Este documento explica los estados de agregación de la materia y sus características, utilizando como ejemplo el tema de la alimentación. Incluye un experimento casero que muestra los cambios de estado y una investigación sobre el quinto estado de agregación, el condensado de Bose-Einstein. Concluye que los tres estados de agregación están presentes en nuestro entorno y en la alimentación, y que conocerlos ayuda a comprender los fenómenos naturales.

1. UNIVERSIDAD ABIERTA Y A DISTANCIA DE MÉXICO
Alumno: Olivié Drouaillet Padrón

2. El presente trabajo tiene como objetivo explicar los estados de agregación de la
materia, así como sus características y para esto se ha recurrido al tema de la
alimentación, como un modo para contextualizar el contenido. Además, se
incluye un experimento casero en el que se muestran los cambios de estado y
por último, una investigación acerca del quinto estado de agregación.
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3.  En primer lugar, entendamos por materia como cualquier cosa que ocupa un
espacio y que tiene masa, tanto la podamos ver, como no (Chang, 2002). Esta
materia tiene ciertas características y muchas de ellas las podemos ver a
simple vista, como distinguir su masa y su volumen, o aspectos más básicos
como su olor, color o sabor, en algunos casos.
 Una propiedad muy en particular son los estados de agregación, que de
igual forma en sustancias como el agua podemos identificar con claridad, sin
embargo, en temas científicos, estos van más allá que el clásico ejemplo de
“sólido, líquido y gaseoso”.
Desdela educaciónbásicay connuestraobservacióndiaria hemosaprendidoestostresestadosfísicosde la materia.
Fuente:http://rimasdecolores.blogspot.mx/2016/03/los-estados-del-agua-y-los-cambios-de-estado.html

4.  Sin embargo, estudiar los
estados físicos de la materia
va más allá. Hay un aspecto
evidente del que se parte
para distinguir las
diferencias y semejanzas de
la materia y esto es al
momento de aplicarles una
fuerza deformante. Hay
materiales que resisten
más, otros menos y otros
incluso, es fácil
comprimirlos. La respuesta
de los materiales ente las
fuerzas deformantes y las
fuerzas que los comprimen
son los que los hace
agruparlos en los grupos a
los que llamamos estados
de agregación (de Olaiza,
2007).
Fuente:http://eltamiz.com/images/2010/August/cambios-fase.png

5. Todas las sustancias, pueden existir en principio, en cualquier estado de
agregación.
En estado sólido, las moléculas se encuentran unidas de forma organizada y
con poca libertad de movimiento. Son poco deformables, incompresibles y
conservan su volumen ante la compresión.
Las moléculas de un líquido también están unidas, pero se pueden mover sus
moléculas libremente, los líquidos son deformables, toman la forma del
recipiente que los contiene al aplicárseles una fuerza y conservan su volumen
ante la compresión.
Por último, el estado gaseoso es muy deformable y a diferencia de los
anteriores, muy compresible, al aplicársele una fuerza toma la forma del
recipiente que lo contiene ya que sus moléculas están separadas en espacios
más grandes que el tamaño de las mismas.
(Chang, 2002 y de Olaiza, 2007).

6.  En las últimas décadas se han descubierto nuevos estados de agregación de la
materia, tal es el caso del plasma, el cual es un estado de alta energía donde la
materia está ionizada en forma de cationes y electrones libres. Un ejemplo de esto es
el sol, que está formado por plasma de helio e hidrógeno a temperaturas muy altas.
Cualquier elemento es posible convertirlo a estado plasmático, mediante el uso de un
aparato llamado plasmatrón donde se someten a una temperatura muy alta
(fullquimica.com, 2010).
Fuente: http://3.bp.blogspot.com/-
RIyFP3BnAC8/TxvuqFm2KKI/AAAAAAAAAZk/riVV3g0Ivn4/s1600/plasma.jpg
Fuente:http://www.elgrial.com/catalog/imgsec/wg04.jpg

7. en el ámbito
de la alimentación
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665&ssl=1&resize=350%2C200
Fuente:http://biotrendies.com/wp-content/uploads/2015/06/verduras.jpg
Fuente:
http://www.webconsultas.com/sites/default/files/styles/e
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rojos_0.jpg?itok=h03T8fCC

8.  Los macronutrientes (carbohidratos, proteínas y grasas) y
micronutrientes (vitaminas y minerales) que ingerimos en nuestros
alimentos se encuentran presentes en cada plato de comida que nos
servimos en infinidad de formas y entran a nuestro organismo en estado
sólido, para ser triturado y posteriormente aprovechado por nuestro
sistema digestivo.
 Los alimentos que consumimos al igual que nosotros son materia
orgánica, por lo tanto, son compuestos de enlace covalente, donde el
oxígeno, carbono, nitrógeno e hidrógeno son la base de su
composición.
 Un caso curioso es la sal de mesa, la cual es un mineral de estado sólido
que no es de origen orgánico y que está compuesto por Sodio (un metal) y
Cloro (Un no metal) formando así, un enlace iónico.
Fuente:
https://blogcocinista.files.wordpress
.com/2014/04/sal.jpg
Fuente:http://www.hotelcarlosi.com/files/xcomida-semana-santa_carlos.png.pagespeed.ic.xb-zcju44_.jpg

