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Sesión 02 - Teoria Cinético-Molecular de la Matería. Mezclas y Disoluciones. - 17 de oct - Contenido educativo

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Subido el 17 de octubre de 2024 por Hilario S.

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Buenas tardes a todos. Vamos a empezar la segunda clase de Ciencias y vamos a seguir un poco revisando el archivo que tenéis colgado. 00:00:13
estuvimos viendo el método científico y hoy vamos a ver la parte de materia. 00:00:31
La parte de materia la vamos a empezar estudiando la teoría cinético-molecular 00:00:43
y es importante que entendamos qué significa cinético y molecular. 00:00:48
Molecular hace referencia a todas esas partículas, o en este caso moléculas, 00:00:55
que forman la materia. La palabra cinético hace referencia a la velocidad, al movimiento. 00:01:01
Entonces, de alguna forma, la teoría cinético-molecular nos va a hablar del movimiento de esas partículas. 00:01:09
Es decir, vamos a empezar a ver que la materia, fundamentalmente, está constituida por distintos tipos de partículas. 00:01:17
Es decir, aunque nosotros no tengamos la sensación de esos elementos, que ya veremos cómo se llaman, 00:01:24
sabemos que esos cuerpos o toda la materia tiene esas pequeñas partes o esas pequeñas moléculas, partículas, como queráis llamarlo. 00:01:30
Entre estas partículas, ¿qué es lo que hay? Pues existe un vacío que veremos que dependiendo de unos casos a otros puede ser mayor o menor. 00:01:43
Es decir, en los sólidos vamos a ver que el espacio, como vemos aquí abajo, esto serían distintas materias en distintos estados, sabemos que la materia puede estar en estado sólido, líquido o gaseoso, 00:01:51
pues vamos a ver que todas esas partículas en el estado sólido 00:02:07
aunque existe ese vacío, el espacio que hay 00:02:11
va a ser muy pequeñito y va a ir creciendo en la medida 00:02:14
en la que pasemos de un estado a otro 00:02:17
vamos a ver cuál es la consecuencia 00:02:21
cómo podemos hacer que este espacio crezca o disminuya 00:02:23
vamos a ver que cada partícula, cada una de estas pelotitas 00:02:26
tiene una masa, tiene un tamaño y una forma 00:02:31
es decir, en este caso, para que lo entendamos 00:02:33
Se ha intentado hacer una representación circular, pero vamos a ver que este no tiene por qué ser así. Por otro lado, vamos a ver que en líneas generales, y ya veremos que hay un caso excepcional, las partículas se encuentran en movimiento continuo. 00:02:36
continuo, es decir, aquí en el estado gaseoso, en este cuadrado que vemos aquí, es bastante 00:02:55
fácil intuir que estas partículas están en movimiento, igual que en el líquido, pero 00:03:03
tendemos a pensar cuando vemos un sólido, por ejemplo una mesa, una silla, un bloque 00:03:07
de hormigón, que sus partículas están estáticas y no es así, es decir, existen pequeños 00:03:12
movimientos de vibración entre ellas, es decir, aunque a nuestros ojos pueda parecer 00:03:18
que estas partículas están quietas, están estáticas, en realidad hay un pequeño movimiento 00:03:24
de vibración, incluso las propias partículas están girando entre ellas o trasladándose 00:03:29
de unas a otras. Y vamos a ver que entre estas partículas también existen unas fuerzas 00:03:36
de atracción, unas fuerzas de interacción. Vamos a ver que en los sólidos estas fuerzas 00:03:46
son muy grandes, por eso permanecen unidas, y a medida que nos movemos en líquidos o en gases, 00:03:50
estas fuerzas van a ser cada vez más débiles, incluso en los gases que van a ser inapreciables. 00:03:56
También esa es la consecuencia, es decir, debido a que las fuerzas en los sólidos son fuertes, 00:04:02
esas partículas permanecen muy unidas y el espacio que hay entre esas partículas es muy pequeño. 00:04:07
