LA MATERIA Conceptos preliminares

Transcripción

1 LA MATERIA Conceptos preliminares La masa y el espacio que ocupa la materia son magnitudes escalares medibles y las mediciones pueden estar sujetas a errores de tipos sistemáticos, a errores aleatorios o a la combinación de ambos, independientemente de las formas o estados en que se encuentren los sistemas formados por materia. Qué no es materia? La materia no se crea ni se destruye, sólo se transforma. El sonido Los sentimientos El cariño El amor El odio, etcétera. Estudiaremos y realizaremos cálculos con las unidades que corresponden al sistema de unidades de medida vigente en la Argentina o Sistema Métrico Legal Argentino (SIMELA) establecido por la Ley del año 1972, constituido por las unidades de medida de base y unidades de medida derivadas, sus múltiplos, submúltiplos, prefijos y los símbolos. El sistema de unidades de medida SIMELA utiliza las unidades del Sistema Internacional de Unidades (SI) y otras unidades agregadas, que fueron incorporadas en la Argentina para satisfacer el requerimiento en determinados campos de aplicación. Se aprenderá en el curso a expresar los datos de las mediciones en Notación Científica, en Porcentajes (%) y analizaremos los tipos de errores de medición, también denominado en general la "Incertidumbre de la Medición" de forma teórica y práctica, y se sacarán conclusiones de los distintos tipos o factores de errores que afectan a las mediciones en general. Se estudiarán los distintos instrumentos y equipamientos de laboratorio que permitirán realizar las mediciones y se realizarán trabajos prácticos.

2 LA MATERIA - Clasificación y formas de la materia: Ejemplos Qué es la materia? La pregunta es fascinante, todo es materia, posee masa, volumen, energía interna (la suma de la energía cinética interna y la energía potencial interna) y además, puede transformarse en otros tipos de energía. Es mucho más difícil explicar qué NO es materia, porque prácticamente todo lo que vemos a simple vista o con microscopio, lo que tocamos, lo que olemos, etcétera, todo es materia. Las piedras son materia, porque tienen masa y volumen, el humo es materia, los automóviles, los lápices, e incluso algunas cosas que no podemos ver pero lo respiramos, como el aire. La materia es todo lo que tiene masa, volumen e incluso energía interna. El sonido, por ejemplo, no es materia, porque no tiene masa ni ocupa un lugar en el espacio, sino que se propaga: es una onda. Los pensamientos tampoco lo son. Decidir si la luz es o no es materia, en cambio, es más difícil, porque la luz a pesar de ser una onda, se comporta también como un cuerpo. De acuerdo a la Teoría de la Relatividad de Albert Einstein, cuya ecuación es E=mc, la energía puede transformarse en masa y la masa en energía, por lo tanto podemos decir de acuerdo al conocimiento que tenemos al día de hoy, la masa y la energía son una misma cosa en diferentes estados, así como el agua y el hielo es una misma sustancia en diferentes estados. No sólo lo que está a nuestro alcance es materia. También es materia lo que constituye los planetas, el Sol y las demás las estrellas y las galaxias entre otras. Y a escala microscópica, también es materia las células, los virus, el ADN, etcétera. Podemos decir que es materia todo lo que ocupa volumen y tiene masa. La materia forma todos los cuerpos del universo.

3 Veamos algunos ejemplos de acuerdo al esquema de clasificación de materia: Materia heterogénea Está formada por diferentes materias y la podemos separar por cualquier procedimiento físico. Mezcla gruesa: Ejemplos Una taza con leche y copos de maíz (3 componentes, la taza, la leche y los copos) Una manzana (varios componentes, la cascara, la pulpa de la fruta y las semillas) Aserrín de madera y virutas de acero. (dos componentes, madera y acero) Chimichurri (varios componentes, especias, agua, vinagre y aceite) Alfajor de chocolate (se pueden distinguir varios componentes a simple vista) Mezcla fina: Suspensión: Ejemplos Es una mezcla heterogénea de un sólido en pequeñas partículas insolubles que se dispersan en un medio líquido. Observadas con la vista o con una lupa, tienen aspectos homogéneos pero observados en el microscopio se aprecia los distintos componentes. Sangre Medicamentos bebibles para niños Medicamentos como antiácidos y laxantes entre otros Colorantes solubles disueltos en agua o en aceite: Ejemplos Témpera Acuarela Oleo Pinturas Tintas: Ejemplos Tintas de negro de humo en agua (tinta china) Tintas de lapicera Tintas para teñir las células de la sangre Los sistemas coloidales son mezclas heterogéneas que pueden separarse por métodos físicos: Emulsiones. Ejemplos: Leche Dulce de leche Quesos Mayonesa Ketchup Salsa golf Aerosoles. Ejemplos: Desodorante de ambientes Desodorante Desodorante extra seco Niebla Naftalina Humo Geles. Ejemplos: Gelatina Mermeladas Jaleas Gel para el cabello Champú

