1. transforma
todo se
QUÍMICA • 3er.
AÑO C.B.
Graciela Saravia
Bernarda Segurola
Mónica Franco
Mariella Nassi

2. TODO SE TRANSFORMA
© Editorial Contexto
Todos los derechos reservados
Montevideo - Uruguay
Tel./Fax: (02) 901 9493
(02) 707 3852
E-mail: info@editorialcontexto.com.uy
1a
Edición - Febrero 2010
Por más información y contenidos adicionales, visite:
www.editorialcontexto.com.uy
Diseño Gráfico: grafica|mente
info@graficamente.com.uy
Equipo:
Diseño: Fernando Saravia
Armado: Fernando Saravia
Todos los derechos reservados. Prohibida la reproducción total o parcial de este libro,
por ningún medio electrónico o mecánico, incluyendo fotocopiado, grabado o
cualquier sistema de almacenaje o recuperación, sin la autorización explícita del editor.

3. “Cada uno da lo que recibe,
luego recibe lo que da.
Nada es más simple, no hay otra norma:
nada se pierde todo se transforma.”
J. Drexler
Dedicamos este libro a nuestros maestros,
de quienes hemos recibido la enseñanza y el ejemplo.
Y a quienes fueron, son y serán nuestros alumnos;
a ellos tratamos de dar tanto como hemos recibido.
Bernarda, Graciela, Mariella y Mónica

4. Todo se transforma es un libro concebido como apoyo para el curso
de Química de Tercer año de Ciclo Básico, siguiendo la secuencia del
programa de la Reformulación 2006 de Educación Secundaria y que se
adecua a los temas propuestos para el curso del mismo nivel de Educa-
ción Técnico Profesional.
Por tratarse del primer acercamiento a la Química, se presentan los
conceptos estructurantes de esta disciplina en un lenguaje sencillo sin
perder rigurosidad, desarrollando con más extensión algunos temas
que resultan importantes para la formación científica de los ciudada-
nos. Así, cada docente podrá seleccionar el nivel de profundidad, ade-
cuando el curso al contexto, los intereses de sus alumnos y la realidad
del medio.
Se aportan referencias históricas que ayudan a entender la incidencia
que ha tenido la Química desde sus orígenes hasta nuestros días, en
estrecho vínculo con los procesos socio-económico-culturales de cada
época.
A lo largo del texto se trabajan siempre de manera paralela el nivel ma-
croscópico, descriptivo, el nivel corpuscular, interpretativo y el nivel
simbólico propios de la disciplina. Así, la modelización constituye uno
de los hilos conductores del texto, a lo largo del cual se van propo-
niendo modificaciones en la medida que se dispone de nuevos conoci-
mientos, siendo necesario en algunos casos la ampliación y en otros la
sustitución del mismo.
El texto se inicia con una introducción que aborda la importancia de
la experimentación, las normas para el trabajo seguro en el laborato-
rio. Se presentan los pictogramas correspondientes a los productos
químicos así como las frases de riesgo y seguridad de los mismos. A
continuación se desarrollan tres módulos divididos en capítulos, que
siguen la secuencia programática vigente en Educación Secundaria. Al
final, se incluye un cuarto módulo referido a las propiedades y aplica-
ciones de diferentes materiales -algunos de última tecnología- así como
las formas de reciclarlos o desecharlos, temas que hoy en día resultan
de relevancia para la toma de decisiones, especialmente las referidas al
cuidado del ambiente.
Presentación

5. Los temas se plantean con abordajes actualizados, producto de reflexi-
vos procesos de transposición didáctica. Asimismo, el libro presenta
una perspectiva de aplicación práctica de los conocimientos químicos,
de manera que los conceptos no resulten estructuras teóricas alejadas
del mundo cotidiano de los jóvenes.
Cada capítulo cuenta con una lectura bajo el título Ampliando el ho-
rizonte…, donde se aportan novedades en relación a las aplicaciones,
investigaciones, noticias, curiosidades y descubrimientos. En algunas
oportunidades se ha incluido una sección denominada Algo de his-
toria… para dar una visión contextualizada del tema. Su lectura no
resulta indispensable para el desarrollo de la secuencia de contenidos.
Asimismo se presentan ejemplos y situaciones desde un abordaje inter-
disciplinario que permite al estudiante reconocer las relaciones entre
las asignaturas que estudia.
Al final de cada capítulo se sugieren actividades de complejidad creciente
que consisten en situaciones problemáticas, ejercicios con aplicaciones
directas y -otras no tan obvias-, experimentos, encuestas, debates, uso de
las tecnologías de la información y la comunicación, juegos, adivinanzas,
historietas e informaciones suministradas parcialmente de modo que
puedan servir como disparadores de pequeñas investigaciones.
“En ciencias lo importante son las preguntas, las respuestas son siempre
provisorias”
Prof. Dr. Jorge Servián
Este libro ha contado con los invalorables y generosos aportes del
riquecedores comentarios.
Vaya también nuestro agradecimiento a:
Consejo de Educación Secundaria
Equipo Directivo del Liceo Nº 35 “I.A.V.A”
Prof. Olga Segurola
Droguería Industrial Uruguaya
Bromyros S.A.
Dr. Jorge Servián, así como las oportunas sugerencias de las Profesoras
Sonia Lazzerini, Perla Sulé y Silvia Mederos. Agradecemos todos sus
en

6. 8 todo se transforma Química • 3º C.B.
Unidad O......................................................................................11
Capítulo 1 Química: ¿para qué?.............................................................................. 12
Recorriendo juntos el camino de la Química.............................................................................................12
Actividades...................................................................................................................................15
Ampliando el horizonte..................................................................................................................17
Capítulo 2 El laboratorio........................................................................................18
El laboratorio, un lugar de trabajo compartido......................................................................................... 18
Precauciones en el laboratorio........................................................................................................... 18
Precauciones con las sustancias ........................................................................................................19
Precauciones con el material de laboratorio.........................................................................................19
Material de laboratorio...........................................................................................................................20
Etiquetas: pictogramas, frases R y S .......................................................................................................24
Pictogramas......................................................................................................................................24
Frases R y S.......................................................................................................................................26
Actividades..................................................................................................................................28
Ampliando el horizonte................................................................................................................. 30
Unidad 1 ..................................................................................... 31
Capítulo 1 Los estados físicos. Sus características..................................................32
Estado sólido......................................................................................................................................... 32
Estado líquido ....................................................................................................................................... 33
Estado gaseoso..................................................................................................................................... 33
Ejemplos .......................................................................................................................................... 34
Actividades.................................................................................................................................. 35
Ampliando el horizonte................................................................................................................. 37
Capítulo 2 Concepto de modelo..............................................................................38
Reglas del modelo................................................................................................................................. 39
Interpretación de los estados físicos utilizando el modelo discontinuo ....................................................40
Estado sólido....................................................................................................................................40
Estado líquido...................................................................................................................................40
Estado gaseoso..................................................................................................................................41
¿A qué se llama estados de agregación de la materia?.........................................................................41
Actividades..................................................................................................................................42
Ampliando el horizonte................................................................................................................. 43
Capítulo 3 Transformaciones de la materia. Los cambios físicos...............................44
Cambios de estado ................................................................................................................................ 45
Interpretación de los cambios de estado utilizando el modelo de partículas ............................................46
Evaporación......................................................................................................................................46
Fusión ...........................................................................................................................................46
Contenido

7. 9todo se transformaQuímica • 3º C.B.
Expresión simbólica de los cambios de estado........................................................................................ 47
Actividades..................................................................................................................................48
Ampliando el horizonte..................................................................................................................51
Capítulo 4 Sistemas...............................................................................................52
Interpretación de sistemas usando el modelo discontinuo ...................................................................... 53
Sistemas homogéneos...................................................................................................................... 53
Sistema heterogéneo ........................................................................................................................ 53
Actividades.................................................................................................................................. 54
Ampliando el horizonte..................................................................................................................57
Capítulo 5 Sistemas heterogéneos.........................................................................58
Métodos de separación de fases............................................................................................................. 59
Tamización ....................................................................................................................................... 59
Decantación......................................................................................................................................60
Sedimentación .................................................................................................................................60
Filtración........................................................................................................................................... 61
Centrifugación..................................................................................................................................62
Imantación........................................................................................................................................ 63
Otros métodos de separación de fases...............................................................................................64
Separación de fases de un sistema trifásico .......................................................................................64
Actividades.................................................................................................................................. 65
Actividades experimentales sugeridas...........................................................................................68
Ampliando el horizonte................................................................................................................. 69
Capítulo 6 Soluciones............................................................................................70
Representación de una solución con el modelo de partículas....................................................................71
Ejemplos de soluciones......................................................................................................................71
Proceso de disolución........................................................................................................................71
¿Por qué el azúcar se disuelve en el agua y el aceite no?..................................................................... 72
Representación del proceso de disolución usando el modelo de partículas .............................................. 72
El agua: ¿el solvente universal? ¿el solvente vital?................................................................................... 73
Otros solventes...................................................................................................................................... 73
¿Diluir o disolver? ................................................................................................................................. 74
Interpretación de una dilución usando el modelo de partículas............................................................75
Soluciones concentradas y diluidas.........................................................................................................75
Actividades.................................................................................................................................. 76
Ampliando el horizonte.................................................................................................................80
Capítulo 7 Métodos de fraccionamiento..................................................................81
¿Es posible extraer los componentes de una solución?........................................................................ 81
Cristalización.........................................................................................................................................82
Destilación 83
Cromatografía sobre papel.....................................................................................................................84
Conclusiones ........................................................................................................................................ 85
Actividades..................................................................................................................................86
Actividades experimentales sugeridas...........................................................................................88
Ampliando el horizonte.................................................................................................................89
Capítulo 8 Las sustancias.......................................................................................90
Representaciones empleando el modelo de partículas............................................................................. 91
Sustancias químicas ¿“buenas” o “malas”?............................................................................................ 92

8. 10 todo se transforma Química • 3º C.B.
Sustancias naturales y artificiales...................................................................................................... 93
Identificación de sustancias...................................................................................................................94
Actividades.................................................................................................................................. 95
Ampliando el horizonte................................................................................................................. 99
Capítulo 9 Sustancias puras: simples y compuestas...............................................101
Transformaciones de las sustancias puras..............................................................................................101
Primera actividad experimental.............................................................................................................102
Calentamiento de sacarosa...............................................................................................................102
Electrólisis del agua.........................................................................................................................104
Resumiendo.....................................................................................................................................105
Actividades................................................................................................................................ 106
Actividades experimentales sugeridas......................................................................................... 108
Ampliando el horizonte................................................................................................................109
Capítulo 10 Elemento químico.................................................................................110
Termólisis de sacarosa..................................................................................................................... 111
Electrólisis del agua......................................................................................................................... 111
Resumiendo..................................................................................................................................... 111
Interpretación de la descomposición del agua usando el modelo de partículas........................................112
Modificaciones a las reglas del modelo..................................................................................................112
Representación de la descomposición del agua usando el modelo de partículas................................. 113
Fórmulas químicas - Introducción...................................................................................................... 113
Elementos químicos .............................................................................................................................114
Los nombres....................................................................................................................................114
Los símbolos.................................................................................................................................... 115
Variedades alotrópicas..........................................................................................................................116
El elemento oxígeno y sus variedades alotrópicas..............................................................................116
El elemento carbono y sus variedades alotrópicas.............................................................................. 117
Resumen ..........................................................................................................................................118
Ejemplos ..........................................................................................................................................118
Algo de historia... Concepto de elemento...............................................................................................119
Actividades.................................................................................................................................120
Ampliando el horizonte................................................................................................................126
Capítulo 11 Transformaciones de la materia. Los cambios químicos......................... 127
¿Cómo se pueden reconocer los cambios químicos?..........................................................................127
Actividad experimental ........................................................................................................................ 128
Manifestaciones de las transformaciones químicas........................................................................... 128
Actividad experimental.........................................................................................................................129
Estudio de un cambio químico..........................................................................................................129
Comparando cambios físicos con cambios químicos..........................................................................130
Actividades.................................................................................................................................132
Actividades domiciliarias experimentales sugeridas......................................................................134
Actividades experimentales sugeridas. ........................................................................................135
Ampliando el horizonte................................................................................................................136