Con respecto a los gases, que como esas partículas tienen unas fuerzas casi inapreciables, las partículas tienden a ocupar todo el espacio. 00:04:12
Tendríamos que ir resolviendo estas cuestiones. Si tenéis alguna duda me decís, pero os dejo el espacio para que lo resolváis, para que me deis en internet e investiguéis sobre esta cuestión. 00:04:27
pero bueno, ya estáis viendo muchas de las cosas 00:04:41
ya las hemos hablado, es decir, cuáles son los tres estados de agregación de la materia 00:04:45
sólido, líquido o gaseoso 00:04:48
si conocéis alguno más, me decís cuál es 00:04:51
y pasamos a los tres 00:04:55
a los tres estados, es decir 00:04:58
qué es lo que ocurre de un estado a otro 00:05:01
normalmente este estudio lo vemos muy claramente 00:05:05
con el hielo, con el agua, es decir 00:05:09
Es decir, el agua podemos encontrarla en sus tres estados. En estado sólido, como forma de hielo. En estado líquido, en forma de agua, agua líquida. Y en forma de gas, como vapor de agua. 00:05:12
Ese es el ejemplo que siempre utilizamos porque tiene esa peculiaridad que lo tenemos en los tres estados. 00:05:28
Si nos damos cuenta, ¿qué es lo que está ocurriendo? 00:05:35
Pues lo que ocurre es que cuando a ese estado sólido le aplicamos calor, 00:05:38
esas partículas o ese sólido va a empezar a cambiar su estado. 00:05:45
Durante el tiempo que pasamos de aquí a aquí van a coexistir tanto estado sólido como líquido. 00:05:51
Es decir, vamos a tener una parte de hielo y una parte de agua. Y va a llegar un momento que ese hielo que hemos calentado se ha transformado completamente en líquido. Es decir, ha cambiado de estado. ¿Por qué decimos que ha cambiado de estado? 00:05:57
Porque la materia sigue siendo la misma, es decir, sigue estando compuesto de agua, pero ese agua está en otro estado diferente. Pero la composición es la misma, es decir, las pelotitas que tenemos aquí, las tenemos aquí. Lo que ocurre es que en este estado tienen más distancia entre las pelotitas y ocupan un mayor espacio. 00:06:15
¿Qué es lo que va a ocurrir con este líquido si seguimos calentándolo? 00:06:37
Pues que va a tener un nuevo cambio de fase 00:06:42
Es decir, vamos a pasar del estado líquido a gaseoso 00:06:44
En el caso del agua, ¿qué es lo que va a ocurrir? 00:06:47
Que ese agua que está en estado líquido va a pasar a vapor de agua 00:06:51
Durante un intervalo de tiempo, mientras lo calentemos, van a coexistir ese líquido con ese gas 00:06:56
Ese agua con ese vapor de agua 00:07:03
Pero llegará un momento en que todo ese líquido haya pasado a gas. Y volvemos al punto inicial. Seguimos teniendo la misma materia, es decir, las moléculas de agua. En ningún momento hemos pasado a otro elemento. Seguimos estando en la misma sustancia, pero con otro estado. 00:07:04
¿Vale? Tenemos el paso contrario, es decir, ¿qué ocurre si tenemos este vapor de agua o este gas y empezamos a enfriarlo? Es decir, empezamos a quitarle ese calor. Pues va a ocurrir el proceso contrario. Es decir, vamos a pasar desde este gas o desde este vapor de agua a este líquido. Es decir, las partículas van a volver a juntarse, van a volver a tener una mayor fuerza, van a estar más próximas unas de otras y vamos a estar en estado líquido. 00:07:22
¿Qué ocurre si seguimos enfriando ese líquido? Pues vamos a volver al proceso anterior, es decir, vamos a todavía juntar esas partículas más, mayor fuerza de atracción entre ellas y vamos a volver al estado sólido. 00:07:54
Todo esto tiene unos nombres, es decir, el estado sólido, cuando se calienta y pasa a estado líquido, pasa por un proceso de fusión. 00:08:08
Si ese líquido se sigue calentando, pasa por un proceso de vaporización, es decir, pasamos a vapor 00:08:16
