Estados de la Materia, Mezclas, Disoluciones y Transformaciones Químicas: Conceptos y Fórmulas

La Materia y sus Estados

La materia es todo aquello que nos rodea y que podemos percibir (sólido, líquido, gaseoso). Sus propiedades pueden ser:

• Dependientes (intensivas): Temperatura, densidad, punto de fusión, color, brillo, dureza.
• Independientes (extensivas): Masa, volumen.

La densidad se calcula como: D = M/V (donde D se expresa comúnmente en Kg/m³).

Explicación de la Materia según la Teoría Cinético-Molecular

1. Las partículas están en continuo movimiento.
2. Cuanto mayor es la temperatura, mayor es el movimiento.

Estado Sólido

Partículas juntas que forman un volumen constante. Pueden formar redes cristalinas (sólidos cristalizados) o ser sólidos amorfos.

Estado Líquido

Las fuerzas entre partículas son más débiles, permitiendo cierta libertad de rotación y traslación.

Estado Gaseoso

Las fuerzas de atracción son nulas, con movilidad total. No tienen forma ni volumen propio y se comprimen fácilmente.

Ecuación de los Gases Ideales

La ecuación que describe el comportamiento de los gases ideales es:

P * V = n * R * T

• P: Presión (en atmósferas; 1 atm = 760 mmHg).
• V: Volumen (en litros).
• T: Temperatura (en Kelvin; 0 K = -273.15 °C).
• R: Constante de los gases ideales (0.082 atm·L/mol·K).
• n: Número de moles.

Mezclas y Sustancias Puras

Mezclas

Un sistema material en el que se han combinado dos o más sustancias puras, cuya proporción puede ser variable. Pueden ser:

• Homogéneas: Dos o más componentes que no se distinguen visualmente.
• Heterogéneas: Los componentes se distinguen a simple vista.

Sustancia Pura

Aquella en la que, sea cual sea el estado de agregación, sus propiedades, tanto físicas como químicas, son características de la misma y permiten diferenciarla de otras.

Un elemento químico es una sustancia pura que no se puede descomponer en otras más sencillas. Un compuesto químico es una sustancia pura formada por dos o más elementos y que se puede descomponer en estos por métodos químicos.

Disoluciones

Son mezclas homogéneas y uniformes de dos o más compuestos.

• Disolvente: Sustancia que, generalmente, se encuentra en mayor proporción y *suele* estar en el mismo estado de agregación que la disolución resultante.
• Soluto: Lo que se disuelve.

Tipos de Disoluciones

• Diluida.
• Concentrada.
• Saturada.

Solubilidad: Máxima cantidad de soluto que se puede disolver en una cantidad determinada de disolvente a una temperatura específica.

Concepto de Mol

Cantidad de sustancia que contiene tantas entidades elementales (átomos, moléculas, iones, etc.) como átomos hay en 0.012 kg de carbono-12. Este número se conoce como Número de Avogadro (N_A): 6.022 x 10²³ mol^-1.

Masa = M_m * mol (donde M_m es la masa molar).

Cálculos de Concentración

• Porcentaje en masa (% masa): [masa (g) soluto / (masa (g) soluto + masa (g) disolvente)] * 100%
• Porcentaje en volumen (% volumen): [V (mL) de soluto / V (mL) de disolución] * 100%
• Molaridad (M): Número de moles de soluto disueltos por litro de disolución. M = masa (g) de soluto / (masa molar (g/mol) de soluto * V(L) de disolución)

Transformaciones Químicas

Transformación Química

También llamadas reacciones químicas, son procesos donde aparecen sustancias nuevas (la materia se transforma).

Transformación Física

No cambia la naturaleza química de los cuerpos (no aparecen sustancias nuevas).

Reacción Química

Reorganización de los átomos que forman las sustancias reaccionantes (reactivos) para obtener los productos de la reacción.

Ley de Conservación de la Masa

La masa de los reactivos es igual a la masa de los productos.