9. 11todo se transformaQuímica • 3º C.B.
Unidad O
Química: ¿para qué?
El laboratorio
Capítulo 1
Capítulo 2

10. Química: ¿para qué?Capítulo 1
Recorriendo juntos el camino de la Química
Estamos comenzando el curso de tercer año. Este es el momento
adecuado para asomarnos a un mundo nuevo y fascinante, para apren-
der a observar nuestro entorno a través de los ojos de la Química que
nos presentan la realidad bajo una mirada diferente.
No podemos escapar de la Química ni del uso que se hace de ella:
nos rodea, está junto a nosotros en todo momento, y aún más, está en
nosotros mismos… (fig.1).
En este momento, es posible leer estas líneas porque se han puesto
en funcionamiento muchos procesos químicos, tanto para editar este
libro como para realizar su lectura.
Piensa que para producir el libro fue necesario fabricar el papel y las
tintas de diferentes colores; anteriormente a ello, se produjo el creci-
miento de cada árbol de donde se extrajo la pulpa de celulosa, se realizó
el proceso de blanqueo de la misma, la obtención de diferentes colo-
rantes para preparar las tintas, etc. Así podemos seguir pensando por
ejemplo, en los materiales con los que están construidas todas las má-
quinas que se usaron en las distintas etapas y, en cada momento, se pue-
den identificar cambios químicos tanto naturales como provocados por
el hombre.
La luz que se refleja en esta página es captada por tus ojos y transfor-
mada en impulsos nerviosos que al llegar al cerebro provocan comple-
jos cambios químicos, haciendo posible que puedas ver e interpretar el
significado de todo lo que aquí estás leyendo (fig. 2).
Fig. 1. La Química en nuestra vida.
Fig. 2.
La Química es una ciencia expe-
rimental que estudia las propie-
dades de la materia, su compo-
sición y las transformaciones.
12 Capítulo 1 • Química: ¿para qué? Química • 3º C.B.
©EditorialContexto2010-Obsequioparadocentessinvalorcomercial-www.editorialcontexto.com.uy-(02)9019493

11. La sucesión que se describió, es un mínimo ejemplo que ilustra
cómo la Química está en todas partes, aunque no se perciba directa-
mente. En este instante, en todo el Universo, están sucediendo cambios
químicos: es importante aprender sobre ellos para entenderlos, modifi-
carlos y producir otros.
El acceso a los conocimientos químicos nos brinda la posibilidad de
comprender la contribución que esta rama de la ciencia ha tenido y tie-
ne para el desarrollo de la sociedad.
Además, nos permite entender mejor el mundo y favorece nuestra
formación como ciudadanos libres y responsables. Con estos conoci-
mientos seremos capaces de tomar decisiones acertadas en situaciones
tales como: comprar un producto u otro, utilizar determinado tipo de
envases y evitar otros, seleccionar los alimentos más adecuados, saber
cómo y dónde desechar diferentes clases de residuos…y más aún, po-
dremos opinar y votar leyes que hagan referencia a cuestiones ambien-
tales o energéticas por ejemplo. Y lo mejor de todo es que no lo haremos
caprichosamente, ni influidos por la publicidad ni las modas pasajeras,
sino porque conoceremos las ventajas y los inconvenientes de cada una
de las posibilidades o sabremos cómo y dónde informarnos.
Lo anteriormente mencionado nos permite descartar la idea gene-
ralizada de la presencia de la Química solo en el laboratorio ya que está
también en las fábricas, en la industria, en la naturaleza y en todas las
situaciones de la vida cotidiana ¡hasta nos acompaña en la cocina de
nuestra casa…!
La sensibilización que logremos en este curso quizás sea para algu-
nos el despertar de una vocación y para todos, el adquirir los conoci-
mientos químicos para asumir la necesidad de cuidarse y cuidar el am-
biente (fig. 3 y 4).
En diálogos con familiares o amigos cuando se tratan temas relacio-
nados con la Química, lo primero que surge es una imagen negativa,
asociándola a contaminación y materiales tóxicos.
Lamentablemente algunos accidentes en zonas cercanas a fábricas, el
inadecuado manejo de ciertos productos, la falta de tratamiento de re-
siduos y las noticias sensacionalistas contribuyen a reforzar esta visión.
Por otra parte, la expresión “producto químico” muchas veces se aso-
cia con algo peligroso, cuando no necesariamente es así. Es frecuente
escuchar que no se consume determinado alimento porque tiene mu-
chos “químicos” y sin darnos cuenta nos estamos expresando mal. Por
ejemplo, un simple pan, elaborado con harina de trigo, sal, levadura y
agua contiene muchos de los llamados “productos químicos” (en rea-
lidad, sustancias químicas) como glúcidos, sales minerales, vitaminas,
proteínas y hasta el agua utilizada es una sustancia química, que ade-
más es imprescindible para la vida.
Fig. 3. Cuidando el medio ambiente: si
clasificamos los residuos facilitamos el re-
ciclado de los mismos y disminuimos la
contaminación.
Fig. 4. Escultura en Punta del Este. En
nuestro país hay preocupación por el
cuidado del ambiente y por hacer llegar
el mensaje a todos los ciudadanos y a los
turistas.
13Química: ¿para qué? • Capítulo 1Química • 3º C.B.
©EditorialContexto2010-Obsequioparadocentessinvalorcomercial-www.editorialcontexto.com.uy-(02)9019493

12. A veces encontramos etiquetas de alimentos donde se destaca “sin
agregado de químicos”, en una forma de publicidad que se basa en esta
idea latente y que al mismo tiempo la fortalece erróneamente. Quizás
lo más ético sería colocar en los envases “sin agregado de conservantes”
o también “sin aditivos” para que el mensaje al consumidor sea el co-
rrecto: que en la elaboración del alimento no se usó ninguna “sustancia
extra” para darle color, o intensificar el sabor o inclusive conservarlo
durante más tiempo.
Sin embargo, debemos reconocer que muchas veces el agregado de
pequeñas cantidades de estas “sustancias extra”, permitidas por las nor-
mas bromatológicas, hacen posible comprar un alimento que perdure
más tiempo o que su aspecto sea más apetecible.
Miremos ahora la otra cara de la moneda. Los estudios científicos y
el avance tecnológico han permitido mejorar nuestra calidad de vida al
desarrollar por ejemplo nuevos medicamentos cada vez más específicos
para el tratamiento de enfermedades.
La propia Química es capaz también de proveer soluciones a proble-
mas de contaminación y de toxicidad de algunos productos.
La Química contribuye también a cubrir necesidades de los seres
humanos, logrando producir nuevos materiales que pueden usarse en
la vestimenta, la construcción de instrumentos, casas o automóviles.
Estos nuevos materiales hacen posible que se potencien cualidades
de las materias primas originales como aumentar la conductividad eléc-
trica, disminuir las dimensiones del producto final, resistir la corrosión
o el ataque de los agentes climáticos, facilitar el moldeado, incrementar
las propiedades estéticas, almacenar más información en espacios más
reducidos y muchas veces, bajar costos, posibilitando el acceso a deter-
minados objetos por la mayoría de los consumidores (fig. 5).
Se produce también una importante variedad de productos como
fertilizantes, pesticidas, pinturas, detergentes, perfumes, cosméticos,
cada vez mejores al lograr que sean más efectivos en su finalidad y po-
tencialmente menos perjudiciales para el ambiente (fig 6).
Estos son algunos de los motivos por los cuales resulta tan impor-
tante el estudio de la Química, dando respuesta a la pregunta inicial:
¿para qué?
Podríamos seguir enumerando otros beneficios que obtenemos de
los avances científicos, pero iremos descubriéndolos mientras recorre-
mos el camino que hoy juntos iniciamos.
La Química no es ni buena ni
mala; lo que puede ser cuestio-
nado es el uso que de ella hace-
mos los seres humanos.
Fig. 5. Los nuevos materiales creados u
otros modificados químicamente tienen
múltiples aplicaciones que posibilitan
cambios en la vida cotidiana.
Fig. 6. Diferentes productos están a dis-
posición de los consumidores con pro-
puestas variadas y muy específicas para
satisfacer cada necesidad buscando a su
vez el menor impacto negativo en el am-
biente.
14 Capítulo 1 • Química: ¿para qué? Química • 3º C.B.
©EditorialContexto2010-Obsequioparadocentessinvalorcomercial-www.editorialcontexto.com.uy-(02)9019493

13. Aplicaciones y problemas
1) Lee la noticia de la figura 1 que ha sido extraída de un periódico
uruguayo, y publicada en agosto de 2008.
Piensa cuál debe ser la actitud de un ciudadano responsable antes
de opinar o votar en un posible plebiscito sobre el tema.
En el año 1997 se incluyó en el
artículo 27 de la ley 16.832 (ley
marco del sistema eléctrico)
el texto que prohíbe el uso de
energía de origen nuclear en
el territorio nacional. En el año
2005 se presentó un proyecto
de ley planteando la deroga-
ción de dicho artículo.
Ahora, debatir esta cuestión
cobró fuerza en el Uruguay
abriendo la posibilidad de ins-
talar una planta de energía nu-
clear.
Fig. 1. Ejercicio 1.
2) En la etiqueta de la figura 2 están los ingredientes del dulce de le-
che; muchos de ellos pueden llevar a la expresión “este alimento
tiene muchos químicos”.
a) ¿Cuáles de los ingredientes considerarías como “químicos”?
b) ¿Cuál es la vida útil aproximada de ese alimento y por qué? ¿Es
posible su exportación a países que no lo producen?
Encuesta y debate
3) a) Organiza un debate con tus compañeros de clase sobre el impac-
to de la Química en la vida actual y en el pasado.
Es más productivo si se distribuyen roles de defensores y opo-
sitores: industriales, químicos, productores agropecuarios, am-
bientalistas, ciudadanos comunes (no implicados en el uso di-
recto de la Química como oficinistas, amas de casa, estudiantes,
etc.), personas con cargos gubernamentales relacionados con el
desarrollo industrial, energético, con el cuidado ambiental, etc.
b) Sobre este tema puedes realizar una encuesta previa aplicando
un cuestionario a personas de diferentes ámbitos de manera que
te orienten en los planteos del debate.
Fig. 2. Ejercicio 2.
Actividades
15Química: ¿para qué? • Capítulo 1Química • 3º C.B.
©EditorialContexto2010-Obsequioparadocentessinvalorcomercial-www.editorialcontexto.com.uy-(02)9019493

