PPT- Cambios Físicos y Químicos 6º

1. Procesos Físicos y Químicos
Apuntes
Prof. C. Torres

2. Tipos de procesos
Procesos Físicos: Procesos Químicos:
 Los cambios de estado de  En un cambio químico o
cualquier material en los reacción química se altera la
que su composición estructura y composición de
química permanece la materia: de unas
invariable sustancias iniciales se
obtienen otras distintas.
Procesos Administrativos:
 Procesos donde se
identifican actividades
administrativas para
transformar las entradas en
salidas según una
secuencia de pasos
preestablecida.

3. cambios físicos.
 Los cambios de estado de cualquier material en los que su
composición química permanece invariable
 Tienen lugar sin que se altere la estructura y composición de la
materia, es decir, las sustancias puras que la componen son las
mismas antes y después del cambio.
Ejemplo:
 Si tenemos agua mezclada con azúcar (agua azucarada) y la
calentamos hasta evaporar toda el agua posible, en el recipiente
queda el azúcar; es decir, se obtienen los materiales iniciales: agua
(ahora en forma de vapor) y azúcar.
 Así, cuando mezclamos dos materiales y podemos separarlos por
procedimientos físicos, entonces el cambio ocurrido también es un
cambio físico.
 Otros tipos de cambios físicos pueden ser patear una pelota o romper
una hoja de papel. En todos los casos podría cambiar la forma, como
cuando cortas el papel, pero la sustancia se mantiene, es decir, el
papel sigue estando ahí.

4. Transformaciones o cambios Físicos
Procesos físicos
1. Solidificación
2. Fusión (cambio de estado)
3. Absorción (química)
4. Condensación
5. Evaporación (proceso físico)
6. Ebullición
7. Sublimación (física)
8. Volatilización

5. cambio de estado

6. cambio de estado
 En física y química se denomina cambio
de estado a la evolución de la materia
entre varios estados de agregación sin
que ocurra un cambio en su composición.
 Los tres estados básicos son el sólido, el
líquido y el gaseoso.

7. Solidificación y Fusión
 La solidificación es un proceso físico que
consiste en el cambio de estado de la materia
de líquido a sólido.
 Es el proceso inverso a la fusión.
 En general, los compuestos disminuyen de
volumen al solidificarse, aunque no sucede en
todos los casos; en el caso del agua incluso
aumenta.
 Muy aplicado en procesos Metalúrgicos

8. La absorción
 La absorción en química es un proceso físico o químico
en el cual átomos, moléculas o iones pasan de una
primera fase a otra incorporándose al volumen de la
segunda fase = son atrapadas o retenidas en la
superficie de un material.
 Esta segunda fase puede ser líquida, gaseosa o sólida.
 A diferencia de la adsorción, no es un proceso de
superficie, sino de volumen.

9. Condensación, Ebullición y Evaporación
Condensación:
 Se denomina condensación al proceso físico que consistente
en el paso de una sustancia en forma gaseosa a forma líquida.
Es el proceso inverso a la ebullición.
Evaporación:
 La evaporación es el proceso físico por el cual átomos o
moléculas en estado líquido pasa al estado gaseoso, por haber
tomado energía suficiente para vencer la tensión superficial.
 A diferencia de la ebullición, éste es un proceso paulatino, y no
es necesario que toda la masa alcance el punto de ebullición.

10. Condensación y Licuefacción
 Aunque el paso de gas a líquido depende, entre otros factores, de
la presión y de la temperatura, generalmente se llama
condensación al tránsito que se produce a presiones cercanas a la
ambiental. Cuando se usa una sobrepresión elevada para forzar
esta transición, el proceso se denomina licuefacción.
 Licuefacción de los gases o licuación es el cambio de estado que
ocurre cuando una sustancia pasa del estado gaseoso al líquido,
por acción de la temperatura y el aumento de presión.

11. Sublimación
 La sublimación es el proceso físico que consiste en el cambio de
estado de la materia sólida al estado gaseoso, sin pasar por el
estado líquido (Sublimación progresiva).
 Se puede llamar de la misma forma al proceso inverso, el paso
directo del estado gaseoso al estado sólido, pero es más apropiado
referirse a esa transición como sublimación inversa.
 Un ejemplo clásico es el hielo seco.
 Se llama hielo seco o nieve carbónica al estado sólido del
anhídrido carbónico. Recibe este nombre porque, pese a parecerse
al hielo o a la nieve por su aspecto y temperatura, cuando se
evapora (o más propiamente cuando se sublima) no deja residuo de
humedad. Tiene una temperatura de -78 °C (-108 °F).

12. Volatilización
 Volatilización es un proceso físico que consiste en el
cambio de estado de la materia sólida al estado
gaseoso, sin pasar por el estado líquido.
 Antiguamente también se la llamaba de la misma forma
que al proceso inverso, la sublimación.
 Un ejemplo clásico son las bolitas de naftaleno.

