PROPIEDADES Y CAMBIOS DE LA MATERIA PROPIEDADES DE LA MATERIA Introducción
Nuestros cuerpos y todas las cosas materiales que nos rodean y constituyen el mundo, se componen de materia. Materia es todo aquello que ocupa un espacio y posee masa. La química es el estudio de las propiedades de la materia y de los cambios que ésta experimenta. Los químicos son los científicos que estudian la composición y la estructura de la materia. La composición se refiere a las identidades y cantidades de los componentes de la materia. La estructura se refiere a la distribución de los componentes de la materia. Propiedades y cambios físicos Propiedades físicas: Son las características de las sustancias individuales que pueden medirse sin cambiar la composición de la sustancia. Las sustancias son las formas más básicas de la materia: elementos y compuestos. Algunos ejemplos de propiedades físicas son el color, la dureza, la conductividad eléctrica, el punto de fusión y el punto de ebullición. Las propiedades físicas se determinan mediante la observación de lo que ocurre cuando la materia interactúa con la luz, el calor, la electricidad y otras formas de energía, o cuando es sometida a diferentes tensiones y fuerzas. Cada sustancia tiene una serie de propiedades físicas que la diferencian de otras sustancias. Por ejemplo, el agua es un líquido incoloro que ebulle a 100°C y funde a 0°C. El agua se distingue fácilmente del bromo, el cual es un líquido tóxico de color marrón rojizo que ebulle a 59°C y funde a -7.2°C. Cuando las propiedades físicas de una sustancia se alteran pero la composición permanece igual, decimos que ha ocurrido un cambio físico. En un cambio físico no se forma una nueva sustancia. Son ejemplos los cambios de dimensión, estado, forma, propiedades magnéticas y conductividad eléctrica. Después de un cambio físico, la sustancia inicial está aún presente, pero se encuentra en un estado modificado. Por ejemplo, cuando una roca se tritura, conserva la composición inicial; solamente el tamaño de sus partículas ha cambiado. Cuando el agua líquida se congela, se convierte en agua congelada o hielo. De este congelamiento no resulta ninguna sustancia nueva.
FIGURA 1.1 o) Después de que sucede un cambio físico, la composición de una sustancia permanece igual. La acción del calor sobre el hielo lo transforma en agua líquida, mientras que al someter el agua líquida al calor ésta cambia a vapor, b) Sólo hay un cambio en la forma de la roca cuando se rompe en pedazos; un cambio en la forma es un cambio físico. Los cambios químicos son usualmente menos reversibles que los cambios físicos.
Las propiedades químicas y los cambios Cuando cambia la composición de una sustancia, decimos que ha ocurrido un cambio químico. En tales cambios se forman nuevas sustancias con propiedades físicas diferentes de las originales. Si se quema un pedazo de papel, las cenizas y gases invisibles resultantes tienen propiedades físicas diferentes a las del papel. El papel ya no existe. Las propiedades químicas describen cómo la composición de una sustancia cambia o no, cuando ésta interactúa con otras sustancias o formas de energía. Las propiedades químicas solamente se observan cuando una sustancia cambia su composición. Por ejemplo, el hecho de que la nitroglicerina explote cuando se detona es una propiedad química, ya que es un cambio químico que experimenta la nitroglicerina. Otro ejemplo de propiedad química es la corrosión del hierro expuesto al aire. Después de la corrosión del hierro, se produce el óxido de hierro (una nueva sustancia).
FIGURA 1.2 a) Después de que sucede un cambio químico, cambia la composición del material inicial. El gas natural se quema en un mechero Bunsen, los productos resultantes son dióxido de carbono, monóxido de carbono y vapor de agua, b) Si se pasa una corriente eléctrica a través del agua, ésta sufre un cambio químico separándose en sus elementos constituyentes, hidrógeno y oxígeno.