Tema Nº 2. Propiedades Características de Los Materiales

 U.E.P “Zoa Filomena Roldan Portillo”

Santa Bárbara de Zulia

Guía de Estudio

Tema Nº 2. Propiedades Características de Los Materiales

Existen varias propiedades físicas cuantificables muy usadas para identificar los materiales. Estas propiedades son características y no se alteran al variar la cantidad de materia, ya que son inherentes a su propia naturaleza. Entre éstas se encuentran el punto de fusión, el punto de ebullición, la densidad y la solubilidad.

1.- El Punto de Fusión.

Cuando un sólido se calienta, su temperatura aumenta hasta que comienza a fundirse y pasa al estado líquido. Este se debe a que el ordenamiento de su estructura sólida comienza a ceder para pasar a un estado más desordenado y menos rígido. El valor de esta temperatura se denomina punto de fusión y es característico para una sustancia pura.

El punto de fusión es una propiedad que depende de la presión atmosférica; por lo tanto, se ha convenido determinar los puntos de fusión de las sustancias en condiciones normales de presión atmosférica, considerada como 1 atmósfera (760 mmHg, milímetros de mercurio) que es la presión a nivel del mar.

Para determinar el punto de fusión de un material, se debe montar un equipo en el que se transfiera calor al sólido y se tome al mismo tiempo la temperatura durante el proceso.

2.- El Punto de Ebullición.

Cuando un líquido se calienta, su temperatura aumenta hasta que se produce un evidente burbujeo. En este punto el líquido está hirviendo y pasa a la forma de gas. Durante el proceso de ebullición, la temperatura permanece constante. Esta temperatura se denomina punto de ebullición y también depende de la presión atmosférica.

El punto de ebullición se determina colocando un termómetro en el líquido mientras éste se calienta hasta hervir. Un equipo de destilación es bastante útil para determinar el punto de ebullición de muchas sustancias líquidas. Algunas sustancias se descomponen durante el calentamiento y no se les puede determinar el punto de ebullición, por ejemplo, el azúcar de mesa o sacarosa.

Evaporación y Ebullición: La evaporación se confunde muchas veces con la ebullición; aunque son procesos relacionados no son idénticos. Un líquido no necesita hervir para evaporarse. Esto lo puedes apreciar si dejas un recipiente con agua sin taparlo.

La ebullición es un proceso diferente. Al hervir, todas las partículas del líquido están en capacidad de escapar a la fase gaseosa en la medida que se mantiene el líquido hirviendo.

Por otra parte, sustancias muy volátiles, como la acetona, el alcohol y la gasolina, se evaporan bastante rápido sin hervir.

Trabajo asignado: Elaborar en papel milimetrado, la curva de calentamiento del agua. Explicar las regiones de la curva de calentamiento. Entregar conjuntamente con la solución de la 2º Actividad, el día 19/11/2020.

¿Qué es la presión atmosférica?

La presión atmosférica se refiere a la presión que ejercen las capas de aire de la atmósfera sobre la superficie terrestre. Por convención, la presión referencial normal se ejerce a nivel del mar y decrece a medida que se asciende, de modo que, en las zonas montañosas por encima del nivel del mar, la presión atmosférica es más baja.

La presión atmosférica se mide con un aparato llamado barómetro, que está hecho de mercurio. La presión a nivel del mar corresponde a 1 atmósfera, equivalente a 760 mmHg. Esta presión se toma como la presión en condiciones normales.

3.- La Densidad.

La densidad es una relación entre la masa y el volumen de un material y se define como la masa contenida en una unidad de volumen. Mientras mayor sea la cantidad de materia contenida en una unidad de volumen, mayor será la densidad de esa sustancia y viceversa.

La relación masa/volumen es un valor constante para cada sustancia, a presión y temperatura constantes, por lo que es útil para identificar a una sustancia.

La densidad la representaremos con la letra D y su unidad S.I. (Sistema Internacional de Unidades) es el Kilogramo por decímetro cúbico (Kg/dm3), pero también se puede expresar en g/cm3.

El Sistema Internacional de Unidades se estableció en 1960 en la XI Conferencia General de Pesos y Medidas (CGPM). Se abrevia universalmente como SI, del francés Le Système International d'Unités y es el sistema métrico moderno usado a nivel mundial.

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¿Cómo se determina la densidad?

[pic 2]

Expresado como D = m/v

Ejemplo 1. ¿Cuál es la densidad de una sustancia cuya masa de 20 g ocupa un volumen de 2,53 cm3?

Solución:

D = m/v, D = 20 g / 2,53 cm3 → D = 7,9 g/cm3

Ejemplo 2. ¿Qué volumen ocupan 30 g de azúcar si su densidad es de 1,6 g/cm3?

Solución:

                                                                                                   30 g

D = m/v, despejando volumen, queda V = m/d → V = -------------

                                                                                                1,6 g/cm3 

V = 18,75 cm3

Ejemplo 3. Calcular la masa de un cuerpo que tiene 2 m3 de volumen y una densidad de 13 Kg/m3.

Solución:

D = m/v, m = D x v = 13 Kg/m3 x 2 m3          m = 26 Kg

4.- La solubilidad.

El concepto de solubilidad está relacionado con los términos soluto y disolvente. El soluto es la sustancia que se disuelve en otra, mientras que el disolvente es la sustancia que disuelve al soluto.

La solubilidad es la máxima cantidad de un soluto que se puede disolver en una cantidad fija de un disolvente determinado a una temperatura dada, en el caso de los gases, la presión es un factor importante de considerar. La solubilidad se expresa en gramo de soluto disuelto por cada 100 cm3 de disolvente (g/cm3), y depende de varios factores: naturaleza del soluto, naturaleza del disolvente, temperatura y presión.

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