Vaporización que en muchos casos le llamamos también evaporación y ebullición 00:08:23
¿Cómo se van a llamar los procesos inversos? 00:08:28
Pues ese gas que pasa a estado líquido pasa por un proceso de condensación y licuación 00:08:32
Si seguimos enfriando este líquido, pasamos a un estado de, mejor dicho, pasamos por un proceso de solidificación y pasamos al estado sólido. 00:08:41
Existen casos en los que se puede pasar de un sólido a un gas, por ejemplo, el hielo seco, si lo conocéis, en el que pasamos de un sólido a un gas sin pasar por el estado líquido. 00:08:51
Por ejemplo, lo que os decía, el hielo seco. 00:09:05
En este caso, ese proceso que no es fusión ni es vaporización, porque pasamos, como veis aquí directamente, estamos hablando de una sublimación progresiva. El caso contrario, es decir, el paso desde gas hasta sólido directamente, sería una sublimación regresiva o sublimación inversa. Este sería el esquema de todos los pasos. 00:09:09
Vamos a ver todo esto a nivel de moléculas y de movimiento, porque hemos dicho al principio que todos estos estados, todo esto se llamaba teoría cinético-molecular y estábamos hablando del movimiento de las partículas. 00:09:37
Vamos a verlo con este ejemplo. Fijaos, aquí tenemos un estado sólido, el estado de la materia sólida. La materia está compuesta por distintas moléculas, distintas partículas y estamos a una temperatura. 00:09:54
Ahora, vemos que aunque las partículas parecen que están estáticas, tienen entre ellas cierto movimiento, ¿verdad? 00:10:09
Es decir, están vibrando, están girando unas sobre otras, sobre sí mismas. 00:10:20
Y vamos a ver qué es lo que ocurre cuando aplicamos calor a este sólido. 00:10:27
Cuando aplicamos calor, si nos damos cuenta, aplicamos una cantidad de calor en concreto, ¿qué es lo que ha ocurrido? Que las partículas han empezado a agitarse mucho más, es decir, tenemos un movimiento mayor de partículas. 00:10:32
¿Qué ocurre con esas partículas? 00:10:54
Han empezado a moverse, han empezado a separarse, han empezado a romper, 00:10:58
a debilitar, mejor dicho, esos enlaces que hay entre las moléculas 00:11:02
y estamos pasando a estado líquido. 00:11:05
¿Pero qué pasa si nos damos cuenta que casi todas las partículas 00:11:08
están en la parte de abajo, están ocupando la mayor parte de ese recipiente? 00:11:12
¿Pero qué pasa con esas partículas si las calentamos mucho más? 00:11:16
Fijaos, las partículas empiezan a ocupar todo el envase. 00:11:28
Es decir, toda esta sustancia ha pasado a estado gaseoso 00:11:36
y una de las características del estado gaseoso es que tiende a ocupar todo el espacio. 00:11:41
Si nos damos cuenta, estamos viendo una sustancia compuesta por átomos de neón, 00:11:47
Pero vamos a ver una sustancia compuesta por moléculas de agua. 00:11:52
Vamos a enfriar esto, vamos a ir hasta la temperatura más baja que se conoce, por ejemplo, menos 260, algo así. 00:11:58
Si nos damos cuenta, las partículas empiezan a bajar hacia abajo, empiezan a concentrarse y las tenemos de nuevo todas juntas. 00:12:15
Vamos a ver qué pasa con este agua. En estado sólido tenemos que las partículas están muy juntas una con respecto a las otras. ¿Qué es lo que va a pasar en el momento en el que calentemos este hielo? 00:12:24
Fijaos, vamos a calentarlo y de momento permanece todo pegadito, ¿verdad? Seguimos estando a cero grados. ¿Qué quiere decir que estamos a cero grados? A cero grados que todavía tenemos hielo. 00:12:45
En el momento en el que subamos esos grados, esas moléculas van a empezar a moverse mucho más. ¿Por qué? Porque estamos pasando de estado sólido a estado líquido. Si nos fijamos, esa estructura que teníamos en forma de cubo se ha roto, ¿verdad? 00:13:02
