Las sustancias puras son los elementos y los compuestos.

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1 Las sustancias puras son los elementos y los compuestos. Un elemento es una sustancia pura porque todas las partículas que lo forman son iguales y tiene unas propiedades características. Ejemplo: el oxígeno, formado por moléculas iguales de O 2. Si tuviéramos oxígeno mezclado con otras partículas como gases de combustión de un coche, no sería una sustancia pura. Un compuesto es una sustancia pura porque todas las partículas que lo forman son iguales y tiene unas propiedades características. Ejemplo: el agua, formada por moléculas iguales de H 2 O. Si el agua estuviera mezclada con otras partículas como cloro que se utiliza para potabilizar el agua, ya no sería una sustancia pura. 1. Identifica las sustancias puras que hay en la siguiente lista: Agua Sustancia pura Agua de mar Nitrógeno Amoniaco Aceite Oxígeno Vino No es sustancia pura Aire Hierro Zumo de naranja Plata Gasolina Etanol Humo Butano Página 1

2 Las sustancias puras tienen propiedades características, es decir, propiedades que las diferencian de otras. Algunas de las más importantes son: La densidad La temperatura de cambio de estado 2. Recuerda: La densidad es la relación que existe entre la masa de un cuerpo y el volumen que ocupa. Escribe la fórmula de la densidad: d = 3. Recuerda las unidades del sistema internacional en las que medimos la masa y el volumen: a. La masa se mide en: b. El volumen se mide en: 4. Teniendo en cuenta el ejercicio anterior y la definición de densidad indica en el recuadro siguiente cuáles son las unidades internacionales de la densidad: 5. Completa la siguiente tabla hallando las densidades de algunas sustancias puras: Masa Volumen Operaciones Densidad (pon las unidades) Agua pura 4000 kg 4 m 3 d= Hierro kg 3 m 3 d= Plata kg 2 m 3 d= Página 2

3 6. Teniendo en cuenta que la densidad es una propiedad que permite identificar a una sustancia pura, indica la densidad de los siguientes objetos o materiales (utiliza los resultados del ejercicio anterior): a. La densidad de un aro de hierro es: b. La densidad de un anillo de plata es: c. Una lámina de construcción de hierro tiene una densidad de: d. Una cadena de plata tiene una densidad de: e. El agua pura contenido en un vaso tiene de densidad: f. Si tenemos un pico y una pala de hierro, la densidad de este hierro es: g. El agua pura contenida en un cubo tiene una densidad de: Una sustancia puede estar en tres estados de agregación diferentes: estado sólido, en el que las partículas están muy ordenadas, estado líquido, en el que las partículas están desordenadas, ya que no tienen posiciones fijas, o estado gaseoso, en el que las partículas se encuentran muy desordenadas. 7. Identifica cada uno de los tres estados en las imágenes siguientes: Estado Estado Estado 8. Recuerda: la unidad de temperatura en el sistema internacional es el kelvin. La escala centígrada (ºC) se utiliza mucho, pero no es la unidad internacional. La relación entre ambas unidades es: temperatura (K) = temperatura (ºC) Completa la tabla y realiza los siguientes cambios de unidades de temperatura: Temperatura en ºC Temperatura en K Operaciones para el cambio de unidades Página 3

4 Las sustancias pueden cambiar de estado al recibir calor o al enfriarse. Los cambios de estado son los siguientes: La sublimación, la fusión y la ebullición son cambios de estado que implican un aporte de calor a la sustancia, es decir, un calentamiento. La sublimación regresiva, la condensación y la solidificación son cambios de estado que se producen al enfriar la sustancia. 9. Construye las frases que expresen características de los cambios de estado uniendo correctamente las expresiones de las dos columnas: La sublimación regresiva El paso de estado gaseoso a líquido Se llama condensación Pasará de estado gaseoso a líquido. La fusión Para originar la solidificación de una sustancia Es el paso de estado sólido a gas directamente, sin pasar por el estado líquido. La sublimación Si enfrío una sustancia Se enfría el líquido hasta el estado sólido. Consiste en el paso de estado sólido a líquido. Consiste en enfriar una sustancia que pasa de estado gaseoso a sólido directamente. Página 4

