado sólido al líquido. El cambio inverso, paso de estado líquido al sólido se denomina solidificación. El paso de líquido a gas se denomina evaporación ; el paso del estado gaseoso a líquido se denomina condensación. Sublimación es el cambio directo de estado sólido a estado gaseoso; la sublimación regresiva es el paso directo de estado gaseoso a estado sólido. Una sustancia pura tiene una composición química constante, contiene una sola clase de moléculas o retículos y no puede separarse en otras sustancias por métodos físicos. Una mezcla es la reunión de dos o más sustancias puras. En las mezclas homogéneas o disoluciones se distinguen el soluto y el disolvente. Para expresar la cantidad de uno y otro utilizamos el concepto de concentración ( se puede expresar porcentaje de masa, porcentaje de volumen o g/L). Una disolución saturada es la que no admite más soluto. Hay una gran cantidad de mezclas en los materiales y sustancias que encontramos en nuestro entorno. Para serparar sus componentes podemos utilizar diversos procedimientos: sedimentación, decantación, filtración, centrifugación, cristalización, destilación, cromatografía, etc,...

ESQUEMA DE LA UNIDAD


tema2 los cambios de la materia