Fundamentos de la Materia y sus Propiedades

La materia es todo lo que tiene masa y ocupa un volumen.

Propiedades de la Materia

• Propiedades generales: masa, volumen, inercia, divisibilidad.
• Propiedades específicas: densidad, punto de fusión, color, conductividad.

Clasificación de la Materia

Materia
├── Sustancias puras
│ ├ Elementos (Fe, O₂, Au…)
│ └ Compuestos (H₂O, NaCl…)
└── Mezclas
  ├ Homogéneas (disoluciones)
  └ Heterogéneas (aceite y agua, granito…)

El Método Científico y los Cambios de la Materia

Etapas del Método Científico

1. Observación del fenómeno
2. Planteamiento del problema
3. Formulación de una hipótesis
4. Experimentación
5. Análisis de resultados
6. Conclusión
7. Comunicación de la investigación

Tipos de Cambio Físico y Químico

Magnitudes Físicas y Unidades de Medida

Magnitudes Fundamentales (Sistema Internacional – S.I.)

Magnitudes Derivadas (Ejemplos)

• Velocidad: magnitud = velocidad; unidad = m/s; símbolo = v
• Densidad: magnitud = densidad; unidad = kg/m³; símbolo = ρ

Conversión de Unidades (Factores de Conversión)

1. 360 min a h
2. 1500 dm a hm
3. 5,7 kg a g
4. 320000 dl a hl
5. 5,63 km a hm

Notación Científica

Conversión a Unidades del S.I.

1. 1.5 h → 1.5 × 3600 = 5400 s
2. 65 Gm → 65 × 10⁹ = 6.5 × 10¹⁰ m
3. 484000 μl → 484000 × 10⁻⁶ = 0.484 l = 4.84 × 10⁻⁴ m³
4. 120 km/h → 120 × (1000/3600) ≈ 33.3 m/s
5. 45 kg/dm³ → 45 × 1000 = 45000 kg/m³

Medición y Seguridad en el Laboratorio

Instrumentos de Medida (Ejemplo Genérico)

Normas de Seguridad en el Laboratorio

1. No comer ni beber.
2. Usar bata y gafas de seguridad.
3. Leer las etiquetas antes de usar productos.
4. No oler ni tocar sustancias desconocidas.
5. Mantener el área limpia.
6. Avisar al profesor si ocurre un accidente.

Material de Laboratorio (Nombres y Usos)

Densidad y Disoluciones

Densidad como Propiedad Característica

Si cambian la masa o el volumen de una misma sustancia, la densidad no varía, porque es una propiedad característica.

Cálculo de Densidad (Ejemplo Práctico)

Datos:

• Masa = 35.75 g
• Volumen inicial = 30 ml
• Volumen final = 34 ml

Cálculo del Volumen del cuerpo:

$$V = 34 \text{ ml} – 30 \text{ ml} = 4 \text{ ml}$$

Cálculo de la Densidad:

$$D = \frac{M}{V} = \frac{35.75 \text{ g}}{4 \text{ ml}} \approx 8.9375 \text{ g/ml}$$

Comparación con tabla: Densidad del Cobre → 8.93 g/ml. ✅ El cuerpo está hecho de cobre.

Conceptos de Disolución

• Disolución: mezcla homogénea de dos o más sustancias.
• Soluto: el componente que se disuelve (por ejemplo, sal o alcohol).
• Disolvente: el componente que disuelve (por ejemplo, agua).

Preparación de una Disolución

Datos:

• 20 g de azúcar
• 250 ml de disolución

a) Soluto: azúcar

b) Disolvente: agua

c) Volumen en litros: $250 \text{ ml} = 0.25 \text{ L}$

d) Concentración: (Cálculo pendiente)

Procedimiento: Se disuelve el azúcar en agua hasta alcanzar el volumen total de 250 ml.

Estados de Agregación y Cambios de Estado

Propiedades de los Estados de Agregación

Cambios de Estado

Progresivos (Aumento de temperatura):

• Fusión (sólido → líquido)
• Vaporización (líquido → gas)
• Sublimación (sólido → gas)

Regresivos (Disminución de temperatura):

• Solidificación (líquido → sólido)
• Condensación (gas → líquido)
• Sublimación inversa o deposición (gas → sólido)

Ebullición vs. Evaporación

Cambios de Estado según Temperatura

Tabla de Puntos de Fusión (Tf) y Ebullición (Teb):

a) Estado del Etanol:

• A –3 °C: Temperatura entre –114 °C y 78 °C → Líquido
• A 100 °C: Mayor que 78 °C → Gas

b) Estado del Mercurio:

• A –50 °C: Menor que –39 °C → Sólido
• A –10 °C: Entre –39 °C y 357 °C → Líquido
• A 200 °C: Entre –39 °C y 357 °C → Líquido

c) Estado a Temperatura Ambiente (20 °C):

• Oxígeno → Gas
• Etanol → Líquido
• Sodio → Sólido
• Azufre → Sólido
• Hierro → Sólido
• Mercurio → Líquido

Interpretación de Gráficas de Calentamiento

Ejemplo 1: Sustancia con Tf = 80 ºC y Teb = 150 ºC

• A 79 ºC: Sólido
• A 130 ºC: Líquido

Explicación: Por debajo de 80 ºC está sólido; entre 80 ºC y 150 ºC, líquido; por encima de 150 ºC, gas.

Ejemplo 2: Curva de Calentamiento (Tipo Agua)

• La gráfica corresponde a una curva de calentamiento.
• Estado inicial: sólido
• Temperatura inicial: aprox. -30 ºC (Asumiendo el contexto del texto fragmentado)
• Punto de fusión (Tf): 0 ºC
• Punto de ebullición (Teb): 100 ºC
• Temperatura de solidificación = 0 ºC
• Temperatura de condensación = 100 ºC

Contexto de Calentamiento: Considerando una curva de calentamiento que inicia en estado sólido a -30 ºC. Al aplicar calor, la temperatura sube hasta los 0 ºC, donde ocurre la fusión. Entre 0 ºC y 100 ºC, la sustancia se encuentra en estado líquido. Por encima de 100 ºC, pasa a estado gaseoso.

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