Cambios físicos y químicos
Summary
TLDREl video analiza los cambios físicos y químicos en sustancias. Se explica que un cambio físico implica una alteración en las propiedades sin modificar la composición, como el agua que se derrite o evapora. Por otro lado, un cambio químico involucra la ruptura y formación de nuevos enlaces, como en la combustión del propano o la oxidación del hierro. El video también menciona un caso ambiguo: la disolución de sal en agua, donde se rompen enlaces iónicos, generando debate sobre si es un cambio físico o químico.
Takeaways
- 🧊 El hielo que se derrite es un cambio físico, ya que la composición de H₂O no cambia, solo su estado de agregación.
- 🔥 La combustión del propano es un cambio químico, ya que se producen nuevos compuestos como dióxido de carbono y agua.
- 🛠 El hierro oxidado es un cambio químico, formándose óxido de hierro y rompiéndose los enlaces metálicos y covalentes originales.
- 🌊 La disolución de la sal en agua es un área gris entre cambios físicos y químicos, ya que se rompen enlaces iónicos pero no se forman nuevos compuestos.
- 🔄 La evaporación del agua de mar para obtener sal es un proceso que puede considerarse tanto físico como químico, dependiendo de enfoque.
- 🔬 La superación de fuerzas intermoleculares generalmente indica un cambio físico, mientras que la formación o rotura de enlaces químicos indica un cambio químico.
- 🌡 El cambio de estado de la materia, como del hielo a agua o agua a vapor, usualmente es un cambio físico.
- 🔬 La combustión es un ejemplo claro de cambio químico, donde la reacción con oxígeno produce compuestos completamente nuevos.
- 🧪 La reacción del hierro con el oxígeno del aire es un proceso de oxidación que resulta en la formación de un nuevo compuesto sólido.
- 🌐 La naturaleza de los cambios físicos y químicos a veces puede ser debatida, dependiendo de la perspectiva desde la que se analice el proceso.
Q & A
¿Qué diferencia hay entre un cambio físico y un cambio químico?
-Un cambio físico es un cambio en las propiedades de una sustancia sin alterar su composición, mientras que un cambio químico implica una alteración en la composición misma, generalmente con la formación de nuevos enlaces entre átomos y elementos.
¿Cuál es la diferencia química entre el hielo y el agua?
-Aunque el hielo y el agua son diferentes estados de la misma sustancia (H₂O), la diferencia radica en que el hielo es sólido y el agua es líquido. Sin embargo, ambos tienen la misma composición química, por lo que la transición de hielo a agua es un cambio físico.
¿Qué sucede en la combustión del propano?
-Durante la combustión del propano (C₃H₈), se requiere oxígeno y se producen dióxido de carbono (CO₂) y agua (H₂O). Este proceso implica la ruptura y formación de enlaces químicos, por lo que es un cambio químico.
¿Por qué se calienta tanto durante la combustión de propano?
-La combustión de propano libera una gran cantidad de energía, lo que provoca un aumento significativo en la temperatura, resultando en una flama caliente.
¿Qué ocurre cuando el hierro se oxida?
-El hierro reacciona con el oxígeno del aire para formar óxido de hierro, un proceso que implica la ruptura de los enlaces metálicos del hierro y los enlaces covalentes del oxígeno, y la formación de nuevos enlaces iónicos en el óxido de hierro.
¿Cómo se describe la disolución del cloruro de sodio en agua?
-La disolución del cloruro de sodio (NaCl) en agua implica la separación de los iones sodio y cloruro, rompiendo los enlaces iónicos que mantenían la red cristalina del sal sólida. Esto puede considerarse tanto un cambio físico como químico, ya que se rompen enlaces pero no se forman nuevos compuestos.
¿Qué es una 'regla general' para diferenciar cambios físicos y químicos a nivel microscópico?