4 Espumas. Ejemplos: Espuma de afeitar Crema batida Merengue Clara batida a nieve Materia homogénea Está formada por uno o más componentes de materias, pueden ser separadas por reacciones químicas y pocas de ellas las podemos separar por procedimientos físicos. Soluciones o disoluciones. Ejemplos: Agua y sal de mesa Agua y azúcar Agua y vinagre Agua y alcohol Polvos homogéneos. Ejemplos: Tiza molida Yeso endurecido y molido Harina Amalgama: Es una mezcla de metales con Mercurio, es de aspecto metálico homogénea, es un compuesto químico y se puede separar por procedimientos físicos y eventualmente químicos. Amalgama de uso odontológico para obturar caries. Aleación: Son mezclas de metales que pueden incluir Hierro, Oro, Cobre y Aluminio entre otros. Acero (Piezas metalúrgicas, alhajas e instrumental médico de acero inoxidable quirúrgico) Bronce Latón Plata 900 (Alhajas de aleación de Plata) Oro (Alhajas de aleación de Oro y Plata, Oro y Cobre. Sustancias puras de composición constante que no pueden separarse por métodos físicos. Pueden descomponerse por un proceso químico y está formado por varios componentes. Ejemplos: Azúcar Sal de cocina Bicarbonato Lavandina Los materiales que no pueden descomponerse por procesos químicos, están formados por una materia pura. Ejemplos: Hierro Aluminio Cobre Plomo Como pudo observarse hasta ahora, la materia puede adoptar diferentes formas y poseer distintas propiedades. Algunos sistemas materiales pueden ser resistentes como el acero y la madera, también frágiles como el vidrio o blandos y flexibles como la goma espuma y el caucho. El material más duro de origen natural es el Diamante, una estructura cristalina del elemento Carbono muy escaso en la Naturaleza.

5 Otros materiales pueden ser excelentes conductores del calor y la electricidad como el cobre, el aluminio o la plata metálica entre otros. Conductores Por el contrario, el plástico, la goma y la madera no son conductores de la electricidad, además, la lana de vidrio es aislante del calor, la electricidad y las ondas sonoras. (Estas últimas no son consideradas materia). Materiales aislantes Agua bebible: es una solución de agua pura con sales. Agua de mar: puede ser una solución de agua pura con abundante cantidad de sales o ser una mezcla heterogénea cuando observamos al microscopio diferentes fases como hielo, espuma o arena. Presentación de la miel Acorde a su composición y a factores como la temperatura, la miel puede ser una mezcla heterogénea en estado líquido y viscoso o en estado sólido.

6 Determinados materiales pueden explotar o convertirse en fuego ante determinadas condiciones, como la nafta, el alcohol y la pólvora. Y otros por el contrario, pueden provocar un efecto inverso, por ejemplo apagar el fuego, como el agua o el talco. Los alimentos son sistemas materiales ampliamente distribuidos en la Naturaleza o desarrollados por el hombre, poseen propiedades organolépticas como el sabor, el olor y la textura entre otros. Entre ellos podemos citar la fragancia de las flores, el aroma y el gusto de las comidas y la textura áspera de la lengua del gato es muy diferente a la del perro y solo para citar unos pocos. En los próximos temas, estudiaremos en detalle distintas propiedades de la materia de forma general, aquellas que dependen de la cantidad de materia, las que no dependen de la cantidad de la misma y los diferentes estados en que podemos encontrar la materia en la vida cotidiana, en la Naturaleza y en el Universo, denominados científicamente Estado de agregación de la materia Antes de ingresar a conocer las demás propiedades y los estados de la misma, influenciada por el efecto de la temperatura entre otras causas, será importante saber cómo podemos medir o cuantificar la materia. Cuáles son las unidades de medida? Con qué instrumentos podemos realizarlo? Cuáles son o qué tipo de errores se pueden cometer en la medición? y por último, cómo podemos expresar las cantidades en porcentajes o en la expresión numérica denominada Notación científica. Autor: Profesor Eduardo E. Castellani