Toda la materia está formada por pequeñas partículas llamadas átomos y moléculas, que se unen entre sí a través de fuerzas. A estas fuerzas se las conoce como fuerzas de cohesión, y a medida que las fuerzas son mayores, más cerca se encuentran las partículas unas de otras. Cuando las partículas se compactan, se tiene una sustancia en estado sólido, por ejemplo, un trozo de metal o un cristal de azúcar. Cuando la temperatura aumenta, la movilidad entre las partículas es mayor y disminuyen las fuerzas de cohesión, por lo que la materia se transforma en estado líquido y, si la temperatura sigue aumentando, finalmente en gaseoso. Si coloca un vaso con hielo, puede observar el agua presente en el aire condensarse sobre el vidrio. Al bajar la temperatura, hay un cambio de fase de vapor a líquido. Cada estado de la materia tiene propiedades distintas que lo caracterizan. Los sólidos tienen forma propia, volumen fijo y no fluyen.


Los líquidos tienen volumen fijo, pero su forma depende del recipiente que los contiene y prácticamente no se pueden comprimir. Los gases no tienen forma ni volumen fijos, ya que las fuerzas de cohesión molecular son pequeñas y permiten que las moléculas se encuentren separadas, desordenadas y con gran movimiento.



El azufre, el alcohol y el gas butano son ejemplos de sustancias puras en los tres estados de agregación.











Ponga a prueba sus conocimientos





Arrastre cada dibujo según el estado de agregación que corresponda. Anote un ejemplo de sustancia que pudiera ser representada por cada ilustración, a temperatura ambiente.

Las partículas que constituyen un sólido están unidas entre sí por fuerzas muy intensas, de manera que resulta muy difícil separarlas; por ello los sólidos tienen una forma bien definida.

Los líquidos no tienen forma propia, sino que adoptan la forma del recipiente que los contiene.Las partículas que constituyen los líquidos están más alejadas entre sí que en los sólidos.

Las partículas que forman los gases están unidas por fuerzas muy débiles. Debido a ello, los gases carecen de forma y volumen propios, adoptan la forma y tienden a ocupar todo el volumen del recipiente que los contiene.



Sobre como influyen la presión y la temperatura en las transformaciones física de la materia. Lea en su Antología, "Transformaciones del estado físico de la materia".







Mezclas homogéneas y mezclas heterogéneas





En su cocina se pueden encontrar y preparar sustancias con aspecto y textura muy distintos. Por ejemplo: en la siguiente imagen tenemos diferentes recipientes uno con agua de tamarindo, otro con vinagreta para ensalada y otro con un poco de leche de magnesia. Observe las tres sustancias. ¿Cómo son cada una?







Ejemplo de mezclas heterogéneas.





La semejanza entre estas sustancias esque las tres son mezclas heterogéneas.

Agua de tamarindo: En ella al igual que en la vinagreta y la leche de magnesia se pueden observar a simple vista más de una fase.

Vinagreta: Su color es un poco similar al agua de tamarindo. Además que en ella se observa claramente en la parte de abajo un color diferente.

Intercambie sus respuestas con sus compañeros y compañeras y enriquezca su lista de semejanzas y diferencias.



COMUNIDAD



Las mezclas existen en abundancia a nuestro alrededor. Si se ponen en contacto dos o más sustancias distintas y entre ellas no ocurren cambios químicos, se tiene una mezcla. Hay mezclas en todos los estados de agregación, por ejemplo, el aire es una mezcla en estado gaseoso; el agua potable lleva disuelto aire y sales, es una mezcla; una roca formada por distintos minerales es un ejemplo de mezcla en estado sólido. Según su aspecto y propiedades, las mezclas se separan en homogéneas y heterogéneas. La palabra homogéneo indica que la mezcla es uniforme en todas sus partes, o que se ve igual en toda la muestra, como ocurre con el agua que lleva sal o azúcar disueltas. Una mezcla es heterogénea si se puede distinguir una separación entre sus componentes, como ocurre con una emulsión de aceite en agua.





Sobre este tema, revise en su Antología la lectura:“Tipos de mezclas y métodos físicos de separación” (III.5).









Realice el experimento 10, de su Manual de experimentos.



El aire, una mezcla invisible





El aire es una mezcla de gases cuyos componentes no podemos distinguir mediante los sentidos. Entre los distintos tipos de gases que forman el aire puro, ¿cree que haya alguno que sea tóxico para los seres vivos? Justifique su respuesta.



R= No porque si alguno fuera tóxico no seria posible la vida en la Tierra.



Lea la respuesta a sus compañeras y compañeros, a su asesor o asesora y comenten qué entienden por aire puro y por aire contaminado. Lleguen juntos a una conclusión y anótela.