14. Investiga y reflexiona
4) El uso de fertilizantes es un tema conflictivo debido a la posibilidad
de contaminación. Sin embargo ¿es posible aumentar la produc-
ción agrícola, en relación al aumento de la población, sin el uso de
ellos? Reflexiona al respecto (Sugerencia: puedes analizarlo junto
con los profesores de otras asignaturas como Geografía e Historia).
5) En el mercado se ofrece una línea de dermocosmética natural
Actenz a base de “marcela”. Estos productos surgen de investigacio-
nes científicas desarrolladas con el esfuerzo conjunto de la Facultad
de Química y el Instituto de Investigaciones Biológicas Clemente
Estable del Uruguay (fig.3).
a) ¿Cómo se usa tradicionalmente la “marcela”?
b) ¿Qué propiedad importante tiene esta hierba?
c) ¿Cuál es la misión y los logros del Instituto Clemente Estable?
Fig. 3. Ejercicio 5.
6) En la actualidad es posible consumir alimentos de variados oríge-
nes aún de lugares alejados e inclusive fuera de la época tradicional
de cosecha.
¿Cómo participa la Química para lograr estos beneficios?
Busca información sobre cómo se conservaban los alimentos en la
antigüedad y sobre los métodos actuales.
Fig. 3. Ejercicio 5.
16 Capítulo 1 • Química: ¿para qué? Química • 3º C.B.
©EditorialContexto2010-Obsequioparadocentessinvalorcomercial-www.editorialcontexto.com.uy-(02)9019493

15. Ampliando el horizonte...
Luego de leer atentamente el artículo:
• Extrae de él el fundamento en el cual se basa la gastronomía molecular y
explícalo con tus palabras.
• Entabla un debate en clase distribuyendo roles que apoyen las posiciones
a favor y en contra de esta práctica culinaria.
Llegó la gastronomía molecular.
La gastronomía molecular es una nueva disciplina que ayuda-
ría a lograr platos con mayor calidad y sabor. Además de ollas y
cucharas tradicionales, se usan pipetas, tubos de ensayo, termó-
metros y sifones de nitrógeno.
Desde que el hombre primitivo descubrió el modo de hacer
fuego y empezó a preparar sus alimentos con toda la creatividad
de la que es capaz, los sabores y los aromas de las cocinas se con-
virtieron en tendencias que evolucionan al ritmo de necesidades
y gustos.
“Este es un momento en la historia de la cocina en el que ya
no basta con hablar de creatividad, sino que esa palabra debe ir
acompañadaporotra:investigación”,comentaelchefFerránAdriá.
Hoy existen varios lugares en el mundo donde se cocina usan-
do un nuevo“instrumental tecnológico”. El nitrógeno envasado en
sifones se usa para “crear nuevas texturas”. Por ejemplo, se puede
convertir una sopa en algo con la dureza de una cáscara de huevo.
Y algo para entender sobre sabores y calidad (atributos que según los
chefs moleculares se ven beneficiados con esta disciplina) se puede perci-
bir en la carne asada. Una vez que está fuera del horno, tiende a secarse y
a perder su buen tono y sabor. Un cocinero molecular puede utilizar una
jeringa para inyectarle la dosis exacta de agua para evitar ese“deterioro”.
Realizando observaciones a través de un microscopio electrónico se
comprobó que es mejor colocar la sal después de poner la carne al fuego.
No es cierto eso de que conviene antes porque así se va impregnando de a
poco. Un dato más, para hacer dulces o mermeladas de frutas, lo mejor es
usar una ollita de cobre: cuando las frutas se cocinan liberan moléculas de
pectina y el óxido de cobre que reviste el recipiente ayuda a que se reagru-
pen y que las jaleas resulten más sabrosas.
Si uno lo piensa bien, tienen mucho en común la ciencia y la cocina. El
ensayo y el error están sobrevolando cualquiera de sus proyectos. Por algo,
a los secretos gastronómicos de la abuela también se los conoce como
“fórmulas infalibles”.
Extraído y adaptado del artículo de Clarín.com tendencia : fisicos y quimicos trabajan junto a los chefs.
17Química: ¿para qué? • Capítulo 1Química • 3º C.B.
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16. El laboratorioCapítulo 2
El laboratorio, un lugar de trabajo compartido
En diferentes locales comerciales de nuestro país están a la venta
juegos de “química” para niños y jóvenes que incluyen un manual de
instrucciones para el manejo de sustancias y materiales aconsejando
además la presencia de adultos. Sin embargo, la Química no es un juego
y es necesario un espacio físico especialmente acondicionado para rea-
lizar las actividades experimentales de manera segura: el laboratorio.
El laboratorio debe ser un lugar amplio, luminoso, ventilado y con
aberturas adecuadas que permitan un fácil ingreso y salida del mismo.
Debe contar con piletas y saneamiento adecuados, un botiquín de pri-
meros auxilios, un extintor para fuegos, y en lo posible tener una cam-
pana con extractor para eliminar gases y vapores producidos en algu-
nos experimentos.
El trabajo compartido en el laboratorio implica asumir con respon-
sabilidad y compañerismo las tareas propuestas, adoptando conductas
que minimicen los riesgos para evitar daños personales o materiales
(fig. 1).
Para ello es necesario considerar algunas precauciones para realizar
un trabajo seguro.
Precauciones en el laboratorio
• el laboratorio es un salón de clase, donde no debes trasladarte in-
necesariamente ni consumir alimentos o bebidas
• con los integrantes de tu equipo habla lo necesario y en voz baja
¿Qué puedo
hacer?
TRABAJO
RIESGOS
DAÑOS
SIEMPRE el
Fig. 1. En el laboratorio trabajamos en
forma ordenada y responsable.
GENERA
PUEDEN ORIGINAR
18 Capítulo 2 • El laboratorio Química • 3º C.B.
©EditorialContexto2010-Obsequioparadocentessinvalorcomercial-www.editorialcontexto.com.uy-(02)9019493

17. • antes de trabajar, debes quitarte los abrigos, bufandas, etc, para fa-
cilitar los movimientos, dejándolos en el lugar destinado para ello
• coloca en la mesa solo los útiles necesarios para trabajar
• el cabello largo puede ocasionarte accidentes y para evitarlos pro-
cura no tenerlo suelto
• el cuidado del material es tu responsabilidad
• lee atentamente el procedimiento y las precauciones indicadas en
cada caso (fig.2)
• controla si dispones de todo el material necesario, de lo contrario
solicítalo a tu Profesor o al Ayudante Preparador
• al finalizar el trabajo, debes limpiar y ordenar las mesas
Precauciones con las sustancias
• no debes tocar, oler, ni probar ninguna de las sustancias
• si es necesario percibir el olor de una sustancia, no acerques la
nariz a la boca del recipiente; utilizando la mano como pantalla,
debes hacer llegar una pequeña cantidad de vapor a tu nariz.
• lee atentamente las etiquetas de los frascos antes de usarlos
• no devuelvas a los frascos de origen las sustancias sobrantes
• descarta adecuadamente los residuos
Precauciones con el material de laboratorio (fig. 3)
• el mechero debe permanecer apagado si no se está utilizando
• para calentar el material de vidrio se debe apoyar sobre la rejilla
metálica
• los tubos de ensayo se calientan directamente sobre la llama del
mechero, sosteniéndolos con pinza de madera y moviéndolos
suavemente en forma circular
• el material de porcelana se puede calentar directamente sobre la
llama durante períodos prolongados
• luego de calentar material de vidrio o porcelana apóyalo sobre
madera o similar; recuerda que tienen el mismo aspecto cuando
están calientes o cuando no lo están
Fig. 2. Para trabajar en el laboratorio de-
bemos conocer las normas de seguridad.
Se llama material de labora-
torio al conjunto de todos los
instrumentos y recipientes
usados en el laboratorio de
Química, por ejemplo balan-
zas, probetas, tubos de ensa-
yo, mecheros, etc.
Fig. 3. Material de Laboratorio.
Fig. 4. Laboratorio de Química I.A.V.A. ayer y hoy. El laboratorio es un lugar de trabajo compartido donde la experimentación
aporta significativamente a los procesos del aprendizaje de la Química. Esta tarea se desarrolla de manera segura cuando todos
conocen y asumen de manera responsable las normas de seguridad.
Cuídate, cuida a tus compa-
ñeros y cuida el ambiente.
¿Qué puedo
hacer?
Debemos CONOCER las
Normas de Seguridad
para trabajar
SIN causar DAÑOS
y debemos CUMPLIR
con estas Normas para
que los INCIDENTES
NO se transformen en
ACCIDENTES
19El laboratorio • Capítulo 2Química • 3º C.B.
©EditorialContexto2010-Obsequioparadocentessinvalorcomercial-www.editorialcontexto.com.uy-(02)9019493

18. Nombre
Vaso de Bohemia
Usado para:
contener,
calentar, baños
de agua
Nombre
Tubo de ensayo
Usado para:
contener,
calentar
Nombre
Probeta (vidrio,
plástico)
Usado para:
medir volumen
Nombre
Termómetro
Usado para:
medir
temperatura
Nombre
Cuentagotas o
pipeta Pasteur
Usado para:
agregar o extraer
líquidos por
goteo
Nombre
Varilla
Usado para:
agitar
Nombre
Piseta
Usado para:
colocar agua
destilada en
los tubos de
ensayo u otros
recipientes
Nombre
Matraz
Usado para:
contener y
calentar líquidos
Material de laboratorio
20 Capítulo 2 • El laboratorio Química • 3º C.B.
©EditorialContexto2010-Obsequioparadocentessinvalorcomercial-www.editorialcontexto.com.uy-(02)9019493

