Las sustancias se caracterizan por sus propiedades y por su composición. El calor, el punto de fusión y punto de ebullición son propiedades físicas.
Una propiedad física se puede medir y observar sin que cambie su composición o identidad de la sustancia.
Por ejemplo: Es posible determinar el punto de fusión (de sólido a líquido) del hielo, calentando un trozo de él y registrando la temperatura a la cual se transforma en agua,
El agua difiere del hielo sólo en apariencia, no en su composición, por lo que este cambio físico; es posible congelar el agua para recuperar el hielo original. Por tanto, el punto de fusión de una sustancia es una propiedad física. De igual manera, cuando se dice que el helio gaseoso es más ligero que el aire, se hace referencia a una propiedad física.
Por otro lado, el enunciado “el hidrógeno se quema en presencia de oxígeno gaseoso para formar agua” describe una propiedad química del hidrógeno, ya que para observar esta propiedad se debe efectuar un cambio químico, en este caso la combustión. Después del cambio, los gases originales, hidrógeno y oxígeno, habrán desaparecido y quedará una sustancia química distinta, el agua. No es posible recuperar el hidrógeno del agua por medio de un cambio físico como la ebullición o la congelación.
Cada vez que se prepara un huevo cocido se produce un cambio químico. Al ser sometido a una temperatura de aproximadamente 100º, tanto la clara como la yema experimentan cambios que modifican no sólo su aspecto físico, sino también su composición.
LA QUÍMICA EN ACCIÓN
LA TEORÌA DE BIG BANG
ORIGEN DEL UNIVERSO
El Big Bang, literalmente gran estallido, constituye el momento en que de la "nada" emerge toda la materia, es decir, el origen del Universo. La materia, hasta ese momento, es un punto de densidad infinita, que en un momento dado "explota" generando la expansión de la materia en todas las direcciones y creando lo que conocemos como nuestro Universo.
Inmediatamente después del momento de la "explosión", cada partícula de materia comenzó a alejarse muy rápidamente una de otra, de la misma manera que al inflar un globo éste va ocupando más espacio expandiendo su superficie. Los físicos teóricos han logrado reconstruir esta cronología de los hechos a partir de un 1/100 de segundo después del Big Bang. La materia lanzada en todas las direcciones por la explosión primordial está constituida exclusivamente por partículas elementales: Electrones, Positrones, Mesones, Bariones, Neutrinos, Fotones y un largo etcétera hasta más de 89 partículas conocidas hoy en día.
En 1948 el físico ruso nacionalizado estadounidense George Gamow modificó la teoría de Lemaître del núcleo primordial. Gamow planteó que el Universo se creó en una explosión gigantesca y que los diversos elementos que hoy se observan se produjeron durante los primeros minutos después de la Gran Explosión o Big Bang, cuando la temperatura extremadamente alta y la densidad del Universo fusionaron partículas subatómicas en los elementos químicos.
Cálculos más recientes indican que el hidrógeno y el helio habrían sido los productos primarios del Big Bang, y los elementos más pesados se produjeron más tarde, dentro de las estrellas. Sin embargo, la teoría de Gamow proporciona una base para la comprensión de los primeros estadios del Universo y su posterior evolución. A causa de su elevadísima densidad, la materia existente en los primeros momentos del Universo se expandió con rapidez. Al expandirse, el helio y el hidrógeno se enfriaron y se condensaron en estrellas y en galaxias. Esto explica la expansión del Universo y la base física de la ley de Hubble.
Profundizar
Todas las propiedades de la materia que se pueden medir, pertenecen a una de dos categorías: propiedades extensivas y propiedades intensivas. El valor medido de una propiedad extensiva depende de la cantidad de materia considerada. La masa, que es la cantidad de materia en una cierta muestra de una sustancia, es una propiedad extensiva.
Más materia significa más masa. Los valores de una misma propiedad extensiva se pueden sumar. Por ejemplo, dos monedas de cobre tendrán la masa resultante de la suma de las masas individuales de cada moneda, así como la longitud de dos canchas de tenis es la suma de la longitud de cada una de ellas. El volumen, definido como longitud elevado al cubo, es otra propiedad extensiva. El valor de una cantidad extensiva depende de la cantidad de materia.
El valor medido de una propiedad intensiva no depende de cuánta materia se depende de cuánta materia se considere. La densidad, definida como la masa de un objeto dividido entre su volumen, es una propiedad intensiva. La temperatura es también una propiedad intensiva,. Suponga que se tienen dos recipientes de agua a la misma temperatura; si se mezclan en un recipiente grande, la temperatura de una mayor cantidad de agua será la misma que la del agua de los recipientes sepasrados. Adiferencia de la masa, la longitud y el volumen, la temperatura y otras propiedades intensivas no son aditivas.
CUESTIONARIO
1. ¿Qué caracteriza a una sustancia? .
2. ¿Cómo identificamos a una propiedad física?
3. ¿Por qué los distintos estados del agua son un cambio físico?
4. ¿Por qué cuándo el hidrógeno se quema en presencia del oxígeno gaseoso para formar agua, se dice que es un cambio químico?
5. ¿La cocción de un huevo es un cambio físico o químico?
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