R= El aire puro es proveniente de fuentes naturales ( por ejemplo el radón que viene de la Tierra) y el aire contaminado es causado por el hombre ( por ejemplo los compuestos químicos emitidos por las chimeneas de las fábricas los cuales pueden causar daños al ambiente y a la salud de los seres vivos).



La atmósfera es la capa de gases que rodea la Tierra, de ella depende toda la vida en el planeta, incluso la acuática. Los seres humanos podemos vivir cerca de un mes sin comida; sobrevivimos sin agua unos pocos días, pero sin aire morimos en minutos. A nivel del mar, los principales componentes del aire puro son 78.1% de nitrógeno (N2), 20.9% de oxígeno (O2), 0.9% de argón (Ar) y 0.03% de dióxido de carbono (CO2).







El aire es la disolución de varios gases en nitrógeno. La composición porcentual de cada componente se observa en esta gráfica.





En los incendios forestales, naturales o provocados, se liberan enormes cantidades de dióxido de carbono que enrarecen el aire. Hoy en día nos parece muy fácil reconocer que el aire es una mezcla de gases transparentes, inodoros e incoloros, pero a los filósofos y científicos les costó gran trabajo demostrarlo. Mientras que en Mesoamérica, en el territorio que hoy en día conocemos como México, el Imperio Azteca llegaba a un periodo de gran esplendor previo a la conquista española, en Europa, el artista y filósofo italiano Leonardo da Vinci (1452-1519) fue el primero en sugerir que el aire contenía por lo menos dos gases. Él encontró que “algo” en el aire era responsable de mantener la viveza de una hoguera y daba también la posibilidad de vida a los animales y a los seres humanos: “Donde la flama no puede vivir, ningún animal con aliento lo hará”, dijo. Esto sembró la inquietud y la búsqueda de otros científicos, pero fue hasta 1772, pocos años antes de la Revolución Francesa y en los años finales de la Colonia Española en América, que el científico sueco Carl Wilheim Sheele (1742-1786) publicó un libro en el que describía cómo podía separarse el aire en distintos gases, y que sólo uno de los gases mantenía encendida la flama de una vela. Hoy sabemos que ese gas es el oxígeno.

Ponga a prueba sus conocimientos



La contaminación del aire es un problema que puede afectar tanto a comunidades urbanas como a rurales. Averigüe las acciones que se han tomado en las grandes ciudades y en las comunidades rurales para reducir la emisión de agentes contaminantes en el aire. Basándose en esta información, elabore un cuestionario y aplíquelo entre sus vecinos y familiares en donde les pregunte de qué manera están colaborando para reducir la contaminación del aire en su comunidad. (Recuerde que la tala de árboles es nociva porque se reduce la aportación de oxígeno al aire, y que la quema de madera y de todo tipo de combustibles genera dióxido de carbono que se libera al ambiente y lo contamina.) Al término, comente las respuestas con sus compañeros y compañeras y a continuación anote una conclusión.



R= El aire es esencial para la vida de los seres vivos en la Tierra. Y se encuentra en la zona inferior de la atmósfera, llamada troposfera, está formada por oxígeno, dióxido de carbono, nitrógeno, gases raros, vapor de agua y partículas de polvo.



El agua, un compuesto extraordinario





Si colocamos un cubo de hielo en un vaso casi lleno de agua, pero evite que se derrame. ¿Qué cree que sucederá cuando el hielo se derrita? ¿Se derramará el agua o no?



R=No, se derramará.





Espere media hora y vuelva a observar el vaso. ¿Se derramó el agua?

R= No. ¿Cómo explica lo sucedido?



R= El agua tiene un comportamiento diferente a la mayoría de líquidos: cuando pasa a estado sólido aumenta de volumen. Esto es así porque la densidad del hielo es menor que la del agua. Como consecuencia de este fenómeno, el hielo flota en el agua.



Comente con sus compañeros y compañeras, asesor o asesora lo que observó y escriba un texto de conclusión.

R= A diferencia de los demás líquidos el agua tiene un comportamiento diferente, un ejemplo de ello es cuando el agua en estado líquido pasa al pasar a sólido aumenta su tamaño.