19. Nombre
Cristalizador
Usado para:
realizar
cristalizaciones
Nombre
Matraz aforado
Usado para:
preparar
soluciones
Nombre
Matraz
Erlenmeyer
Usado para:
calentar,
contener
Nombre
Mortero ( vidrio,
porcelana)
Usado para:
pulverizar
sólidos y/o
mezclarlos
Nombre
Embudo
Usado para:
filtrar y trasvasar
Nombre
Embudo de
decantación
Usado para:
separar líquidos
no miscibles
Nombre
Pipeta
graduada
Usado para:
medir volumen
Nombre
Pipeta aforada
Usado para:
medir volumen
Nombre
Vidrio de reloj
Usado para:
contener
pequeñas
cantidades de
sólidos
Nombre
Refrigerante
Usado para:
Condensar
vapores.
21El laboratorio • Capítulo 2Química • 3º C.B.
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20. Nombre
Crisol
Usado para:
calentar
durante tiempo
prolongado a
temperaturas
elevadas
Nombre
Triángulo de pipa
Usado para:
sostener
cápsula o crisol
al realizar
calentamiento
directo sobre
la llama del
mechero
Nombre
Rejilla metálica
Usado para:
sostener los
recipientes de
vidrio y lograr
una distribución
uniforme del
calor en la base
de los mismos
Nombre
Trípode
Usado para:
sostener la rejilla
metálica o el
triángulo de pipa
Nombre
Soporte universal
y pinzas
Usado para:
sostener y
organizar el
material al
combinar aro
metálico y
diferentes pinzas
Nombre
Pinza de madera
Usado para:
sostener el
tubo de ensayo
para calentarlo
directamente a
la llama
Nombre
Mechero de
alcohol
Usado para:
calentar
Nombre
Mechero Bunsen
(de gas)
Usado para:
calentar
Nombre
Cápsula (metal o
porcelana)
Usado para:
calentar
durante tiempo
prolongado a
temperaturas
elevadas
22 Capítulo 2 • El laboratorio Química • 3º C.B.
©EditorialContexto2010-Obsequioparadocentessinvalorcomercial-www.editorialcontexto.com.uy-(02)9019493

21. Nombre
Pinza de metal
Usado para:
manipular
material de
vidrio o de
porcelana que ha
sido calentado
Nombre
Gradilla
(madera,
plástico, metal)
Usado para:
apoyar tubos de
ensayo
Nombre
Espátulas/
cucharas
Usado para:
retirar sólidos de
los frascos
Nombre
Tubo de goma
Usado para:
hacer conexiones
Nombre
Pera de goma
Usado para:
cargar la pipeta
Nombre
Balanza
Usado para:
medir masa
Nombre
Frasco gotero
Usado para:
verter líquidos
por goteo
Nombre
Tapones de
goma
Usado para:
tapar frascos,
tubos, matraces
Nombre
Papel de filtro
Usado para:
separar sólido
pulverizado de
un líquido
Nombre
escobillas
Usado para:
limpiar el interior
del material de
vidrio
Mono y
biperforados
23El laboratorio • Capítulo 2Química • 3º C.B.
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22. Etiquetas: pictogramas, frases R y S
Pictogramas
Es importante, al utilizar ciertos productos químicos en diferentes
ámbitos (en la industria, en el agro, en el laboratorio, en el hogar), co-
nocer las indicaciones de los riesgos en su manipulación y eliminación.
Al considerar estas advertencias se pueden tomar las precauciones ne-
cesarias y así trabajar en forma adecuada (fig. 5).
La seguridad se refiere tanto al cuidado personal como al cuidado
del ambiente. Por ejemplo, el supergás es inflamable y al transportarlo
se debe advertir sobre este hecho; los camiones que recogen la basu-
ra de los hospitales deben llevar la señalización bien visible que indica
“riesgo biológico” (fig. 6).
Para indicar los riesgos que pueden surgir al usar productos quími-
cos, se utilizan cada vez con mayor frecuencia determinados símbolos
que nos aportan esa información de manera clara.
A estas representaciones, se les denomina pictogramas. Ya conoces
algunos, por ejemplo, aquellos relacionados con las señalizaciones de
tránsito. Interpretar el significado de los mismos es, más que una nece-
sidad, una obligación.
Los pictogramas son representaciones que, combinando figuras
dibujos y colores, brindan información de manera concreta e
independiente del idioma.
En química, el uso de los pictogramas es imprescindible al etiquetar
los recipientes (fig. 7).
Fig. 7. Los pictogramas se encuentran también en las etiquetas de los productos que
se venden en las farmacias o droguerías.
Fig. 5. Mediante el uso de pictogramas
es posible dar mensajes de carácter uni-
versal para que puedan ser interpretados
salvando así las diferencias de idiomas.
Fig. 6. Recipiente para descartar mate-
rial contaminado.
24 Capítulo 2 • El laboratorio Química • 3º C.B.
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23. Pictogramas
Explosivo
sustancias
que reaccionan
violentamente
liberando
energía y
produciendo
gases
Corrosivo
sustancias
que en contacto
con los tejidos
vivos y ciertos
materiales
pueden provocar
la destrucción de
los mismos
Inflamable
sustancias
que arden
Extremadamente
inflamable
Peligroso
para el
entorno
sustancias que
contaminan el
ambiente
Tóxico
sustancias
que por inhala-
ción, ingestión
o absorción en
la piel pueden
causar daños
graves, agudos o
crónicos e inclu-
so la muerte
Muy tóxico
Irritante
sustancias
que producen
inflamación en
contacto con
ojos, piel y vías
respiratorias
Nocivo
sustancias
que producen
lesiones leves al
ser absorbidas
Comburente
- oxidante
sustancias
que facilitan la
inflamación de
los materiales
combustibles y
mantienen los
incendios
Riesgo biológico
Riesgo asociado
a la acción
de agentes
biológicos que
puedan causar
enfermedades
E
F
T
O
F+
T+
Xn
C
N
Xi
25El laboratorio • Capítulo 2Química • 3º C.B.
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24. Frases R y S
En el proceso de etiquetado es fundamental registrar las caracterís-
ticas de un producto químico relacionadas con los riesgos y manejo se-
guro para evitar daños al ser humano y al ambiente.
Frases R: Riesgos Específicos
Las frases R indican los riesgos específicos al utilizar, transpor-
tar y eliminar sustancias.
Existe una clasificación de los diferentes riesgos con la que se ha ela-
borado una lista de frases R (frase de riesgo) acompañadas de un nú-
mero que las identifica (fig. 8).
Ejemplos:
Inflamable (R 10)
Provoca quemaduras (R 34)
Irrita los ojos (R 36)
Frases S: Consejos de Prudencia
Las frases S indican las conductas a seguir para trabajar de
manera segura.
En la etiqueta de algunos medicamentos y también en productos de
limpieza suele estar indicado:
“Mantener fuera del alcance de los niños”
Esta frase nos informa acerca de la conducta que debemos adoptar
para usar el producto de manera segura y es un ejemplo de lo que se
conoce como frase S (frase de seguridad) que además también tiene un
número que la identifica, en este caso: S 2 (fig. 9).
Otros ejemplos:
Consérvese en lugar fresco (S 3)
Evítese el contacto con la piel (S 24)
Manténgase el recipiente bien cerrado (S 7)
En las etiquetas de los recipientes para almacenar sustancias que se
usan en el Laboratorio debe constar la siguiente información (fig. 10):
• nombre de la sustancia • fórmula química
• pictogramas • frases R y S
• fecha de envasado • los peligros y las precauciones
• otros datos
Fig. 8. Las frases R son advertencias de
los riesgos.
R14 Reacciona violentamente
con el agua.
R23 Tóxico por inhalación.
R45 Puede causar cáncer.
Fig. 9. Las frases S indican la forma se-
gura de proceder para evitar accidentes.
Fig. 10. La etiqueta debe suministrar
toda la información necesaria acerca de
las propiedades de la sustancia que per-
mitan un manejo seguro evitando acci-
dentes.
26 Capítulo 2 • El laboratorio Química • 3º C.B.
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25. Algo de historia…
La Alquimia
El punto de partida de la Alquimia parece encontrarse en la Alejandría Helénica en
el siglo I a.C. donde un elevado número de aplicaciones experimentales se fundieron
con la filosofía griega y las religiones orientales.
La Alquimia no es por su origen solo un arte aplicado que ennoblece metales y fabri-
ca colores, sino que también posee un componente religioso y de visión del mundo.
El proceso de trasmutación, a pesar de no ser el objetivo final, es una parte esencial
de la Gran Obra -el Magnum Opus- que
consiste en alcanzar tanto la perfección
material como espiritual; encontrar la
Piedra Filosofal permitiría ambas trans-
formaciones. La Alquimia y el trabajo
del alquimista, en ningún momento de
la historia ha sido una práctica compar-
tida, más bien fue secreta y oculta de
manera de no proporcionar resultados
obtenidos para permitir que cada perso-
na realice su propia sublimación.
Es increíble el aporte que realizó la Al-
quimia en relación a procedimientos
experimentales, obtención de sustan-
cias, conocimiento de sus propiedades
y fabricación de instrumentos, algunos
aún utilizados por la Química.
La obtención de licores, de brebajes,
de una medicina universal (“Elixir de la
Larga Vida”) que no solo curara enfer-
medades, sino que también diera “Vida
Eterna”, puso a la Alquimia en estrecho
contacto con la Medicina.
La destilación, la fusión, el calentamien-
to indirecto en baño de agua o María
(su inventora, una alquimista: María la
Judía) entre tantos otros procedimientos
fueron utilizados por los alquimistas.
Los alquimistas a través de sus imágenes
y colores, han expresado de una forma
ingeniosa el mundo interior y más pro-
fundo. Este arte ha sido practicado en
especial por chinos, hindúes, egipcios,
griegos y árabes. Todos ellos contribu-
yeron a darle la forma que, finalmente,
presentaba en la Edad Media.
Fig. 13. Laboratorio de alquimistas.
Fig. 12. Esta reja de hierro forjado mues-
tra los símbolos de la farmacia que desde
la cultura babilónica se han mantenido
hasta nuestros días: la copa que contiene
los medicamentos y la serpiente sagrada
que les confiere la fuerza de curación.
Fig. 11. Ouroboros, víbora que se muer-
de su propia cola, simboliza la naturaleza
cíclica y eterna del Universo. El colori-
do forma parte del mensaje: el verde es
el color de la iniciación; el rojo se asocia
con el objetivo de la Gran Obra.
Fig. 14. Cuatro importantes alquimistas
presiden la Obra: Geber, Arnaldo de Vi-
llanova, Rhasis y Hermes Trismegisto. El
ayudante de la izquierda está machacan-
do la materia bruta en un mortero; los
dos del medio controlan para que absor-
ba continuamente la humedad que ella
misma desprende; el de la derecha, bajo
los auspicios de Hermes, está “cociendo
lo blanco” repetidas veces para hacerlo
germinar.
27El laboratorio • Capítulo 2Química • 3º C.B.
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26. Aplicaciones y problemas
1) Para trabajar en el laboratorio de Química se deben conocer y po-
ner en práctica ciertas normas de seguridad.
Argumenta sobre cuál es la razón por la cual se indica:
• no devolver a los frascos de origen las sustancias sobrantes
• recoger el cabello largo durante el trabajo
• apagar los mecheros si no están en uso
• apoyar sobre madera o similar el material de vidrio o porcelana
luego del calentamiento
2) Nombra dos ejemplos del siguiente material de laboratorio:
Material de laboratorio: 1er. ejemplo 2do. ejemplo
de vidrio, con graduación
de porcelana
de vidrio sin graduación
para calentamiento
para sostener recipientes
para medir volumen
para contener
3) Nombra los materiales que se encuentran en la foto de la figura 1 e
indica cuál es el uso de cada uno de ellos.
4) En el momento de limpiar y ordenar las mesas de trabajo es nece-
sario tirar las sustancias con las se ha realizado el experimento, y
para ello hay que tener en cuenta que generalmente se descartan de
la siguiente forma:
• si son sólidos, se envuelven en papel y se tiran en la papelera;
• si son líquidos, se abre la canilla y se tiran en la pileta, dejando
correr abundante agua antes, durante y después de hacerlo
Explica por qué se eliminan de manera diferente y la razón de usar
abundante agua cuando se trata de líquidos.
5) Menciona tres precauciones a tener en cuenta cuando se manipu-
lan sustancias en el laboratorio de Química
Fig. 1. Ejercicio 3. Material de laboratorio.
Actividades
28 Capítulo 2 • El laboratorio Química • 3º C.B.
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27. 6) Para un experimento se necesita calentar un líquido hasta evapo-
rarlo totalmente, para luego observar si en el fondo del recipiente
queda o no residuo.
a) ¿Cuál de los recipientes aptos para el calentamiento te parece el
más adecuado y por qué?
b) ¿Qué otros materiales necesitas para realizar dicho calentamien-
to? Realiza una lista de los mismos.
7) a) ¿Qué es un pictograma?
b) ¿Cuál es la ventaja del uso de pictogramas con respecto a los
mensajes expresados con palabras?
8) Es conocido que el pelar cebolla produce lagrimeo a la persona
que lo está haciendo e inclusive a las que se encuentran muy cerca
(fig. 2). Si tuvieras que indicar ese inconveniente con un pictogra-
ma, ¿cuál elegirías?
9) En la etiqueta de la figura 3 se indica una de las frases R para la sus-
tancia cloro.
a) ¿Por qué se indica la frase R tanto con el mensaje escrito como
con el número correspondiente?
b) Completa la etiqueta con el pictograma adecuado.
Investiga y reflexiona
10) El material de vidrio que permite medir volúmenes de líquidos
puede ser graduado o aforado. Investiga cuál es la diferencia entre
ellos tanto en el uso como en la precisión lograda en la medida.
11) El pictograma de la figura 4 indica riesgo biológico y se puede
encontrar tanto en los camiones que recogen basura hospitalaria
como en las papeleras que hay en algunos consultorios.
a) ¿Cuál es esa basura y por qué no se tira en una papelera común?
b) ¿Cuáles son los riesgos de la basura hospitalaria?
12) Los pictogramas analizados corresponden al código europeo.
Existe también el código americano (NFPA) donde los riesgos de
las sustancias se indican mediante colores (azul, rojo, amarillo y
blanco) y el grado de peligrosidad mediante números (de 0 a 4).
a) Investiga el significado de los colores y de los números.
b) Indica cuál es la información que aparece en una etiqueta de un
frasco que contiene ácido acético puro (fig. 5).
c) Reflexiona sobre cuál de los dos códigos, el europeo o el ameri-
cano, es de más fácil lectura.
Fig. 3. Ejercicio 9.
Fig. 2. Ejercicio 8.
Fig. 4. Ejercicio 11.
Fig. 5. Ejercicio 12.
CLORO
R 26 - Muy tóxico por inhalación.
29El laboratorio • Capítulo 2Química • 3º C.B.
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28. Ampliando el horizonte...
Lee y analiza el texto.
Realiza una recorrida por la cocina de tu casa y anota:
• productos utilizados (componentes indicados en las etiquetas)
• instrumentos de uso frecuente (tradicionales y de tecnologías más
actuales)
• algunas recetas y los procedimientos que en ellas se indican
La química en la cocina
Todos los cocineros y las cocineras son químicos –aunque
muchos no lo sepan– y todos los químicos son cocineros, aun-
que también lo desconozcan.
De hecho la Química empezó en la cocina y fueron los
primeros hombres y mujeres los que produjeron reacciones
químicas y transformaciones moleculares, asando alimentos,
cociéndolos, mezclándolos, haciendo emulsiones, sazonán-
dolos, friéndolos, filtrándolos, espesando salsas y destilando
líquidos, llegando incluso a dominar empíricamente algunas
operaciones bioquímicas, como la fermentación para producir
cerveza y miles de clases de quesos, panes y vinos.
Todas estas operaciones, que comprendieron infinitos expe-
rimentos, se efectuaron para conservar los alimentos y hacerlos
más digeribles y atractivos modificando su estructura molecular.
Los primeros aparatos y operaciones de los alquimistas se tomaron
prestados de la cocina, y las ollas, los peroles, los alambiques, los morteros,
los hornos y las grandes cucharas para revolver las mezclas fueron los ins-
trumentos con los que se comenzó a trabajar con el mercurio, el azufre, el
carbón y toda clase de mejunjes en búsqueda de recetas para producir oro,
la piedra filosofal y la eterna juventud.
Estos aparatos y procedimientos se fueron modificando poco a poco y
algunos se devolvieron a la cocina notablemente mejorados, por ejemplo
la olla a presión.
Pero la Química sobre todo aportó a la cocina el conocimiento del por
qué de las cosas y cuál es la influencia de los diferentes ingredientes y ope-
raciones en los resultados finales, permitiendo así cocinar mejor.
Visto con los ojos de un experto, la cocina está llena de productos quí-
micos para cocinar, como pueden ser el agua, el cloruro de sodio (sal co-
mún), los aceites y grasas, el ácido acético (componente del vinagre), la
sacarosa (azúcar), proteínas (en huevos, carne, pescado), almidón (papas y
harina) y las vitaminas (en frutas y verduras).
Extraído y modificado de QUÍMICA Y FUTURO Boletín de Noticias elaborado por la Federación Empresarial de la
Industria Química Española (FEIQUE) www.feique.org
30 Capítulo 2 • El laboratorio Química • 3º C.B.
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29. 31todo se transformaQuímica • 3º C.B.
Unidad 1
Los estados físicos. Sus características.
Concepto de modelo.
Transformaciones de la materia.
Los cambio físicos.
Sistemas.
Sistemas heterogéneos.
Soluciones.
Métodos de fraccionamiento.
Las sustancias.
Sustancias puras: simples y compuestas.
Elemento químico.
Transformaciones de la materia.
Los cambio químicos.
Capítulo 1
Capítulo 2
Capítulo 3
Capítulo 4
Capítulo 5
Capítulo 6
Capítulo 7
Capítulo 8
Capítulo 9
Capítulo 10
Capítulo 11
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s
s