9. en el ámbito
de la alimentación
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kabriodemo1/image/instajuice.png
Fuente:https://www.dietaypeso.net/wp-
content/uploads/2011/06/alergia-leche.png
Fuente:https://previews.123rf.com/images/coprid/coprid1212/coprid121200007/16759102-Un-vaso-y-una-
jarra-llena-de-agua-aisladas-sobre-fondo-blanco-Foto-de-archivo.jpg
Fuente:https://spanish.alibaba.com/product-detail/high-quality-clear-
glass-suace-bottles-with-caps-made-in-china-60220711655.html
Fuente:
http://www.cabellosderapunzel.com/ha
ul-de-fushi-co-uk-el-regreso-de-los-
aceites/

10.  Los nutrientes también se encuentran presentes en los líquidos con los
que acompañamos nuestros alimentos.
 Son enlaces covalentes todos aquellos líquidos que utilizamos en la
cocina o que ingerimos siempre y cuando provengan de origen natural,
como es el caso de la leche, el aceite, el vinagre, los jugos de frutas, etc.
 Algunos productos como la mayonesa, la mostaza y la salsa kétchup
pueden confundirse entre si son un sólido o un líquido, realmente no son
ninguno de los dos, se les considera emulsiones, la cual es un sistema
constituido por dos fases líquidas inmiscibles, una de las cuales se
dispersa en la otra en forma de gotas muy pequeñas (Gennaro, 2000).
 Un caso particular entre los líquidos que consumimos es el agua, quien
también está formada por un enlace covalente. No aporta nutrientes, pero
sin ella no podemos vivir. La obtenemos de forma líquida o dentro de
algunos de nuestros alimentos y realiza varias funciones dentro de nuestro
organismo como regular la temperatura y disolver algunas vitaminas, entre
muchas otras.
Lamayonesa,unejemplodeemulsión:http://libroderecetas.com/files/recetas/mayonesa_0.jpg

11. en el ámbito
de la alimentación
Fuente:
http://www.abitenda.it/Foto/Carbonatore1.JPG
Fuente:
https://images.ssstatic.com/maquina-de-envasado-con-
atmosfera-modificada-atmopack-6502039z0-00000067.jpg
Fuente:
http://www.ferrefargentina.com.ar/images/HWA_Sung_T
hermo_HT500_1.jpg
Envasado de
atmósfera protectora
CO2 para
carbonatación
Refrigeración para
transporte

12.  Los seres vivos no nos alimentamos de gases, aunque sin duda, en
la cocina, disfrutamos de una infinita variedad de aromas que se
evaporan durante la cocción.
 El tema de los gases en la alimentación está más ligado a la
tecnología de la industria alimentaria, donde productos como el
oxígeno, nitrógeno, dióxido de carbono, dióxido de carbono
criogénico (hielo seco), ozono y argón se utilizan para la
conservación de los alimentos y la carbonatación de algunas
bebidas.
Ejemplosdealimentosempacadosporatmósferamodificada:
http://www.vc999.ch/fileadmin/vc999/1.Marketing/1.1Fotos/1.1.4Produkte/1_Gesamtes_Sortiment_1.jpg
Bebidacarbonatada:
http://elbibliote.com/resources/destacados/notad426/1.jpg

13.  El nitrógeno es el gas más utilizado para enfriar,
almacenar y congelar productos. Evita la oxidación y
el crecimiento de organismos. Se aplica en la
producción de aceites, pescados, grasas animales,
lácteos, entre otros.
 El envasado con atmósferas protectoras de
nitrógeno permite eliminar las alteraciones
bacterianas y químicas que sufren los alimentos
conservando sus nutrientes e impidiendo la oxidación
de grasas.
 El dióxido de carbono es utilizado en la
carbonatación de refrescos, agua mineral y cervezas y
en procesos de enfriado o congelamiento como hielo
seco para el control de la temperatura en la
distribución de los alimentos.
 El ozono es utilizado debido a sus propiedades
oxidativas, principalmente en la sanitización de los
alimentos.
 El oxígeno condiciona el desarrollo y la actividad de
las levaduras y demás microorganismos en la
producción del vino y la fermentación alcohólica.
(Torralva, 2009)
Molécula de nitrógeno (N3)
Enlace covalente triple
Molécula de dióxido de
carbono (CO2)
Enlace covalente doble
Molécula de ozono (O3)
Enlace covalente apolar
Molécula de oxígeno (O2)
Enlace covalente doble

14. Experimento sobre los estados de agregación

15. Materiales:
 Un litro de
refresco de cola
 Una sartén
 Estufa
 Fósforos
 Cuchara
 Plato

16. Procedimiento:
1. Vierte el litro de refresco en
la sartén
2. Colócala en una de las
hornillas de la estufa a
fuego alto y déjalo hervir.