Esas partículas están empezando a ocupar más espacio, pero siguen estando relativamente unas cerca de otras. Se mueven, tienen mayor movimiento, pero siguen estando en el centro. ¿Qué va a pasar cuando lleguemos a los 100 grados, que es la temperatura de vaporización del agua? 00:13:20
Que esas partículas van a empezar a dispersarse mucho más, es decir, estamos pasando a un estado gaseoso. ¿Os dais cuenta? El movimiento que había entre las partículas, o la unión mejor dicho, es tan débil que las partículas empiezan a ocupar todo el entorno y empiezan a ocupar todo nuestro envase. 00:13:37
Por lo tanto tenemos el sólido, temperaturas por debajo de los 0 grados, las partículas van a estar muy juntitas, la misma sustancia en estado líquido en el que las partículas tienden a ocupar el espacio que se componen pero están relativamente juntas unas de otras y el estado gaseoso en el que las partículas ocupan todo el espacio. 00:13:57
En química, o en el universo, se ha encontrado que hay una temperatura, que vamos a ponerlo en grados Kelvin, estamos en grados Kelvin positivos. 00:14:28
Hay una temperatura que es menos 273, vamos a enfriar esto mucho, mucho, mucho, mucho. 00:14:39
¿Y qué es lo que va a ocurrir? Fijaos, cada vez esas partículas vibran menos, vibran menos, vibran menos. 00:14:49
perdón, he dicho menos 273, no 00:14:54
a 0 grados Kelvin, ¿qué es lo que va a ocurrir? 00:14:59
que las partículas dejan de vibrar, dejan de moverse 00:15:02
vamos a ver si lo conseguimos bajar 00:15:05
¿no nos deja bajar más la temperatura? 00:15:08
estamos casi en el cero absoluto, ¿por qué se llama cero absoluto? 00:15:18
es la temperatura más baja 00:15:21
que existe en el universo, 0 grados Kelvin 00:15:24
que corresponde, fijaos, si lo pasamos 00:15:28
a grados Celsius, a menos 273 00:15:30
Es el momento en el que las partículas de la materia dejan de vibrar, dejan de moverse. Es el cero absoluto del movimiento, ¿vale? Es decir, ya no se mueve más. Por eso se llama cero absoluto. Es la temperatura más baja que puede existir. 00:15:33
Y repito, estamos hablando de 0 grados Kelvin menos 273 grados Celsius. Si empezamos a subir de nuevo la temperatura, vamos a ver, ¿veis? Empieza a haber movimiento. 00:15:50
Fijaos en las partículas antes de que lleguemos a nuestros cero grados Celsius, que es cuando empieza la fusión, cómo las partículas cada vez empiezan a vibrar más. ¿Veis? Pero se mantienen relativamente juntas, siguen manteniéndose relativamente juntas. 00:16:05
Fijaos, están juntas unas con respecto a otras, pero vamos a llevarlas por encima de esos 0 grados. 13 grados, fijaos. Están más separadas y ocupan todo el espacio en la horizontal. ¿Qué ocurre cuando llevamos a los 156 grados? Estado gasoso. Ocupan todo el envase. 00:16:27
¿Vale? Espero que hayáis entendido esto a nivel molecular, la teoría genético-molecular. Vamos a ver que en la materia se pueden dar dos situaciones, es decir, en nuestras mezclas, que es la unión física de dos o más sustancias, vamos a tener dos tipos de mezclas. 00:16:49
¿Y por qué se llaman mezclas? Porque estas sustancias conservan sus propiedades. Vamos a tener las mezclas homogéneas y las mezclas heterogéneas. 00:17:14
Entonces, en la materia vamos a tener mezclas homogéneas y heterogéneas. 00:17:27
Las mezclas homogéneas, como veis aquí, son aquellas en las que a simple vista no se pueden identificar los componentes que presentan. 00:17:33
Es decir, si nosotros vemos sal y agua, nosotros no podemos identificar a simple vista qué es agua y qué es sal. 00:17:40
O el aire, nosotros no podemos identificar qué es oxígeno y qué es nitrógeno, que son los dos componentes del aire. 00:17:48
Microscópicamente podríamos, o mediante ensayos de laboratorio, podríamos verlo, pero a simple vista no. 00:17:55