30. La materia junto con la energía, constituye todo el Universo.
Los estados físicos de la materia son: sólido, líquido y gaseoso, cada
uno de ellos tiene determinadas características macroscópicas.
Puede considerarse un cuarto estado: el plasma, aunque es posible
estudiarlo como una forma especial del estado gaseoso.
Analizaremos las propiedades que los cuerpos poseen en los dife-
rentes estados físicos, entendiendo por cuerpo toda porción de materia.
Estado sólido
Los cuerpos en estado sólido
se caracterizan por tener forma
y volumen propios. Una barra de
hierro o un plato, no cambian la
forma si se ubican en otro lugar u
otra posición (fig 1).
Otra característica es la esca-
sa dilatación, es decir que experi-
mentan variaciones de volumen
poco apreciables a simple vista al
recibir energía en forma de calor.
Si se someten a presión, su
volumen no se modifica en for-
ma visible: son prácticamente
incompresibles.
Macroscópico: significa “que
se ve a simple vista”.
Cuerpo es una porción de
materia.
Los estados físicos
Sus características
Capítulo 1
Fig. 1. Los cuerpos en estado sólido no
cambian de forma ni de volumen aunque
cambien de lugar o posición.
32 Capítulo 1 • Los estados físicos. Sus características. Química • 3º C.B.
©EditorialContexto2010-Obsequioparadocentessinvalorcomercial-www.editorialcontexto.com.uy-(02)9019493

