Propiedades de la materia, mezclas, características, y Leyes de la combinación Química

La Química.

    La Química es la ciencia que estudia las sustancias que conforman el universo y de los cambios que estos mismos experimentan. Su campo es muy amplio, ya sea por la diversidad de estructuras de la materia y de los cambios químicos, como por su utilidad. Se integra como una ciencia multidisciplinaria como la biología o la física, también es eminente y experimental y para aplicarla es necesario del desarrollo del método científico. Por lo que se ha convertido en una herramienta primordial al momento de resolver grandes preguntas de la humanidad, así mismo generando respuestas a sus necesidades.

Origen de la Química

Homo Erectus haciendo fuego.

    El origen de la química está estrechamente relacionado con el desarrollo del hombre, la cual se relaciona con el principio del dominio de la química, en donde el hombre aprendió a dominar el fuego. En el que hay indicios de hace más de 500.000 años en donde algunas tribus consiguieron este importante logro que le permitía preparar su comida.

Edad del bronce.

    Por ende, la primera reacción química de gran importancia que controlaron los humanos fue el fuego, este se considera uno de los beneficios más importantes en la historia, ya que este proporcionaba calor y luz, sino porque también ayudaba de protección de los animales salvajes y para despejar bosques. Para este punto se empezaron a emplear los metales, el primero fue el oro ya que este se puede encontrar de forma nativa en la naturaleza, además de la plata y el cobre. Las primeras técnicas se limitaban a fundir los metales con ayuda del fuego y así darles forma de adornos o herramientas.

Alquimista.

    Luego se dio el progreso de la “Alquimia”, que se centró en el uso de recetas útiles con fines idealistas como; el elixir de la eterna juventud o la transmutación de metales. También para resolver problemas prácticos como; la pólvora, metales y aleaciones, remedios curativos, etc. Todo esto con muy poco fundamento científico.

Imagen de Linus Pauling.

    El científico Linus Pauling propuso la siguiente definición:

 “La Química es la ciencia que estudia las sustancias, su estructura, sus propiedades y las reacciones que las transforman en otras sustancias”.

La materia

    La materia es todo aquello que ocupa un lugar determinado en el espacio, posee una cantidad determinada de energía y está sujeto a interacciones en el tiempo, los cuales pueden ser medidos por algún instrumento de medición. Desde la química, la materia es el conjunto de los elementos que constituyen la realidad perceptible, entre otras palabras, constituye las sustancias a nuestro alrededor y a nosotros mismos, por lo que la química se ocupa de estudiar la composición y transformación de la materia. Hasta donde sabemos la materia está constituida por partículas microscópicas, a las que llamamos átomos. Estos constituyen las unidades fundamentales de la materia. Cada uno de los átomos tienen propiedades de elementos químicos a la que pertenece, estos los podemos encontrar en la Tabla Periódica.

Propiedades de la materia

    Las propiedades de la materia se clasifican en dos grandes grupos:

Propiedades físicas de la materia, son caracteristicas que se pueden observar y medir son la necesidad de cambiar su estado:

Temperatura.

• Temperatura, es el grado de calor que presenta un material en un momento.
• Estado de agregación, determinado por la temperatura y la presión sometida "Sólido, Líquido y Gaseoso".
• Conductividad, capacidad que tiene los materiales para permitir el transito de energía a través de sus particulas "Termica o Electrica".
• Punto de fusión, es la temperatura a la que un sólido se transforma en un líquido.
• Punto de ebullición, es la temperatura en que un líquido se transforma en gas.

Propiedades químicas de la materia, son las caracteristicas que adopta la materia una vez que pasa por ciertas reacciones que modifican las originales:

Reactividad.

• pH, la corrosividad de los ácidos y la causticidad de as bases "Acidez o alcalinidad".
• Reactividad, la materia puede ser más o menos reactiva "ser propensa a cambiar de sustancia".
• Inflamabilidad, pueden generar una explosión que libere calor y producir llamas.
• Oxidación, es la pérdida de electrones.
• Redducción, es la ganacia de electrones.  

Clasificación de la materia

        Existen diversas formas y criterios para clasificar la materia, pero los principales son:

Materia Viva.

• Materia viviente, la conforma los seres vivos.
• Materia inanimada, la compone objetos inertes o sin vida.
• Materia orgánica, es conformada principalmente por átomos de carbono e hidrógeno.
• Materia inorgánica, son reacciones químicas espontáneas o no espontáneas.
• Materia simple, son compuestos muy cercanos a la pureza.
• Materia compuesta, tienen diversos tipos de elementos.

Las Mezclas

Mezclas homogéneas y heterogéneas.