5 La temperatura de fusión es la temperatura a la que una sustancia pasa de estado sólido a líquido a presión normal. Tiene el mismo valor que la temperatura de solidificación. La temperatura de ebullición es la temperatura a la que una sustancia pasa de estado líquido a gaseoso a presión normal. Tiene el mismo valor que la temperatura de condensación. Mientras se produce un cambio de estado la temperatura de la sustancia pura se mantiene constante. Cuando toda la masa de la sustancia pura ha cambiado de estado entonces la temperatura comienza a aumentar (si estamos calentando) o a disminuir (si estamos enfriando). 10. Completa el siguiente esquema sin mirar la página anterior (mira solamente si tienes dudas). 11. El agua sólida (hielo) funde a 273K (0ºC) y su temperatura de ebullición (paso a vapor de agua) es.373 K (100ºC). Indica en qué estado se encontrará el agua a las siguientes temperaturas: Temperatura (ºC) Estado 12. Cuáles son las temperaturas de condensación y de solidificación del agua? T condensación= T. solidificación= 13. Si tenemos hielo que está cambiando de estado de sólido a líquido (parte hielo y parte agua), a qué temperatura estará? 14. Si tenemos agua que está cambiando de estado de líquido a gaseoso (parte agua y parte vapor de agua), a qué temperatura estará? Página 5

6 15. El hierro funde a 1808 K (1535ºC) y su temperatura de ebullición es 3023 K (2750ºC). Indica en que estado se encontrará el hierro a las siguientes temperaturas: Temperatura (ºC) Estado 16. Cuáles son las temperaturas de condensación y de solidificación del hierro? T condensación= T. solidificación= 17. Si tenemos hierro que está cambiando de estado de sólido a líquido (parte del hierro sólido y parte del hierro líquido), a qué temperatura estará? 18. Si tenemos hierro que está cambiando de estado de líquido a gaseoso (parte del hierro líquido y parte del hierro en estado gaseoso), a qué temperatura estará? Si calentamos de forma constante una sustancia pura podemos cambiar su estado y elevar su temperatura. Por ejemplo si calentamos hielo que está inicialmente a una temperatura inferior a 0ºC observaríamos que al ir calentando la temperatura asciende. Al llegar a 0ºC, el hielo comienza a fundir.mientras el hielo se va convirtiendo en agua, la temperatura se mantiene constante en 0ºC. Una vez que todo el hielo pasa a estado líquido la temperatura comienza a ascender de nuevo. Si seguimos calentando, al llegar a los 100ºC el agua comienza a convertirse en vapor de agua. Es la ebullición y la temperatura se mantiene a 100ºC mientras el agua se va transformando en vapor. Cuando toda la sustancia está en forma de vapor de agua, si seguimos calentando la temperatura ascenderá sobrepasando los 100ºC. La representación de la temperatura que adquiere la sustancia pura en función del tiempo durante el que se produce el calentamiento constante da lugar a la curva de calentamiento. Para el caso del agua es la siguiente: Curva de calentamiento del agua: Página 6

7 19. Completa las siguientes frases con las palabras sólido, líquido, constante y gas. Mientras una sustancia química cambia de estado su temperatura se mantiene Durante la fusión, la sustancia está simultáneamente en el estado y estado y su temperatura se mantiene. Durante la ebullición la sustancia está simultáneamente en el estado y estado y su temperatura se mantiene. 20. Completa en la siguiente curva de calentamiento las temperaturas de fusión y ebullición para el agua y observa cómo la temperatura se mantiene constante durante los cambios de estado: 21. En la siguiente curva de calentamiento del agua indica en los recuadros correspondientes: a. Las magnitudes que se representan en cada uno de los ejes b. El estado del agua en las zonas comprendidas entre las líneas discontinuas c. Los valores de las temperaturas a las que se producen los cambios de estado a. c. b. c. b. a. b. b. b. Página 7

8 Página 8

9 Departamento de Física y Química a. Realiza la curva de calentamiento del hierro.. Toma los datos que necesites del ejercicio 15. Escribe en los ejes las magnitudes que representas e indica las temperaturas de fusión y ebullición en el eje correspondiente. b. Indica el estado del hierro en los diferentes tramos de la curva. curva El agua sin contaminantes es una sustancia pura. En la imagen tienes la representación del compuesto agua como sustancia pura. Hemos preparado una disolución mezclado sal con agua, y el resultado ha sido una mezcla en la que a simple vista no distinguimos los dos componentes (esto se llama mezcla homogénea). Además hemos echado un poquito de sal, pero igualmente podíamos haber añadido algo más de sal o algo más de agua y el resultado sería sería también una mezcla homogénea. Es decir, puedo mezclar los componentes en proporciones variables. Una disolución es una mezcla homogénea de dos o más sustancias en proporción variable. Si añadimos sal común (NaCl) a una determinada cantidad de agua veremos que se disuelve. El resultado es una disolución de sal en agua: Ion cloruro Catión sodio Página 9

10 23. Identifica las sustancias puras y las disoluciones que hay en la siguiente lista: Agua Sustancia pura Agua de mar Nitrógeno Amoniaco Oxígeno Vino Aire Disolución Hierro Zumo de naranja Plata Gasolina Etanol Humo Butano Página 10

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