31. Estado líquido
Los cuerpos en estado líquido poseen un volumen determinado,
pero su forma es variable y en general fluyen con facilidad. Si un litro
de agua está contenido en una jarra, el líquido adopta la forma de la ja-
rra. Sin embargo, si se derrama, tiene el mismo volumen (un litro) pero
cambia notoriamente su forma (fig 2 ).
En este estado los cuerpos pueden comprimirse poco por acción de
la presión: son algo compresibles. Experimentan mayor variación de
volumen por efecto del calor que los cuerpos en estado sólido. Esta pro-
piedad, la dilatación, se utiliza como fundamento para la construcción
de algunos termómetros.
Estado gaseoso
Los cuerpos en estado gaseoso no tienen forma propia y ocupan
todo el espacio disponible. Por eso, es frecuente decir que no tienen for-
ma ni volumen propios.
Los globos usados en publicidad se llenan con gas helio (menos den-
so que el aire) para mantenerlos suspendidos. Si se desinflan, el gas que
escapa ocupará un volumen mayor, es decir, todo el espacio disponible.
Si hay una pérdida de gas de una garrafa, éste ocupará todo el volumen
del armario donde se encuentra o todo el volumen de la cocina (fig 3).
En comparación con los sólidos y los líquidos, en las mismas condi-
ciones, los cuerpos en estado gaseoso experimentan mayores dilatacio-
nes. Sometidos a presión su volumen se reduce considerablemente: son
muy compresibles.
Fig 4. Estados físicos y sus características macroscópicas. Estas son generales, exis-
tiendo excepciones que muchas veces dependen de las condiciones de trabajo.
CARACTERÍSTICAS
CUERPOS EN
ESTADO SÓLIDO
CUERPOS EN
ESTADO LÍQUIDO
CUERPOS EN
ESTADO GASEOSO
Tienen forma
propia.
No tienen forma
propia.
No tienen forma
propia.
Tienen volumen
propio.
Tienen volumen
propio.
No tienen volumen
propio.
Prácticamente
no se pueden
comprimir.
Se comprimen más
que los sólidos.
Son muy
compresibles.
Se dilatan muy
poco.
Se dilatan más que
los sólidos y menos
que los gases.
Se dilatan mucho
más que los sólidos
y los líquidos.
Fig. 2. Cuando los líquidos se trasvasan
o se derraman cambian la forma pero el
volumen permanece invariable.
Fig. 3. Los cuerpos en estado gaseoso no
tienen forma propia y ocupan todo el es-
pacio disponible.
33Los estados físicos. Sus características. • Capítulo 1Química • 3º C.B.
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32. EJEMPLOS
Estado sólido
La “nieve carbónica” y el “hielo seco” son dióxido de carbono en es-
tado sólido.
Se le llama:
•• hielo, porque su aspecto es similar al hielo común (agua sólida)
•• seco,porquepasadirectamentedelestadosólidoalestado gaseoso
Como la temperatura de sublimación es –78,5ºC resulta muy útil
para conservar helados en un recipiente de paredes aislantes. La baja
temperatura de los trozos de hielo seco evita que los helados se “derri-
tan” con la ventaja que no se mojan porque el hielo seco se convierte al
estado gaseoso sin pasar por el estado líquido.
Estado líquido
Etanol o alcohol etílico es el nombre químico del líquido llamado
comúnmente “alcohol” de uso doméstico y medicinal.
Se vende en diferentes presentaciones:
•• “alcohol rectificado”, incoloro, de alto grado de pureza. Se emplea
como desinfectante por su acción bactericida y en las bebidas
alcohólicas
•• “alcohol azul”, coloreado artificialmente. Contiene impurezas que
no lo hacen apto para uso medicinal, ni para ser ingerido, pero sí
como combustible para lámparas, mecheros, etc. y para limpieza
Otras presentaciones: alcohol bórico, alcohol yodado, alcohol euca-
liptado, etc., preparados para usos específicos con distintos aditivos.
Estado gaseoso
Los tanques pintados de color verde que se encuentran en hospitales
y sanatorios contienen dióxígeno a alta presión, que es utilizado para
mejorar la respiración de algunos pacientes.
En la naturaleza este gas, O2
, está presente en el aire y también di-
suelto en el agua. En ambos casos es imprescindible para la vida, pues
es necesario para la respiración de los seres vivos tanto en la superficie
terrestre como en el mundo acuático.
Estado gaseoso. Ejemplo: dioxígeno (O2
).
Estado sólido. Ejemplo: “hielo seco” y “nie-
ve carbónica” son anhídrido carbónico
o dióxido de carbono en su estado sólido
(CO2
).
Estado líquido. Ejemplo: alcohol etílico
formando parte de diferentes mezclas lí-
quidas según sus aplicaciones.
34 Capítulo 1 • Los estados físicos. Sus características. Química • 3º C.B.34 Capítulo 1 • Los estados físicos. Sus características. Química • 3º C.B.
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33. Aplicaciones y problemas
1) Explica con un ejemplo la siguiente expresión y argumenta su vali-
dez: “los líquidos tienen volumen propio pero no forma propia”.
2) Si se produce una pérdida en la cañería de gas de la cocina; ¿por qué
se percibe muchas veces el olor al ingresar a la casa? (fig.1).
3) La dilatación de los sólidos es mínima; sin embargo, esta propie-
dad debe ser considerada cuando se emplean ciertos materiales en
construcción, por ejemplo:
• las actuales membranas usadas para impermeabilizar azoteas
son elásticas, característica que no tenían las de épocas ante-
riores (fig 2)
• se debe considerar esta propiedad para construir las paredes
vidriadas de las fachadas de edificios (muros cortina) (fig. 3)
a) Elabora una explicación válida para fundamentar los ejemplos
citados.
b) Busca otros ejemplos en los que también deba considerarse la
dilatación de los sólidos.
c) Escribe comentarios referidos a esta propiedad relacionándolos
con las figuras 2 y 3.
Fig. 1. Ejercicio 2. Mediante el olor des-
agradable del gas de cañería o del super-
gás es posible detectar si hay un escape.
Para este fin se les incorporan sustancias
que los odorizan.
Fig. 2. Ejercicio 3.
Fig. 3. Ejercicio 3.
Actividades
35Los estados físicos. Sus características. • Capítulo 1Química • 3º C.B. 35Los estados físicos. Sus características. • Capítulo 1Química • 3º C.B.
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34. Investiga y reflexiona
4) El aire es una mezcla gaseosa.
a) Busca información sobre cuáles son los gases que lo forman y en
qué porcentaje está presente cada uno.
b) ¿Cómo se obtiene el aire líquido? ¿Qué aplicaciones tiene? (fig. 4).
5) El “incinerador de plasma” (fig. 5) permite transformar la basura a
elevadas temperaturas (20.000ºC). Una de las ventajas radica en ob-
tener los residuos en forma muy reducida, tan compacta que puede
utilizarse para relleno de terrenos.
Parece ser la solución ideal para la inmensa cantidad de basura pro-
ducida diariamente; sin embargo, presenta múltiples desventajas.
Investiga
• ¿Cómo se produce el proceso de incineración?
• ¿Cuáles son las desventajas de este método?
• Algunos afirman que el plasma no es el cuarto estado de la ma-
teria ¿cómo lo consideran?
6) El Condensado Bose-Einstein (BEC) puede ser considerado como
el quinto estado de la materia. Se logra este “condensado” enfriando
ciertos materiales a temperaturas muy próximas al cero absoluto
(-273ºC) .
Investiga
• ¿Cuándo se pudo producir este estado?
• ¿Cuáles son sus aplicaciones?
Fig. 4. Ejercicio 4.
Fig. 5. Ejercicio 5.
36 Capítulo 1 • Los estados físicos. Sus características. Química • 3º C.B.
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35. Ampliando el horizonte...
Luego de leer atentamente el texto responde acerca del plasma:
• ¿dónde se encuentra en mayor porcentaje?
• ¿qué propiedad importante tiene?
• ¿cuáles son las aplicaciones actuales?
¿Es el plasma el cuarto estado de la materia?
Cuando se habla de los estados de agregación de la materia, se piensa
en sólido, líquido y gaseoso. Pero resulta que estos tres estados solo cons-
tituyen el 1% del total de la materia que, por el momento, sabemos forma
el Universo. El plasma es el estado en el que se encuentra la materia que
constituye los cuerpos más abundantes del Universo: las estrellas. Sin ir
más lejos, el Sol es, en sí mismo, una masa gigantesca en estado de
plasma.
“Los plasmas”conducen la corriente eléctrica, característi-
ca que el hombre ha aprovechado para desarrollar diversas
aplicaciones. Las lámparas o tubos fluorescentes contienen
una pequeña cantidad de vapor de mercurio y un gas inerte
que suele ser argón. Al pasar la corriente eléctrica se forma el
estado de plasma.
Las lámparas fluorescentes presentan una eficiencia ener-
gética considerablemente superior comparada con las lám-
paras comunes de filamento incandescente. Los carteles de
neón y las lámparas del alumbrado urbano usan un principio
similar.
Sin embargo, si algo ha hecho famoso al plasma no son ni los tubos
fluorescentes ni los carteles de neón, sino los denominados televisores de
plasma. Estos presentan una resolución superior a los convencionales, si
bien hay que recordar que la duración de una pantalla de plasma no es in-
definida (entre doce y diecisiete años).
Lectura extraída y adaptada de:
http://www.portaleureka.com/accesible/quimica/81-quimica/212-plasma-el-cuarto-estado-materia
37Los estados físicos. Sus características. • Capítulo 1Química • 3º C.B.
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36. Algo de historia...
Desde la antigüedad se intentó ex-
plicar la ubicación de la Tierra en el
Universo.
De acuerdo a los conocimientos de
cada época el modelo fue cambian-
do. Es así que la Teoría Geocéntrica
colocaba a la Tierra en el centro del
Universo y los astros, incluido el Sol,
giraban alrededor de ella (geo: Tie-
rra; centrismo: centro).
En el siglo XVI la Teoría Geocéntri-
ca fue cuestionada por Copérnico y
surgió el modelo heliocéntrico (He-
lios: Sol) que establece que la Tierra
y los demás planetas giran alrede-
dor del Sol.
Fig. 1. Representación del modelo helio-
céntrico.
Concepto de modeloCapítulo 2
El término modelo tiene varias acepciones aplicables en diferentes
ámbitos. Para el estudio que realizaremos en este curso consideraremos:
un modelo es un conjunto elaborado de ideas, cuyo propósito es
interpretar los fenómenos observables.
Todo modelo se construye con ideas o reglas a partir de las obser-
vaciones realizadas y de datos experimentales obtenidos acerca de los
sistemas y de las transformaciones que se busca explicar.
Por tratarse de ideas, no tienen existencia real: los modelos son cons-
trucciones teóricas (fig. 1).
Por otra parte, un modelo debe permitir hacer predicciones sobre el
comportamiento de los sistemas en circunstancias diferentes a las que
se intentó explicar inicialmente.
En síntesis, un modelo tiene dos características fundamentales:
• es explicativo, ya que constituye un conjunto de ideas que
permite interpretar los sistemas y sus transformaciones
• es predictivo, porque anticipa qué debería suceder en otras
situaciones
38 Capítulo 2 • Concepto de modelo. Química • 3º C.B.
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37. Un modelo es válido si las explicaciones que se desprenden de él son
coherentes con los hechos observados y si se cumplen las predicciones
que anticipa.
En determinadas circunstancias un modelo pierde validez parcial o
total si no puede explicar las observaciones. Ello puede ocurrir cuando
se dispone de nuevos instrumentos que aportan datos antes desconoci-
dos o cuando se encuentran situaciones hasta el momento no estudiadas.
En esos casos pueden suceder dos cosas:
• una modificación del modelo propuesto inicialmente, que permi-
ta explicar las nuevas observaciones
• la sustitución del modelo inicial por otro
Avanzaremos en el estudio de la Química basándonos en un mode-
lo: el modelo discontinuo de la materia (fig. 2).
Emplearemos el modelo discontinuo de la materia para explicar las
situaciones que se van planteando. Si en algún momento concluimos que
este modelo no es adecuado para interpretar las evidencias experimen-
tales o si las predicciones que con él pudiéramos enunciar no se cum-
plen, tendríamos que introducirle modificaciones o sustituirlo por otro.
¡Te proponemos este desafío para el resto del curso!
Muchas veces, para entender mejor cuáles son las reglas de un mo-
