(13/05/08 – Agencia CyTA-Instituto Leloir- Por María Cristina Chaler) – Todo lo que posee materia y además, es sometido a la mirada curiosa de la ciencia, constituye un sistema material
Por ejemplo:
El aire que nos rodea, a pesar de no ser visible, tiene propiedades que se pueden estudiar. Es una solución de gases, con partículas suspendidas en él. A esas partículas las podemos observar cuando un rayo de luz entra en nuestra habitación, y si recordamos, se encuentran en constante movimiento de zigzag (movimiento browniano), motivado por los golpes que reciben de las diferentes moléculas de las sustancias que forman parte del aire;
Un trozo de madera, un árbol, una mesa, el libro que leemos y todo lo que esté compuesto por materia es sistema material.
Pero cuando hablamos de materia no hablamos de cuerpo. Para entender la diferencia ejemplifiquemos:
Un anillo es un cuerpo y la materia que lo forma puede ser el oro del que está fabricado. Una mesa es un cuerpo que se construyó con la materia madera
Es decir que el cuerpo es una porción de la materia.
Molécula o componentes
Ya sabemos que es la mínima parte de la sustancia que conserva sus propiedades.
Esta formada por átomos.
Por ejemplo:
H2O – Molécula de agua. En símbolos significa que está formada por 2 átomos de hidrógeno y uno de oxígeno.
H2 – Molécula de hidrógeno formada por dos átomos de hidrógeno.
Fe2(SO4)3 – Molécula de sulfato férrico formada por 2 átomos de hierro, 3 de azufre y 12 de oxígeno.
Estas son lo que llamamos componentes de los diferentes sistemas materiales que nos rodean.
Átomo
Es el componente de las moléculas y no conserva las propiedades de la sustancia que conforma.
Por ejemplo: H (hidrogeno), O (0xigeno), S (azufre), P (fósforo); Fe (hierro)
Si nos tomamos el trabajo de conseguir una tabla periódica, en ella pueden observarse a todos los átomos que conforman la naturaleza.
Sistema homogéneo: Sistema material formado por una sola fase.
Por ejemplo:
Agua, con sal y azúcar en pequeñas cantidades.
Este sistema posee una sola zona con las mismas propiedades intensivas, de modo que se presenta como homogéneo
Un trozo de hierro siempre que este limpio de óxido es homogéneo.
El agua también se presenta como homogénea ante nuestra mirada.
Sistema heterogéneo: Sistema material formado por dos o más fases
Por ejemplo:
Agua, aceite no mezcla y un trozo de hielo es un sistema heterogéneo de tres fases (agua, aceite, hielo) y de dos componentes: agua y aceite.
No olvidemos que el hielo es agua en otro estado, pero no aporta una sustancia más al sistema
Carbón en polvo suspendido en agua, hielo y vapor de agua es un sistema de tres fases: carbón, agua y vapor de agua y dos componentes: carbón y agua.
Fase
Dijimos que la zona de un sistema que posee propiedades intensivas constantes recibe el nombre de fase. También podemos pensar que todo lo que es miscible (se mezcla) entre sí, forma una fase; es decir, ante la vista, es una zona uniforme. Pero no nos confiemos en la vista, ya que se tiene que mantener uniforme aún bajo la lupa o bajo el análisis del microscopio.
Hay sistemas que se llaman coloides, que a simple vista parecen homogéneos, pero bajo la mirada del microscopio no lo son, como por ejemplo: la leche, el humo del cigarrillo, las nubes, las gelatinas.
Estos tienen ciertas propiedades que los caracterizan:
Movimiento browniano de sus partículas por los golpes que reciben de las moléculas en donde están suspendidas.
Son difíciles de filtrar, porque las partículas tienen un tamaño que no pasan los poros del papel de filtro con facilidad.
Efecto Tyndall. Cuando la luz atraviesa un sistema coloidal, la marcha del rayo se puede observar.
Propiedad intensiva
Habíamos definido a la propiedad intensiva como aquélla que no depende de la cantidad de materia. Por ejemplo: Color, sabor, densidad, punto de ebullición, punto de fusión, viscosidad, etc. Son todas las propiedades que siguen siendo las mismas cualquiera sea la cantidad de materia que tengamos.Un aumento en la cantidad de materia no produce el aumento de la propiedad.
Propiedad extensiva
Son propiedades que dependen de la cantidad de materia. Por ejemplo: Volumen, peso, superficie, longitud, cantidad de calor que absorbe o cede, etc. Este tipo de propiedades de la materia, cambia con la cantidad de la misma; es decir, la propiedad aumenta o disminuye según lo haga la cantidad de materia que está en estudio.
Sustancias simples
Son aquellas sustancias cuyas moléculas están formadas por un solo tipo de átomo.
Por ejemplo: O3 (ozono), Au (oro), F2 (fluor), etc.
Observemos que cada molécula tiene varios o un átomo, pero siempre del mismo tipo.
Sustancias compuesta
A diferencias de las sustancias simples, las compuestas son aquéllas cuyas moléculas están formadas por diferentes tipos de átomos. Por ejemplo: HCLO4 (ácido perclórico), HCl (ácido clorhídrico), HNO3 (ácido nítrico) etc.
Solución
Es un sistema homogéneo formado por más de un componente Si pudiésemos penetrar el interior de una solución y observar en él las moléculas, veríamos diferentes tipos. Por ejemplo: Agua y azúcar. En esta solución veríamos moléculas de agua y también, moléculas de azúcar.
Agua, alcohol y sal. En esta solución se encuentran moléculas de agua, otras de alcohol y los iones de la sal.
Sustancia pura
Una sustancia pura también es un sistema homogéneo pero está constituido por una única molécula. Por ejemplo: Agua destilada. Si pudiésemos observar a las moléculas de este sistema sólo veríamos moléculas de agua.
Un trozo de oro. En este sistema sólo encontramos átomos de oro (Au)
Los ejemplos nos ayudan a entender y clarificar lo que quizás habíamos comprendido mal.