    Cuando se habla de mezclas es la combinación de una o más sustancias sin unirse mediante enlaces químicos, esto significa que no se produce ninguna reacción química entre ellos, es decir, que cada componente mantiene su identidad y propiedades químicas e incluso podamos distinguir entre un componente y otro. Los componentes o fases de una mezcla se encuentran unidos mecánicamente o físicamente, por eso se ven alterados sus propiedades físicas como el punto de ebullición o de fusión.

    Los dos principales tipos de mezclas son:

Mezcla homogénea, sus componentes no se distinguen a simple vista, es necesario usar una lupa o un microscopio, ya que estas se integran uniformemente.  

Mezcla heterogénea, se pueden distinguir a simple vista cada uno de sus componentes.

Características de las mezclas

Sus componentes se pueden separar, las mezclas se generan por la combinación de sustancias bajo ciertas condiciones, por lo que, también se pueden separar en sus componentes individuales y recuperarlos aplicando procedimientos físicos de separación.

Mezclas.

Poseen composiciones variables, especialmente común en el caso de las mezclas que se presentan en la naturaleza, que pueden tener mayor concentración de sales o nitrógeno.

No forman enlaces químicos, una mezcla no es una reacción química, por lo que no se origina a consecuencia de reacciones.

Pueden ser radiactivas, algunas mezclas pueden resultar reactivas bajo ciertas condiciones.

No tiene formula química, estas no se pueden representar mediante una formula química, las mezclas no tienen formula que las definan.

Pueden tener una o más fases, en las mezclas existen al menos dos fases, fase dispersa y fase dispersante.

Métodos de separación de mezclas

    Una mezcla puede ser definida como tal solo cuando se pueden volver a obtener las sustancias individuales aplicando procedimientos físicos de separación, algunos de estos son:

Métodos de separación de mezclas.

Filtración, se usa para separar pequeñas partículas de sólidos suspendidas en líquidos.

Decantación, se usa para separar solidos suspendidos en líquidos y también líquidos inmiscibles.

Destilación, se usa para separar mezclas líquidas, este se logra a través de diferentes tipos de ebullición.

Ley de conservación de la materia

Ley de conservación de la materia.

    La “Ley de Conservación de la Materia”, es también llamada ley de conservación de masa o ley de Lomonósov-Lavoisier, en honor a sus creadores. Postula que la cantidad de materia antes y después de una transformación es siempre la misma, es una de las leyes fundamentales en todas las ciencias naturales. Se puede resumir con una frase:

“Nada se pierde, anda se crea, todo se transforma” o “La materia no se crea ni se destruye, solo se transforma”.

    Fue elaborada independientemente por Mijaíl Lomonósov en 1745 y Antoine Lavoisier en 1785, esta ley es fundamental para una adecuada comprensión de la química. Está detrás dela descripción habitual de las reacciones químicas mediante la ecuación química. 

Ley de propociones definidas

La Ley de Proporciones Definidas o también conocida como Ley de Proporciones Constantes y es una ley propuesta por Louis Proust en 1799 y que afirma:

Ejemplo de la "Ley de proporciones definidas".

“Cuando varias sustancias se unen para formar un compuesto, lo hacen siempre en una relación constante de masa”.

Esto da a entender que, en una determinada reacción, los reactivos se van a combinar siempre en el mismo porcentaje de peso independientemente de si la cantidad es grande o pequeña. Esta ley tiene implicaciones importantes, ya que a la hora de determinar una formula molecular de un compuesto, podemos asegurarnos que los subíndices de cada elemento son fijos.

Ley de proporciones múltiples

    La Ley de Proporciones Múltiples fue propuesta por John Dalton, en el año de 1803 y es una ley muy importante en la estequiometria. Fue demostrada en el practica por el químico francés Gay-Lussac. Esta ley indica que cuando dos elementos A y B son capaces de combinarse entre sí para formar varios compuestos distintos, las distintas masas B que se unen a una cierta masa de A, están en relación de números enteros y sencillos.

Ejemplo de la "Ley de proporciones multiples".

    Dalton observó y estudio el fenómeno del que Proust no se había percatado, y es que algunos elementos se combinan entre sí en distintas proporciones para originar diferentes compuestos, a esto se le conoce hoy como los diferentes estados de oxidación de un elemento, el cual el permite combinarse en diferentes proporciones con otro elemento, lo que Dalton observó es que estas diferentes proporciones guardan relación entre sí.

Conclusión

Entonces, la química es esa ciencia que estudia las estructuras, propiedades y transformaciones de la materia, que están sujetas a diferentes leyes que las rigen a partir de su propia estructura atómica. También que es indispensable el uso del método científico para el estudio de las sustancias, propiedades, la estructura de la materia, las reacciones de un metal con oxígeno, la combustión, etc. Son algunas de las características que se estudian en la química.

Referencias

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