17. 3. Deja pasar el tiempo,
observando periódicamente el
ritmo de evaporación
(aproximadamente en una
hora se abra consumido todo
el líquido).
20 minutos
transcurridos
40 minutos
transcurridos
55 minutos
transcurridos

18. 4. ¡Observa los últimos minutos atentamente!
Percibe los aromas y los cambios detenidamente para poder analizar el resultado.
La ebullición del líquido
termina, ahora queda una
pasta sólida con olor a
caramelo que se puede
despegar del fondo
fácilmente.
Cinco minutos después el
caramelo llega a su
temperatura de ebullición e
inicia a salir un vapor denso
y un fuerte olor que lastima
los ojos y parece ser
irrespirable.
En cuanto termina la
ebullición de dicha pasta se
percibe un olor a quemado y
en el fondo de la sartén ha
quedado una sustancia
chiclosa y difícil de
manipular.

19. 5. Una vez terminados los cambios, retira del fuego la sartén y coloca la mezcla
resultante en un plato para observar los resultados.

20.  En este experimento fue posible apreciar los tres estados más
comunes de agregación de la materia. En primer lugar, el
refresco se encontraba en estado líquido al ser vaciado en la
sartén y una vez alcanzada su temperatura de ebullición
comenzó a vaporizarse, es decir, la temperatura afectó a todo el
líquido hasta el punto de ser liberado a la atmósfera.
 El refresco de cola contiene ciertos ingredientes disueltos en él
que no se evaporan a la misma temperatura que el agua
carbonatada, tal es el caso de la excesiva cantidad de azúcar, el
carbono y los concentrados quienes quedan en el fondo de la
sartén hasta última instancia.
 Concluyendo la vaporización, los residuos del sartén son parte
de esos ingredientes que eran sólidos antes de ser disueltos en
el agua utilizada en la elaboración del refresco y ahora vuelven
a serlo, por lo que se ha podido apreciar dos cambios de
estado: de líquido a gaseoso y de líquido a sólido.

21. El llamado quinto estado de la materia es un sistema o un conglomerado de
muchas partículas, tal que estas tienen mismos efectos cuánticos y muestran
una estadística inherente al tipo de partícula que se está tratando.
En el Condensado de Bose-Einstein sucede que los átomos están en un mismo
espacio pero con una característica distintiva: todos actúan como uno solo.
Este estado únicamente se logra a temperaturas muy bajas, para que los
átomos lleguen a esa temperatura es necesario que los átomos mantengan fija
la densidad y al mismo tiempo se vaya disminuyendo su temperatura.
En 1995 se observó por primera vez un condensado de Bose-Einstein a partir
de un átomo de sodio.
Paredes, citado en Maldonado (2012).
Fuente:http://www.fisica.unam.mx/noticias_quintoestadodeagregacion2012.php

22. En conclusión, nosotros percibimos los tres estados de la materia todos los
días en nuestro alrededor. Conocerlos nos permite comprender más los
fenómenos de nuestra naturaleza.
En cada ciencia o disciplina se pueden observar y para ello en el presente
trabajo utilicé como ejemplo el ámbito de la alimentación, donde descubrí que
los tres estados tienen su indispensabilidad, particularidades y diferencias
entre uno y otro.
Todo lo que nos rodea es materia y esta todo el tiempo está presente en alguno
de sus tres estados físicos. En este momento, por ejemplo, estoy utilizando
objetos sólidos para la realización de este trabajo, obteniendo oxígeno de este
gas al que llamamos aire mientras veo en mi ventana caer la lluvia que se
encuentra en estado líquido, sin olvidar al sol, que en estado plasma, ilumina
mi día.

23.  Chang, R. (2002). Química. Mc Graw Hill, Colombia.
 de Olaiza, M. (2007). Ciencias II énfasis en física. Libro para el maestro.
Volumen II. SEP, México.
 Díaz, L. (2008). Ciencias III énfasis en química. Libro para el maestro.
Volumen II. SEP, México.
 Gennaro, A. (2000). Ramington Farmacia. 20ª edición. Tomo I. Editorial
médica Panamericana, Argentina.
 http://vitaminas.org.es/vitaminas-liposolubles-e-hidrosolubles
 http://www.fullquimica.com/2012/08/el-estado-plasmatico.html
 Maldonado, K. (2012). Sobre el quinto estado de agregación. Instituto de
física UNAM. Consultado en
http://www.fisica.unam.mx/noticias_quintoestadodeagregacion2012.php
 OXIGEN Salud. Gases para la industria alimentaria y enología. Consultado
en
https://www.oxigensalud.com/industria/documentos_pdf//catalogos/gases_
alimentarios/IMP_99937_Gases_alimentarios_y_enologia_1.pdf

24.  Torralva, A. (2009). Gases usados en la industria alimentaria. Blog de
Tecnología y biotecnología. Consultado en http://dionel-
tecnologiaybiotecnologia.blogspot.mx/2009/04/gases-usados-en-la-
industria.html
 Video: “Mira lo que pasa cuando hierves la coca cola” consultado en:
https://www.youtube.com/watch?v=wJTO8ybpheg