delo se construyen representaciones usando objetos o dibujos que per-
miten “visualizar” las situaciones que se están analizando.
Para ello previamente será necesario establecer cuáles son las reglas
del modelo y tenerlas en cuenta al usarlo.
Reglas del modelo
Vamos a considerar que:
• la materia está formada por partículas tan pequeñas que no
pueden ser vistas
• entre las partículas hay espacio vacío
• las partículas que forman un mismo “tipo de materia” son
iguales entre sí (fig. 3)
• aunque la materia experimente transformaciones las partícu-
las no se modifican
Fig. 2. Diferencia entre continuo y dis-
continuo.
¿Qué significa discontinuo?
Consideremos el siguiente ejemplo:
esta estrella está dibujada con trazo
continuo.
esta otra estrella está dibujada con
trazo discontinuo.
Fig. 3.
Por ejemplo el hierro lo consi-
deramos un “tipo de materia”
diferente al cobre, por lo tan-
to las partículas de hierro son
iguales entre sí y diferentes a
las partículas del cobre.
39Concepto de modelo. • Capítulo 2Química • 3º C.B.
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38. Interpretación de los estados físicos
utilizando el modelo discontinuo
Estado sólido
Para poder explicar, que los sólidos tienen una forma determinada y
un volumen propio aplicando el modelo, es posible pensar que sus par-
tículas están muy juntas y por lo tanto el espacio vacío entre ellas debe
ser mínimo.
Considerando entonces que no existe prácticamente espacio entre
las partículas, éstas deben estar ubicadas en posiciones fijas y el único
movimiento posible sería el de vibración en el lugar. Si las partículas
que constituyen los sólidos se mantienen muy juntas y sin posibilidad
de movimiento de traslación, debe ser por la existencia de fuerzas de
atracción intensas entre ellas.
Todo lo anteriormente afirmado permite explicar por qué los sólidos
prácticamente no pueden comprimirse (fig. 4).
Si el sólido absorbe calor, aumentará la energía de las partículas y por
lo tanto vibrarán más en su lugar, lo que nos permite explicar que a nivel
macroscópico no se produzca cambio visible en el volumen del cuerpo.
Usando el modelo, se ha podido interpretar por qué al aumentar la tem-
peratura la dilatación en los sólidos es escasa.
Estado líquido
Aplicando el modelo discontinuo, se puede explicar que los líquidos
adoptan la forma del recipiente que los contiene si se piensa que las par-
tículas no ocupan posiciones fijas sino que se mueven, acomodándose
de distintas maneras (fig. 5).
Este desplazamiento de las partículas será posible si consideramos
que el espacio vacío entre ellas es mayor que en el estado sólido. Tam-
bién en forma comparativa, podemos pensar que las fuerzas de atrac-
ción interparticulares deben ser de intensidad menor a las que existen
entre las partículas en el estado sólido.
Es aceptada la idea que las partículas en el estado líquido se en-
cuentran ordenadas en pequeños grupos, los cuales son diferentes y
cambiantes.
Si el líquido absorbe calor aumentará la energía de las partículas, y
en consecuencia la agitación de las mismas; si a esto se le agrega la exis-
tencia de suficiente espacio vacío, se puede pensar que aumentarán los
movimientos de traslación.
El modelo permite explicar que la dilatación en los líquidos es ma-
yor que en el estado sólido frente a la misma variación de temperatura.
Esta es la propiedad termométrica que se utiliza para la construcción de
termómetros de líquido.
Fig. 4. Representación del estado sólido
utilizando el modelo de partículas.
Fig. 5. Representación del estado líquido
utilizando el modelo de partículas.
Interparticular significa “en-
tre partículas”
• Partículas muy juntas
• Mínimo espacio vacío interparticular
• Partículas separadas formando grupos
diferentes y cambiantes
• Mayor espacio vacío interparticular que
en el estado sólido
Representa una partícula
Representa una partícula
40 Capítulo 2 • Concepto de modelo. Química • 3º C.B.
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39. Estado gaseoso
Los cuerpos gaseosos ocupan todo el espacio disponible, por lo tan-
to es posible pensar que sus partículas deben estar muy separadas, por
lo que el espacio vacío será enorme.
Fácilmente se puede deducir que las atracciones entre las partículas
deben ser mínimas y que éstas estarán en continuo movimiento, al azar
y de manera desordenada (fig. 6 ).
Si se aplica presión a un cuerpo gaseoso su volumen disminuye con-
siderablemente. Usando el modelo es posible explicar este hecho supo-
niendo que las distancias interparticulares se reducen.
Por otra parte, los cuerpos en estado gaseoso tienden a expandirse al
absorber calor. Se puede decir entonces que aumenta la energía cinética
de las partículas, que tienden a alejarse aún más.
¿A qué se llama estados de agregación de la materia?
Los estados de la materia se pueden caracterizar según el grado de
agrupación de las partículas.
Por esta razón, se les suele denominar estados de agregación de la
materia, haciendo referencia a cuán “disgregadas” o “agregadas” se
piensa que se encuentran las partículas en cada uno de ellos (fig. 7).
Fig. 6. Representación del estado gaseo-
so usando el modelo de particulas.
El término agregación signifi-
ca “agrupación de partes for-
mando un todo”.
Fig. 7. Cuadro explicativo de los tres estados de agregación de la materia aplicando el modelo discontinuo.
MODELO
ESTADO SÓLIDO ESTADO LÍQUIDO ESTADO GASEOSO
Las partículas se encuentran
en posiciones fijas, muy
juntas.
Las partículas forman grupos
desiguales y variables. Se
encuentran más alejadas unas
de otras con respecto a las del
estado sólido.
Las partículas se encuentran
muy separadas.
El espacio vacío entre las
partículas es casi nulo.
Hay más espacio vacío entre
las partículas que en el estado
sólido.
El espacio vacío entre
las partículas es enorme
comparado con el tamaño de
las mismas.
Las partículas solo pueden
vibrar en las posiciones fijas.
Las partículas pueden realizar
movimientos de vibración,
rotación y traslación.
Las partículas se mueven
mucho más que en el estado
líquido chocando entre si y con
las paredes del recipiente.
Las fuerzas de atracción
entre las partículas son muy
intensas.
Las fuerzas de atracción entre
las partículas son menos
intensas que en los sólidos y
más que en los gases.
Las fuerzas de atracción
entre las partículas son
prácticamente nulas.
Representa una partícula
• Partículas muy separadas (no está re-
presentada a escala la distancia entre ellas con
respecto al tamaño de cada una).
• El espacio vacío es enorme.
41Concepto de modelo. • Capítulo 2Química • 3º C.B.
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40. Aplicaciones y problemas
1) a) Si se considera un modelo:
• ¿qué funciones debe cumplir?
• ¿cuándo pierde validez?
b) ¿Cuáles son las principales ideas del modelo discontinuo de la
materia?
2) Empleando objetos pequeños como bolitas, tuercas, clavos, figuras
geométricas de papel u otros representa cómo se encuentran las
partículas en los estados sólido, líquido y gaseoso. Demuestra tu
creatividad.
También puedes hacerlo creando diapositivas y animándolas si lo
crees apropiado.
3) De acuerdo a la interpretación del estado sólido usando el modelo
discontinuo:
• deduce si las partículas estarán ordenadas o desordenadas
• realiza una predicción sobre cuál será el aspecto de los crista-
les de sal, observados con una lupa (fig. 1)
• realiza en tu casa o en el laboratorio la observación planteada
y verifica si tu hipótesis es válida o no
4) Reorganiza las características de los estados físicos a nivel de partí-
culas estableciendo una comparación entre ellos. Intenta usar una
palabra o a lo sumo dos en cada casillero.
Figura. 2. Ejercicio 5.
Estado sólido Estado líquido Estado gaseoso
Posición relativa de las partículas
Espacio vacío interparticular
Movimiento de las partículas
Fuerzas de atracción interparticulares
Orden de las partículas
5) Usando el modelo discontinuo de la materia explica los siguientes
hechos:
a) los líquidos se derraman pero los sólidos no
b) si se destapa un perfume en una habitación, luego de cierto
tiempo se percibe el aroma en todo el ambiente
c) al colocar el contenido de una botella de 500 cm3
de agua en una
jarra cambia la forma del líquido pero no su volumen (suponer
que no hay pérdidas) (fig. 2)
d) es imposible evitar que se mezclen dos gases colocados en un
recipiente
Fig. 1. Ejercicio 3.
Actividades
42 Capítulo 2 • Concepto de modelo. Química • 3º C.B.
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41. Ampliando el horizonte...
Del modelo de Aristóteles a la Alquimia
En todas las épocas los seres humanos han construi-
do modelos para intentar explicar los hechos observables
y por esa razón el modelo de la materia ha variado en el
tiempo.
Los filósofos griegos buscaron principios o elementos
comunes a todas las cosas existentes.
Entre ellos Empedócles (siglo V a.C) estableció la teoría
de los 4 elementos: agua, aire, tierra y fuego.
Aristóteles (siglo IV a.C), apoyó esta teoría y agregó a es-
tos elementos las cualidades: seco, húmedo, frío, caliente.
Entonces la tierra es fría y seca, el agua fría y húmeda, el aire
húmedo y caliente, el fuego caliente y seco. Los elementos al
adquirir otras características pueden cambiar.
Aristóteles supuso que los cielos deberían estar formados por un quin-
to elemento, inmutable, que llamó «éter» y lo consideró perfecto, eterno e
incorruptible, muy distinto de los cuatro elementos imperfectos.
La idea aristotélica que los elementos podían ser transformados, suge-
ría que privando a los metales de ciertos atributos -o quizá de todos- y re-
duciéndolos de ese modo a materia prima, se les podía dar a continuación
los atributos del oro. El origen de la alquimia parece estar en la unión de la
práctica de los trabajadores egipcios de los metales y las teorías de la mate-
ria con fuertes bases aristotélicas. Los primeros alquimistas, como Zósimo
y Sinesio en el siglo III, combinaron descripciones de aparatos y de opera-
ciones prácticas con explicaciones teóricas del Universo.
El objeto principal de la alquimia era la producción del oro a partir de
otros metales como el plomo, es decir la trasmutación de los metales. De
acuerdo con Aristóteles, tanto el plomo como el oro estaban formados por
los cuatro elementos universales (tierra, agua, aire y fuego). En base a estas
ideas, los alqumistas pensaban que era posible transformar un metal en
otro cambiando las proporciones de los 4 elementos.
Extraído y adaptado de“Breve historia de la Química”y“La búsqueda de los elementos”de Isaac Asimov.
Lee el texto y responde:
• ¿cómo explicaba Aristóteles la composición de la materia?
• ¿qué relación se establece entre las ideas aristotélicas y las prácticas
alquimistas?
• si se hubiera logrado transformar los metales en oro; ¿qué consecuencias
económicas habrían surgido?
Fuego
Agua
Aire
caliente
húmedo
seco
frío
Tierra
43Concepto de modelo. • Capítulo 2Química • 3º C.B.
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42. Transformaciones de la materia
Los cambios físicos
Capítulo 3
El vapor de agua es invisible y se
encuentra por ejemplo en la zona
más cercana al pico de la caldera.
Frecuentemente llamamos “va-
por” a la “nube visible” de peque-
ñísimas gotitas de agua que se
formaron cuando el vapor con-
densa en contacto con el aire a
menor temperatura.
Las nubes son acumulaciones de
pequeñísimas gotitas de agua y
en algunos casos también crista-
les de hielo.
¿Sabías qué... ?
La materia experimenta cambios constantemente. Así por ejemplo,
si colocamos agua en el congelador, se transforma en hielo; si dejamos
un frasco de alcohol destapado el volumen del líquido va disminuyen-
do porque éste se evapora; si mezclamos el contenido de un sobre para
preparar refresco con agua, el polvo se disuelve; si acercamos un fósforo
encendido a un trozo de papel, éste arde.
En algunas de estas transformaciones, la composición de la mate-
ria que experimenta el cambio no se modifica: la sustancia es la misma