Durante siglos se pensó que el agua era un elemento químico, ya que ningún método químico de transformación lograba separar al agua en los que, hoy sabemos, son sus dos componentes: hidrógeno y oxígeno. El agua no se descompone, salvo a temperaturas mayores de 2 500°C; sin embargo, el descubrimiento de la electricidad hizo posible que con el paso de corriente continua, y en condiciones especiales, el agua se separara en los dos gases que la forman. Esto parece fácil hoy en día, pero hace tan sólo 250 años era imposible de realizar. El agua es, sin duda alguna, el líquido más importante sobre el planeta, ya que constituye entre el 60% y el 90% del peso de los organismos vivientes y cubre tres cuartas partes de la superficie terrestre. Desde siempre ha tenido una gran importancia para la vida es indispensable para cultivar y preparar alimentos, para la higiene y con ella la salud; la industria la utiliza como medio de enfriamiento y de generación de vapor; para el drenaje de desperdicios y para el control de los incendios, entre otras muchas aplicaciones.







El agua es indispensable para llevar a cabo todas nuestras actividades.





Es una sustancia que conocemos en sus tres estados de agregación (sólido en hielo, líquido y gas en el vapor). Su densidad es menor en el estado sólido que en el líquido, por lo que el hielo, contrariamente a lo que podría esperarse, flota en el agua. Las temperaturas de fusión y de ebullición son muy altas; otra característica muy particular es su alta capacidad calorífica, una propiedad que le permite almacenar grandes cantidades de calor sin aumentar mucho su temperatura, por eso se puede usar agua caliente para mantener calientes otras cosas. Como forma disoluciones con muchas sustancias, al agua se le llama “disolvente".







El agua, por sus propiedades, disuelve el detergente, el azúcar y el limón, y mantiene calientes los alimentos.





Sobre los compuestos que se disuelven en el agua, revise en la Antología la lectura:“Solubilidad y concentración” (III.6).



El oxígeno, un elemento vital



¿Qué pasa con el aire de un lugar cerrado y con mucha gente?

R= Las personas que se encuentran en poco rato comenzarian a sentirse mal a tal grado que hasta podrían asfixiarse debido a la falta de oxigeno.



¿Qué componente indispensable del aire se empieza a agotar transcurrido algún tiempo?

R= El oxígeno.







¿Por qué?

R= Porque participa de manera muy importante en el ciclo energético de los seres vivos principalmente en el proceso de respiración celular.









COMUNIDAD





Lea las respuestas a sus compañeras y compañeros, y escriban alguna experiencia que hayan tenido relacionada con este tema.



R=Cuando tenía aproximadamente 3 años entre a un baño de un espacio super pequeño, no tenía ventanas el único aire que entraba era por la puerta, pero de repente sin imaginarlo la puerta del baño no sé podia abrir, yo estaba desesperada y al poco rato empeze a sentirme muy mal, efectivamente me faltaba el aire, tanto que me desmaye, por fortuna pudieron abrir la puerta después de un gran rato, pero después de eso me traume, y no le deseo a nadie que le suceda lo mismo porque es una experiencia muy desagradable.





El oxígeno es un elemento muy importante que se encuentra tanto en la atmósfera como en la corteza terrestre. Se trata de un elemento, ya que es una sustancia básica de la materia que no se puede descomponer en otras más simples por métodos físicos o químicos. Participa en miles de cambios químicos y bioquímicos que suceden constantemente a nuestro alrededor, desde la indispensable respiración de los seres vivos, como la oxidación y corrosión de los metales, hasta la quema de combustibles, entre otros. Forma una gran cantidad de compuestos, tanto con metales como el hierro, el aluminio o el calcio, como con no metales como el carbono, el hidrógeno y el nitrógeno. El oxígeno existe en el aire en forma de molécula diatómica, es decir, como O2, y también hay otra forma física en la que se encuentra este elemento: el O3, llamado gas ozono. El ozono es un alótropo del oxígeno, en este caso, en lugar de tener dos átomos unidos formando una molécula, ahora tenemos tres con lo que sus propiedades físicas y químicas son diferentes, aunque, afortunadamente, en mucha menor cantidad, ya que es nocivo para los seres vivos.

Durante muchos siglos, los estudiosos no tenían los conocimientos, instrumentos ni procedimientos adecuados para contestar a la pregunta: ¿Qué pasa cuando algo se quema? Una de las explicaciones erróneas más aceptada establecía que las cosas se quemaban porque contenían una sustancia que llamaban “flogisto”. Según sus seguidores, el “flogisto” no se podía ver, pero se desprendía misteriosamente de la materia durante la combustión. Fue el científico Antoine de Lavoisier, después de haber medido la masa de metales limpios y bien pulidos, y luego de repetir la operación con metales oxidados, quien notó que los metales oxidados pesaban más. Él interpretó este hecho como si algo del aire se depositara sobre los metales y pensó que algo equivalente debía pasar en el fenómeno de la combustión de la madera u otros materiales que se quemaban. Así descubrió que uno de los gases del aire, el oxígeno, era necesario para reaccionar con los materiales combustibles y formar nuevas sustancias, con la consecuente liberación de luz y calor de una combustión.