13. Rocío (fenómeno físico)
 El rocío es un fenómeno físico en el que la humedad del
aire precipita condensándose en forma de gotas por la
disminución brusca de la temperatura, o el contacto con
superficies frías.
 Es el proceso físico contrario a la evaporación.
 Es un fenómeno vinculado con la capacidad del aire
para incorporar y retener vapor de agua.

14. Procesos Químicos

15. Cambios químicos
 Este sucede cuando el material experimenta una transformación
en su estructura química, como consecuencia de su interacción o
relación con la estructura química de otro material,
transformándose ambas estructuras (se altera la estructura y
composición de la materia: de unas sustancias iniciales se obtienen otras
distintas?
 Esto da como resultado la formación de un nuevo material con
características diferentes a las iniciales; es decir, ocurrió una
reacción química.
Como reconocer un cambio químico:
 Basta observar ciertos indicios como la formación de un precipitado, el
cambio de color y sabor o la formación de un gas.

16. cambios químicos
Ejemplos:
 En el experimento de la manzana se puede apreciar un cambio químico, ya que
sus constituyentes externos reaccionaron con el oxígeno del aire y se produjo un
oscurecimiento por la reacción de oxidación (ver glosario) o envejecimiento.
Su estructura interna cambió y ya no es posible recuperarla por medios físicos,
por ejemplo, cortar la parte oxidada, ya que solo se obtendría un tejido vegetal
nuevo.
 En la naturaleza, la mayoría de las alteraciones que se producen son cambios
químicos, como la combustión, la pudrición, la fermentación, la digestión de los
alimentos, etcétera.
 Sin embargo, también existen otros tipos de transformaciones químicas, como
cuando se quema basura, o uno fundamental, que es la respiración, donde hay
una reacción química.

17. Reducción
 En química, una reducción es el proceso electroquímico por el cual un átomo o ión
gana uno o varios electrones. Implica la disminución de su estado de oxidación. Este
proceso es contrario al de oxidación.
Cuando un ión o átomo se reduce:
 Gana electrones
 Actúa como agente oxidante
 Es reducido por un agente reductor
 Disminuye su estado o número de oxidación
 Por ejemplo, el hierro (III) puede ser reducido a hierro (II):
Fe3+ + 1e- → Fe2+
En química orgánica, la disminución de enlaces de átomos de oxígeno a átomos de
carbono o el aumento de enlaces de hidrógeno a átomos de carbono se interpreta
como una reducción. Por ejemplo:
HC≡CH → H2C=CH2 (el etino se reduce para dar eteno)
CH3COH → CH3CH2OH (el etanal se reduce a etanol)

18. La oxidación
 La oxidación es una reacción química en la que un metal o un no metal cede
electrones.
 La reacción química opuesta a la oxidación se conoce como reducción es decir
cuando una especie química acepta electrones.
 Estas dos reacciones siempre se dan juntas, es decir, cuando una sustancia se
oxida, siempre es por la acción de otra que se reduce. Una cede electrones y la otra
los acepta. Por esta razón, se prefiere el término general de reacciones redox.
 El nombre de "oxidación" proviene de que en la mayoría de estas reacciones, la
transferencia de electrones se da mediante la adquisición de átomos de oxígeno
(cesión de electrones o viceversa).
 Sin embargo, la oxidación y la reducción puede darse sin que haya intercambio de oxígeno de
por medio, por ejemplo, la oxidación de yoduro de sodio a yodo mediante la reducción de cloro a
cloruro de sodio:
2NaI + Cl2 → I2 + 2NaCl
 Esta puede desglosarse en sus dos hemi reacciones correspondientes:
2 I-1 ←→ I2 + 2 e-
Cl2 + 2 e- ←→ 2 Cl-1
 En estas dos ecuaciones queda explícita la transferencia de electrones. Si se suman las dos
ecuaciones anteriores, se obtiene la primera

19. Clasificación de los cambios químicos: dependiendo
de la energía
 Dependendiendo de si desprenden o absorben energía, los cambios químicos se clasifican en
reacciones endergónicas o exergónicas.
Reacciones endergónicas
 Para que ocurran estas reacciones, es necesario que exista un aporte constante de energía.
Las sustancias participantes -los reactantes- deben absorber energía para poder formar
sustancias nuevas -los productos-.
 En este caso, los productos tienen mayor cantidad de energía que las sustancias que
sirvieron de reactantes.
 Por ejemplo:
 Óxido de mercurio + Calor (Mercurio + Oxígeno)
 En este tipo de reacciones se puede decir que la energía utilizada es un reactante más.
Reacciones exergónicas
 Son las que liberan la energía al medio ambiente. Al reaccionar, los reactantes desprenden
energía, además de formarse nuevas sustancias. En este tipo de reacciones químicas, los
productos que se forman tienen menos cantidad de energía química que los
reactantes.
Por ejemplo:
 Madera + Calor (Cenizas + humo + luz + anhídrido carbónico + calor + vapor de agua)
 Todas las combustiones son ejemplos de reacciones exergónicas.
 En este tipo de reacciones se puede decir que la energía liberada sería un producto dentro de
la reacción total.
 Es necesario aclarar que muchas de estas reacciones necesitan un pequeño aporte de energía
para que se pueda iniciar la reacción, y la energía liberada es mucho mayor que la
adicionada al principio de la reacción.