antes y después de la transformación, solo se aprecia un cambio en su
aspecto.
Los cambios de estado como la fusión de un sólido, la evaporación
de un líquido, la condensación de un vapor y otras transformaciones
como la dilatación de un material, el estiramiento de un resorte son
cambios físicos (fig. 1).
Un cambio físico es una transformación de la materia en la cual
su composición no se modifica.
Fig. 1 El material con el que está fabricado el resorte es el mismo tanto sin estirar
como estirado. Es decir la composición del resorte es idéntica en ambas situaciones.
44 Capítulo 3 • Transformaciones de la materia. Química • 3º C.B.
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43. Cambios de estado
El siguiente esquema resume los cambios de estado producidos por transferencia de energía en forma
de calor.
Procesos exotérmicos
Se llaman exotérmicos
aquellos procesos que
ocurren con liberación de
energía.
Vaporización: cambio de
estado líquido a gaseoso, que
puede tener lugar como eva-
poración o como ebullición.
Evaporación: fenómeno que
se produce en la superficie del
líquido a cualquier tempera-
tura.
Ebullición: fenómeno que se
produce en todo el líquido a
una temperatura constante y
característica.
A esa temperatura constante
se le llama punto de ebulli-
ción y su valor depende de
la presión exterior. Si la pre-
sión exterior es de 1 atmós-
fera (1 atm) se llama punto de
ebullición normal.
Relación entre punto de ebu-
llición y presión exterior:
a medida que aumenta la pre-
sión sobre la superficie del
líquido (presión exterior),
aumenta el punto de ebulli-
ción y viceversa.
(o sublimación
inversa)
• evaporación
• ebullición
agua LÍQUIDA
BROMO GASEOSO
YODO GASEOSO
agua SÓLIDA
BROMO LÍQUIDO
YODO SÓLIDO
FUSIÓN
VAPORIZACIÓN
SUBLIMACIÓN
SOLIDIFICACIÓN
CONDENSACIÓN
CONDENSACIÓN
SÓLIDA
Procesos endotérmicos
Se llaman endotérmicos
aquellos procesos que
ocurren con absorción de
energía.
45Transformaciones de la materia. • Capítulo 3Química • 3º C.B.
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44. Fig. 4. Las partículas de la superficie es-
tán solo atraídas por las partículas del
interior del líquido, por lo tanto logran
separarse si adquieren suficiente energía
para vencer las fuerzas de atracción.
El resto de las partículas, las que se en-
cuentran en el interior del líquido, están
atraídas en todas direcciones por otras
partículas.
Fig. 5. Representación de la evaporación
con el modelo de partículas.
Fig. 3. Gas y vapor.
En el estado gaseoso los cuerpos
pueden presentarse como gas o
como vapor. Para cada sustan-
cia depende de las condiciones
de temperatura y presión.
Fig. 2. Cambio físico y el modelo de par-
tículas.
En un cambio físico las partí-
culas no se modifican; varía la
distancia entre ellas, las fuer-
zas que las mantienen unidas y
su movimiento.
Interpretación de los cambios de estado
utilizando el modelo de partículas
Analizaremos dos ejemplos de cambios físicos (fig. 2).
Evaporación
Para explicar la evaporación tendremos en cuenta que:
• este cambio consiste en el pasaje del estado líquido al estado ga-
seoso (fig. 3)
• las partículas en el estado líquido están formando grupos y se
mantienen unidas mediante fuerzas de atracción
• las partículas en el estado gaseoso están en continuo movimiento
y casi no existen fuerzas de atracción entre ellas
¿Cómo explicar que en el estado líquido, las partículas logran sepa-
rarse venciendo las atracciones entre ellas? Necesariamente debemos
suponer que para ello absorben energía (fig. 4).
¿Qué partículas tendrán mayor facilidad para separarse del resto sa-
liendo del líquido?. Es razonable pensar que las partículas que están en
la superficie del líquido tienen mayor facilidad para “salir”, que las ubi-
cadas en el interior del mismo.
Uniendo ambas respuestas surge una posible explicación: algunas
partículas de la superficie, que adquieren suficiente energía, pueden
vencer las fuerzas de atracción logrando “escapar” del líquido. Así pa-
san a formar el estado gaseoso (fig. 5).
Basándonos en ese razonamiento podemos explicar los factores que
afectan la velocidad de evaporación:
• si la temperatura aumenta, la energía cinética de las partículas es
mayor; por lo tanto habrá más partículas capaces de vencer las
fuerzas de atracción, ya que poseen energía suficiente para lo-
grarlo.
• según el líquido considerado, cuánto menores son las fuerzas de
atracción entre las partículas, menor será la energía necesaria
para vencerlas y el líquido se evaporará más fácilmente (líquidos
volátiles).
Fusión
Para explicar la fusión tendremos en cuenta que:
• este cambio consiste en el pasaje del estado sólido al estado líquido
• las partículas en el estado sólido están muy juntas, con escaso
movimiento y con fuerzas de atracción mayores que en el estado
líquido
• en el estado líquido las partículas están más separadas que en el
estado sólido y se mantienen unidas mediante fuerzas de atrac-
ción de menor intensidad
Representa fuerza de atracción
46 Capítulo 3 • Transformaciones de la materia. Química • 3º C.B.
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45. Representación del estado sólido con el
modelo de partículas
¿Cómo se puede explicar que las partículas en el estado sólido logren
vencer las intensas fuerzas de atracción y se separen pasando a formar
el estado líquido? (fig.6).
Evidentemente en el estado sólido, para que las partículas logren
separarse, deberán adquirir suficiente energía para vencer las intensas
fuerzas atractivas que las mantienen muy juntas y unidas.
A medida que el sólido va absorbiendo energía del ambiente, au-
menta el movimiento de vibración de las partículas sin cambiar su po-
sición. La manifestación macroscópica de este proceso es un aumento
de temperatura.
En el momento que algunas de las partículas del sólido tienen sufi-
ciente energía para vencer las fuerzas de atracción que las mantienen
unidas, comienza el cambio de estado, es decir la fusión.
Macroscópicamente la temperatura no varía porque la energía ab-
sorbida por las partículas es usada para vencer dichas fuerzas atractivas
y no para aumentar su movimiento.
Esa temperatura constante se llama punto de fusión.
Expresión simbólica de los cambios de estado
La Química estudia las transformaciones de la materia y ha estable-
cido representaciones simbólicas para transmitir la información.
Comenzaremos por simbolizar estas transformaciones indicando:
• el cambio mediante una flecha
• los estados físicos (fig. 7)
Para simbolizar la condensación del agua se escribe:
AGUA (g) AGUA (l)
Esta expresión se lee:
“el agua en estado gaseoso se transforma en agua líquida”.
Para simbolizar la fusión del hierro se escribe:
HIERRO (s) HIERRO (l)
Esta expresión se lee:
“el hierro sólido se transforma en hierro líquido”
En los cambios físicos no se modifica la composición química de
la materia. Esto se evidencia en las expresiones simbólicas del cambio
donde se lee “agua” antes y después de la transformación (o “hierro” en
el otro ejemplo).
Fig. 6. Representación de la fusión con el
modelo de partículas.
Fig. 7. Significado de la simbología quí-
mica (notación química).
Símbolo Significado
Cambio. Se lee: “se
transforma en... ”
(s) Estado sólido
(l) Estado líquido
(g) Estado gaseoso
Al absorber energía aumenta el movi-
miento de vibración de las partículas,
sin cambiar la posición.
A nivel macroscópico se manifiesta en
un aumento de temperatura.
La energía absorbida por las partículas
esusadaenvencerlasfuerzasdeatrac-
ción que las mantienen unidas y así se
produce la fusión. Durante el cambio
de estado la temperatura permanece
constante y a esa temperatura se le lla-
ma punto de fusión.
47Transformaciones de la materia. • Capítulo 3Química • 3º C.B.
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46. Aplicaciones y problemas
1) En un experimento se debe medir la temperatura del agua conteni-
da en un vaso de Bohemia.
La profesora dice: “estamos observando que el mercurio sube por el
capilar del termómetro” y pregunta:
“¿Cuál es la propiedad termométrica en que se basa la construcción
de este termómetro?”
Varios estudiantes responden (fig.1)
a) Indica cuál es la respuesta correcta y justifica la elección.
b) Explica por qué esta modificación que experimenta el mercurio
es un cambio físico.
Luego la profesora les propone aplicando el modelo discontinuo de
la materia, elaborar una hipótesis para interpretar ese fenómeno.
Las respuestas dadas se encuentran en la figura 2.
c) Elige la respuesta correcta. Redacta un argumento a favor de tu
elección e indica los errores en las otras respuestas.
Fig. 2 Ejercicio 1
2) La velocidad de evaporación de un líquido es mayor al aumentar la
superficie del mismo.
a) Explica este hecho usando el modelo discontinuo.
b) Interpreta con el modelo el siguiente hecho cotidiano: cuando
llueve y queda el agua estancada, los charcos se eliminan rápi-
damente si se barre el agua (fig.3).
3) Al aumentar la temperatura es mayor la velocidad de evaporación
de un líquido.
a) Explica este hecho usando el modelo discontinuo.
b) Interpreta con el modelo el siguiente hecho: luego de una lluvia
la vereda se seca más rápidamente en verano que en invierno y
en ninguno de los dos casos el agua hierve (fig.4).
Fig. 1 Ejercicio 1
Fig. 3 Ejercicio 2
Fig. 4 Ejercicio 3
Actividades
Mariana: entraron partículas
de agua al termómetro y
por eso crece el volumen
dentro del capilar.
Joaquín: las partículas de
mercurio absorben energía
y aumentan de tamaño.
Felipe: el mercurio
absorbe energía, sus
partículas se mueven más
y aumenta así el espacio
vacío entre ellas.
Cecilia: la temperatura
entra al termómetro y
hace que las partículas de
mercurio suban.
Mariana: es la
dilatación.
Joaquín: creo que
es la temperatura.
Cecilia: para mí
es el volumen.
Felipe: es la
densidad.
48 Capítulo 3 • Transformaciones de la materia. Química • 3º C.B.
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47. 4) En el texto se ha afirmado que durante la evaporación las partículas
que se encuentran en la superficie del líquido son las que “escapan”
y pasan a formar el estado gaseoso.
a) ¿Por qué es improbable que puedan salir las partículas que se
encuentran en el medio o en el fondo del líquido?
b) Establece una analogía entre: las partículas en un líquido y mu-
chas personas en una habitación con una única puerta. Conside-
ra que deben desalojar el lugar por alarma de incendio.
5) a) Usando el modelo discontinuo explica cómo ocurren los si-
guientes cambios de estado:
• Sublimación de yodo
• Condensación de agua (fig.5)
b) Representa ambos cambios usando el modelo de partículas.
6) La acetona es más volátil que el alcohol y éste es más volátil que el agua.
a) ¿Qué significa volátil?
b) Considerando los tres líquidos a temperatura ambiente, elabora
una explicación que justifique la diferencia de volatilidad, usan-
do el modelo discontinuo.
c) ¿Por qué es tan importante mantener bien tapados los frascos
que contienen alcohol o acetona? Justifica.
7) Se ha explicado que se llama “hielo seco” al dióxido de carbono só-
lido porque pasa directamente del estado sólido al estado gaseoso.
Esta particularidad lo hace muy útil para conservar helados porque
mantiene la temperatura muy baja y no moja (fig. 6).
a) ¿Cuál es el nombre de ese cambio de estado?
b) Explica esa transformación usando el modelo de partículas y
realiza la representación del mismo.
c) Elabora una hipótesis que justifique por qué solo algunos sóli-
dos logran ese cambio de estado a temperatura ambiente.
8) Escribe los enunciados oracionales correspondientes a cada una de
estas expresiones:
a) Alcohol (l) Alcohol (g)
b) Plomo (s) Plomo (l)
c) Azufre (l) Azufre (s)
9) Representa las siguientes transformaciones físicas empleando la
notación química:
• Evaporación de acetona
• Solidificación de hierro
• Condensación de agua
• Sublimación de naftalina
Fig. 5 Ejercicio 5
Fig. 6 Ejercicio 7
49Transformaciones de la materia. • Capítulo 3Química • 3º C.B.
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