La materia: propiedades y cambios

Concepto

La materia es todo aquello de lo que están hechas las cosas del universo. La Química es la ciencia que se ocupa de la materia y de los cambios que ésta sufre.

Materia: es todo aquello que tiene masa y que ocupa un lugar en el espacio. Dentro de sus características principales están poseer masa, ocupar un espacio y que para cambiar requiere la acción de la energía.

Ejemplos de materia:

• El agua
• La sal
• El acero
• Las estrellas
• Los gases

Con frecuencia nos referimos a los objetos usando términos como materia, masa y peso. Para aclarar esto veamos las siguientes definiciones.

Masa: es la cantidad de la materia que tiene un cuerpo.

Todos los seres humanos tenemos masa y ocupamos un lugar en el espacio, algunos más y otros menos.

Peso: corresponde a la acción de la fuerza de gravedad sobre la masa de un objeto en particular.

A veces se confunde la masa con el peso. Pero como te puedes dar cuenta, no es igual. Así que la próxima vez que escuches que alguien quiere bajar de peso puedes decirle que en realidad lo que necesita es perder masa. Para pesar menos entonces deberíamos ir a la Luna donde la gravedad es diferente con respecto a Tierra. La masa de una persona en la Luna y en la Tierra es igual.

Clasificación de la materia

La materia se puede clasificar con base en su composición como sustancia pura o como mezcla.

Sustancia pura

Puede ser un elemento o compuesto y cualquier parte de ella posee características similares, definidas y constantes, podríamos decir que una sustancia es pura cuando se encuentra compuesta en su totalidad por ella y no contiene cantidades de otras sustancias, ejemplo sería la sacarosa, el agua, el oro, etc.

Mezcla

Está constituida por dos o más sustancias puras, cada una mantiene su identidad y propiedades específicas.

Propiedades de la materia

Son las características que nos permiten identificar, distinguir, clasificar y determinar el uso de la materia. Todas las sustancias poseen propiedades, algunas físicas y otras químicas.

• Físicas: son propiedades que se pueden medir u observar sin cambiar la composición de las sustancia.
• Químicas: describen la capacidad de las sustancias para reaccionar con otras, modificando su composición.

Algunas propiedades físicas de la materia.

Estado de agregación de la materia

Los estados comunes de agregación de la materia son sólidos, líquidos y gases. Existe un cuarto estado, el plasma, y en años recientes el mundo científico dio a conocer un quinto estado llamado condensación de Bose-Einstein.

Los estados de la materia dependen de las condiciones de temperatura y presión a las que se encuentran sometidas las sustancias y de su naturaleza química. En estado sólido, cada molécula está en un espacio pequeño entre moléculas cercanas, por lo que vibra sin cambiar de lugar debido a su alta fuerza de cohesión, pero si a una sustancia en estado sólido se le aplica calor, sus moléculas la absorben y al aumentar disminuye la fuerza de cohesión y el sólido cambia al estado líquido, si continúa calentándose se reduce la fuerza de cohesión y se produce un cambio de estado de líquido a gaseoso, donde
las moléculas se mueven de un lado a otro libremente y a gran velocidad chocando contra las paredes que los contiene, lo que da como resultado la denominada presión del gas.

Si bien los estados sólido, líquido y gaseoso son los más comunes en la Tierra, la mayor parte del Universo está constituido por materia en estado de plasma. El plasma se forma de partículas altamente ionizadas que se mueven a gran velocidad. Un ejemplo de plasma son los relámpagos que observamos cuando hay tormentas.

Características de los estados de agregación de la materia

Cambios de la materia

Decimos que se produce un cambio de estado cuando la materia pasa de un estado de agregación a otro debido a una variación en la temperatura o en la presión del sistema.

Los cambios de estado no alteran la constitución interna de la materia y se clasifican de acuerdo a como se indica en el siguiente diagrama.

La materia que nos rodea también sufre cambios, por ejemplo, si tomas una hoja de papel y la arrugas, la hoja sigue siendo la misma, lo único que cambia es su aspecto, si la quemas se convierte en cenizas y se desprende humo. Éstos son cambios simples de la materia y se clasifican en físicos, químicos y nucleares.

Los cambios físicos se presentan sin que se altere la composición de la sustancia, sólo su forma, estado de agregación, tamaño o estado de reposo o movimiento, por ejemplo: cortar, picar, romper, pintar de otro color, etc. Es importante distinguir entre propiedad y cambio.

Los cambios químicos se presentan sólo cuando la composición de la sustancia se modifica. Ejemplos: la oxidación del hierro, la fermentación, la putrefacción, la digestión de alimentos, la producción de una sustancia nueva.

Los cambios nucleares son aquellos que involucran al núcleo del átomo. Este tipo de cambios permite que un elemento cambie a otro, si dicho elemento gana o pierde protones. Dos de los procesos que se derivan de este cambio son la fusión y la fisión nuclear.

Energía y su interrelación con la materia

La energía juega un papel primordial en la producción de objetos de uso cotidiano, ya que es necesaria para realizar cualquier cambio o transformación de materia, fenómenos como la fotosíntesis, la formación del arcoiris, la cocción de alimentos, el movimiento al caminar, la respiración son ejemplos de la interacción entre la materia y la energía.

Energía: es la capacidad de un objeto para realizar un trabajo.

Cuando la energía interviene en los cambios de la materia se presenta de la manera que la conocemos: luminosa, eléctrica, radiante, química, nuclear, entre otras. La energía se manifiesta en diferentes formas y se transforma de una a otra.

Clasificación de la energía

Actualmente una de las preocupaciones a nivel mundial es encontrar formas alternativas de energía para el problema del agotamiento del petróleo y recursos no renovables. Si no se buscan y aplican otras formas alternativas de energía, el avance de la humanidad podría detenerse. Por otra parte, es necesario generar conciencia de que la quema excesiva de hidrocarburos (petróleo y carbón mineral) genera contaminación del aire, suelo y agua.

Este panorama nos obliga a buscar nuevas fuentes de energía, que, por una parte nos permitan brindar los bienes y servicios a una población y, por otra, no alteren el equilibrio ambiental.

Energías no contaminantes

Se llaman energías limpias, alternativas o renovables aquellas que se obtienen de fuentes naturales capaces de generarse o que se consideran inagotables. Entre ellas está la energía solar, biomasa, mareomotriz, hidráulica, geotérmica y eólica.

Fuente: Secretaría de Educación Pública. (2015). Química I. Ciudad de México.