20. Tipos de reacciones:
Cambios Químicos:
 Son aquellos en que se producen transformaciones, pueden ser Instantáneos o pueden
durar mucho tiempo Ej. La oxidación de la coraza de un auto.
TIPOS DE REACCIONES
Reacción de Combustión: reacción que necesita de un combustible (sustancia que se
quema) y un comburente (oxígeno)
Precipitación: Se combinan 2 sustancias líquidas para obtener una sustancia sólida que se
llama precipitado Ej:
 HNO3 HCl + AgNO3= AgCL + HNO3
Descomposición Térmica: Reacción que apartir de una sustancia obtienes a lo menos otras
2 diferentes. Esta es mediante la entrega de energía calórica.
Carbonización: Uno de los productos obtenidos es carbono. Este cambio puede ser
consecuencia de :
 Combustión: Fogata porque se quema la leña y cualquier sustancia orgánica que se someta
a fuego forma carbono además porque hay oxígeno.
 Des. Termina: Azúcar al hacer caramelo.
Sustitución: Reacción en que participan un elemento y un compuesto y el elemento usa el
lugar de uno de los elementos que forman el compuesto. Ej:
 Fe+CuSO4=Cu+FeSo4
COMBINACIÓN: Consiste en combinar sustancias pequeñas entre sí para formar una sola:
 Tg) + R(g) = Z(s)
 En todo cambio químico se realiza una reacción química

21. Anexos:
Plasma (estado de la materia)
 En física y química, un plasma es un sistema que
contiene un número significativo de partículas cargadas
libres y cuya dinámica presenta efectos colectivos
dominados por las interacciones electromagnéticas de
largo alcance entre las mismas.
 Con frecuencia se habla del plasma como un estado de
agregación de la materia con características propias,
diferenciándolo de este modo del estado gaseoso, en el
que no existen efectos colectivos importantes

22.  Los dos parámetros de los que depende que una sustancia o
mezcla se encuentre en un estado o en otro son temperatura y
presión.
 La temperatura es una medida de la energía cinética de las
moléculas y átomos de un cuerpo.
 Un aumento de temperatura o una reducción de la presión
favorecen la fusión, la evaporación y la sublimación, mientras
que un descenso de temperatura o un aumento de presión
favorecen los cambios opuestos.
Límites
• > 4.500 ºC No hay sólidos
• > 6.000 °C No hay líquidos (solo gases)
• >10,000 °C Sólo plasma

23. La destilación
 La destilación es la operación de separar, mediante calor,
los diferentes componentes líquidos de una mezcla.
 Una forma de destilación, conocida desde la antigüedad, es la
obtención de alcohol aplicando calor a una mezcla fermentada.
 El aparato utilizado para la destilación es el alambique, que consta de
un recipiente donde se almacena la mezcla, a la que se le aplica calor,
un condensador donde se enfrían los vapores generados, llevándolos
de nuevo al estado líquido y un recipiente donde se almacena este
líquido concentrado.
 En la industria química se utiliza la destilación para la separación de
mezclas simples o complejas. Una forma de clasificar la destilación
puede ser la de que sea discontinua o continua.

24. Elementos del aparato de destilación simple
1. Mechero
2. Balón de destilación, que deberá contener pequeños trozos de material poroso (cerámica, o
material similar) para evitar sobresaltos repentinos por sobrecalentamientos.
3. Cabeza de destilación: No es necesario si el balón de destilación tiene una tubuladura
lateral.
4. Termómetro: El bulbo del termómetro siempre se ubica a la misma altura que la salida a la
entrada del refrigerador. Para saber si la temperatura es la real, el bulbo deberá tener al
menos una gota de líquido. Puede ser necesario un tapón de goma para sostener al
termómetro y evitar que se escapen los gases (muy importante cuando se trabaja con
líquidos inflamables).
5. Tubo refrigerante.
6. Entrada de agua: El líquido siempre debe entrar por la parte inferior, para que el tubo
permanezca lleno con agua.
7. Salida de agua: Casi siempre puede conectarse la salida de uno a la entrada de otro, porque
no se calienta mucho el líquido.
8. Se recoge en un balón, vaso de precipitados, u otro recipiente.
9. Fuente de vacío: No es necesario para una destilación a presión atmosférica.
10. Adaptador de vacío: No es necesario para una destilación a presión atmosférica