En cambio, en las mezclas heterogéneas, a simple vista, sí se pueden identificar sus componentes. Es el típico ejemplo, si nosotros mezclamos agua y aceite, vamos a ver que el aceite ocupa la parte superior y el agua la parte inferior. 00:18:01
O agua y arena. Vamos a ver que la arena se puede distinguir perfectamente del agua. Es decir, vamos a tener dos fases. En este caso, una fase va a ser el aceite y en otra el agua. Y en este caso, una fase va a ser la arena y otra el agua. 00:18:16
mientras que las mezclas homogéneas solo vamos a poder distinguir a simple vista una fase 00:18:35
no vamos a poder indicar cuáles son los componentes de cada fase 00:18:39
aquí tenéis unos ejemplos que tenéis que solucionar vosotros 00:18:45
intentar identificar el tipo de mezcla si tenemos alcohol y agua, agua y azúcar 00:18:50
y dentro de las disoluciones vamos a ver, tendríamos que saber que es una disolución 00:18:55
Pero ahí lo dejo, ¿vale? A ver, ¿quién lo descubre? Lo tenéis que descubrir todos, pero bueno. Vamos a ver qué son estas disoluciones y vamos a ver que estas disoluciones pueden presentarte en distintos estados físicos, es decir, lo podemos tener el disolvente en estado gaseoso, líquido, sólido y el soluto en forma de gas, en forma líquida o en forma sólida. 00:19:06
Es decir, las disoluciones, a grandes rasgos, van a estar compuestas por un disolvente y un soluto. 00:19:36
Eso, la combinación de disolvente y soluto, van a formar lo que llamamos disolución o disoluciones. 00:19:47
Es decir, si el disolvente es gaseoso y el soluto es gaseoso, vamos a tener una disolución gaseosa. 00:19:56
Por ejemplo, el aire. Es decir, un disolvente podría ser el nitrógeno y el soluto podría ser el oxígeno. Entonces tendríamos esa disolución en forma gaseosa. 00:20:03
Las disoluciones más frecuentes son aquellas en las que el disolvente es líquido y podemos tener, por ejemplo, un disolvente líquido con un soluto gaseoso cuya disolución va a ser líquida, por ejemplo, sería un refresco, es decir, ese refresco, esa Coca-Cola, vamos a tener ese líquido con esas burbujitas, eso sería una disolución y en conjunto esa disolución sería líquida. 00:20:15
También podemos tener un disolvente líquido y un soluto líquido, por ejemplo, lo que comentábamos antes, una bebida alcohólica, ¿vale? La consecuencia sería líquida. Y podemos tener un disolvente líquido y un soluto sólido, ¿vale? En cuyo caso vamos a tener una disolución líquida, en su estado va a ser líquido, por ejemplo, sería el agua con azúcar, ¿vale? 00:20:41
Por último vamos a tener esas disoluciones sólidas en las que tanto disolvente como soluto son sólidos, por ejemplo las aleaciones. Vamos a investigar para entender esto, por ejemplo, el latón. Vamos a intentar mirar y descubrir qué sería el latón. 00:21:07
Bueno, en principio hasta aquí vamos a dedicar la clase de hoy. El próximo día hablaremos de la estructura de la materia. Entonces, revisad de todo lo que hemos hablado y si existe algún tipo de duda, me escribís y el próximo día, antes de empezar con la materia, con el descubrimiento de la estructura de la materia, resolvemos dudas. 00:21:29
si tenéis cualquier otro tipo de cuestión 00:21:56
me escribís y lo vamos viendo 00:22:00
id estudiando mucho 00:22:03
no lo dejéis para el último momento 00:22:05
e ir haciendo los ejercicios que os ayudarán a entender la materia 00:22:07
nos vemos el próximo jueves 00:22:11
chao 00:22:13
Autor/es:
Hilario Sánchez
Subido por:
Hilario S.
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Todos los derechos reservados
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Fecha:
17 de octubre de 2024 - 20:20
Visibilidad:
Clave
Centro:
CEPAPUB RAMON Y CAJAL
Duración:
22′ 17″
Relación de aspecto:
1.78:1
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Tamaño:
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