Cualitativas

Propiedades físicas de los materiales: cualitativas, extensivas e intensivas

El mundo que nos rodea está lleno de una gran diversidad de objetos que nuestros sentidos nos permiten reconocer y diferenciar (figura 8): las piedras, un lápiz, el aire, el mar, una moneda. A todos ellos los reconocemos como distintos, pero, ¿por qué son tan diferentes? En química resolvemos esta pregunta no por medio de los objetos en sí mismos, sino estudiando los materiales de los que están hechos. Así, desde el punto de vista de la química, una moneda, una sartén o una tuerca están hechas del mismo tipo de material (todas son objetos metálicos), por lo que presentan características semejantes (lo que en ciencia se conoce como propiedades). Estas propiedades pueden ser cualitativas y cuantitativas.

• Cualitativas

Imagina que quieres platicarle a uno de tus amigos cómo es una persona que conoces bien, pero que tu amigo no conoce. ¿Cómo describirías a esa persona? Seguramente podrías mencionar muchas de las características que, en su conjunto, la describen: su sexo, edad, estatura, además de su carácter y sus gustos o habilidades. Este conjunto de características son las propiedades que hacen diferente a una persona de otra.

Dentro de este grupo de propiedades, algunas sólo dan información cualitativa de la persona; por ejemplo, ¿de qué color es su cabello?, ¿le gusta la música?, ¿qué tipo de música?; mientras que otras dan información cuantitativa como: ¿cuál es su estatura?, ¿cuántos años tiene?, etcétera.

En química, nos interesa describir los materiales y lo hacemos de la misma manera que en el ejemplo anterior: mediante sus propiedades.

Las propiedades que conocemos a través de nuestros sentidos se denominan propiedades organolépticas y son de naturaleza cualitativa, pues no podemos darles un valor numérico (figura 9).

FIGURA 8. ¿Qué nos permite diferenciar entre un alimento en buen estado y uno en descomposición?

FIGURA 9. Cuando usamos todos nuestros sentidos, ¿qué propiedades percibimos en los alimentos?

Visita la siguiente dirección electrónica y relaciona cuáles propiedades de la materia son cualitativas y cuáles son cuantitativas en:

recursostic.educacion. es/multidisciplinar/ wikididactica/index. php/La_materia:_ propiedades_y_ estados#La_materia_y_ sus_propiedades

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Describe las propiedades de los materiales. 1. Observen con cuidado los siguientes objetos:

Los objetos ilustrados están formados por los siguientes materiales, o los contienen: Agua, metal, cera, aire (dentro del globo), hule látex, aceite, miel. Imaginen que los tienen frente a ustedes y pueden tocarlos, olerlos, etcétera.

2. En equipo, hagan una lista con todas las propiedades que pueden percibir de cada uno de estos objetos (sin utilizar ningún instrumento de medición). 3. Comparen la lista de propiedades de cada uno de estos materiales con las que elaboraron sus compañeros de grupo y respondan. • ¿Cuáles de ellas son cualitativas? • ¿Cuáles son cuantitativas? • ¿El estado de agregación es una propiedad cualitativa o cuantitativa? Expliquen. 4. Respondan lo siguiente: • ¿Cuántas propiedades listaron para el aire? • ¿Fueron muchas o pocas las propiedades que pudieron encontrar para este material, en comparación con las que encontraron para los otros materiales?

El tornillo que se muestra en la figura anterior es un tornillo común, hecho principalmente de hierro. Si el tornillo estuviese hecho de cobre, ¿cuáles de las propiedades que encontraron para describir este objeto serían distintas? • ¿A qué conclusión llegaron en relación con el uso de nuestros sentidos para describir y diferenciar los distintos materiales? ¿Son confiables nuestros sentidos? Argumenten.

Ahora consideren que todos los materiales de la actividad anterior se hallan dentro de una estufa (a 200 °C) o de un congelador (a 220 °C). ¿Cambiarían algunas de las propiedades que enlistaron? ¿Cuáles? Los invitamos a llevar a cabo el siguiente experimento.

Experimenta

Clasifica los materiales con base en su estado de agregación. 1. En su cuaderno o su blog, clasifiquen los materiales de la actividad anterior de acuerdo con su estado de agregación.

Material:

• 1 ml de miel • Un trozo pequeño (de 1 cm3) de cera (puede ser de una vela) • 1 ml de aceite vegetal • 1 ml de manteca o mantequilla (aproximadamente) • Un poco (0.5 g) de azúcar (C12H22O11) • 1 ml de alcohol o etanol (CH3CH2OH) • Un vaso con hielo picado • 20 g de sal (NaCl) (aproximadamente) • Un vaso de precipitado de 100 ml o un recipiente de vidrio transparente equivalente en volumen • 6 tubos de ensaye • 1 termómetro (210 a 200 °C) • 50 ml de agua (H2O) • Un mechero de alcohol

Procedimiento:

a. Registren la temperatura ambiental (la que marque el termómetro) y anoten el estado de agregación de cada uno de los materiales a temperatura ambiente. b. Coloquen en cada uno de los tubos de ensaye un poco de cada una de las muestras por observar: alcohol, manteca, cera, azúcar y miel. c. Pongan un poco de sal (NaCl) en el vaso con hielo picado (escurran el agua). Registren la temperatura de este baño frío. d. Anoten en su cuaderno lo que esperan que le suceda a cada una de las muestras al sumergirlas en el baño frío. Ahora introduzcan en el baño frío cada uno de los tubos de ensaye que contienen las muestras. Esperen de 5 a 10 minutos.

Registren la temperatura y el estado de agregación de cada una de las muestras. e. Anoten (de manera individual) en su cuaderno lo que observan, así como una explicación de lo que sucede. f. Dejen que las muestras se entibien un poco antes de dar el siguiente paso.

g. Pongan a hervir un vaso con agua (H2O), que servirá como baño maría para sumergir en él los tubos con las muestras. ¿Qué esperan que suceda? Escríbanlo en su cuaderno sin comentarlo con sus compañeros. Registren la temperatura del baño maría, sumerjan los tubos durante 5 minutos por lo menos y observen. Registren la temperatura y el estado de agregación de cada una de las muestras. Comparen sus predicciones y expliquen lo que observaron. h. Finalmente, calienten con cuidado el tubo que contiene el azúcar (C12H22O11) empleando directamente la flama del mechero. No olviden hacer su predicción; luego observen y den una explicación. Al final, comparen con los miembros de su equipo sus predicciones y explicaciones para cada uno de los experimentos realizados. Lleguen a una conclusión que los deje satisfechos y comparen sus conclusiones con los demás equipos de su grupo. En grupo, lleguen a una conclusión.

Conclusión:

• ¿Qué ocurre con el estado de agregación al variar la temperatura? • ¿Cuáles son los diversos estados de agregación que pudieron observar en este experimento?, ¿es fácil identificarlos y diferenciarlos?, ¿por qué? • ¿Cambiarán los estados de agregación de la misma forma para las muestras de la actividad anterior? Expliquen. • Reflexionen en equipo acerca de qué pueden aprovechar de lo que aprendieron con este experimento.

Maneja con precaución el fuego. sé cuidadoso Maneja con precaución el fuego.