-Una regla general es que si se superan fuerzas intermoleculares, se tiende a tener un cambio físico, mientras que si se forman o rompen enlaces químicos, se tiene un cambio químico.
¿Qué es la evaporación del agua y cómo se relaciona con los cambios físicos y químicos?
-La evaporación del agua es el proceso por el cual el agua pasa del estado líquido al estado gaseoso. Este proceso es un cambio físico, ya que las fuerzas intermoleculares se superan pero no se forman o rompen enlaces químicos.
¿Cuál es la diferencia entre los enlaces covalentes y los enlaces iónicos mencionados en el guion?
-Los enlaces covalentes son formados por la compartición de electrones entre átomos no metálicos, mientras que los enlaces iónicos son creados por la transferencia de electrones de un átomo metálico a un no metálico, formando iones.
¿Cómo se puede argumentar que la evaporación de agua de mar es un cambio físico y químico?
-La evaporación de agua de mar es un cambio físico porque se evapora el agua, pero también se puede considerar un cambio químico debido a que se están reformando enlaces iónicos entre sodio y cloruro cuando la sal se precipita.
Outlines
🔍 Diferenciación entre cambios físicos y químicos
Este párrafo introduce el tema de identificar si los cambios que experimentan ciertas sustancias son físicos o químicos. Se describe que los cambios físicos son aquellos en los que las propiedades de una sustancia cambian, pero no su composición, mientras que los cambios químicos implican una transformación en la composición misma de la sustancia, con la formación y ruptura de enlaces entre átomos y elementos. Se presentan tres ejemplos: el hielo que se derrite, el propano que se quema y el hierro que se oxida. Se invita al espectador a pausar el video y reflexionar sobre qué tipo de cambios son estos. El hielo se menciona como un ejemplo de cambio físico, ya que al derretirse, su composición química (H₂O) no cambia, solo su estado de agregación. A medida que el agua se calienta y evapora, se mantiene como un cambio físico, ya que las fuerzas intermoleculares se superan pero los enlaces covalentes no se alteran.
🔬 Reacciones químicas: Propano y Hierro
En este segundo párrafo, se profundiza en los cambios químicos que ocurren durante la combustión del propano y la oxidación del hierro. Se explica que la combustión del propano (C₃H₈) requiere oxígeno y resulta en la formación de dióxido de carbono (CO₂) y agua (H₂O), lo que implica la ruptura y formación de enlaces químicos, caracterizando un cambio químico. Por otro lado, la oxidación del hierro implica la reacción del hierro sólido con el oxígeno ambiental para formar óxido de hierro, rompiendo y formando enlaces iónicos y covalentes, también un cambio químico. Se plantea una reflexión sobre la disolución del cloruro de sodio (NaCl) en agua, cuestionando si se trata de un cambio físico o químico debido a la ruptura de enlaces iónicos y la formación de una solución acuosa. Se comparte una experiencia personal de evaporación de agua de mar para recuperar la sal, sugiriendo que puede haber elementos de ambos tipos de cambios en este proceso.
Mindmap
Keywords
💡Cambio físico
💡Cambio químico
💡Propano
💡Oxidación
💡Dióxido de carbono
💡Óxido de hierro
💡Fuerzas intermoleculares
💡Enlaces covalentes
💡Disolución
💡Cloruro de sodio
Highlights
Se presentan tres imágenes de sustancias experimentando cambios.
Los cambios se clasifican como físicos o químicos.
Los cambios físicos implican cambios en las propiedades sin alterar la composición.
Los cambios químicos involucran una alteración en la composición y en la forma de enlace de átomos.
El derretimiento de hielo es un cambio físico, ya que la composición de H₂O no cambia.
La evaporación de agua es también un cambio físico, con superación de fuerzas intermoleculares.
La combustión del propano es un cambio químico, formando dióxido de carbono y agua.
La reacción de propano con oxígeno produce nuevos enlaces químicos.
La oxidación del hierro es un cambio químico, formando óxido de hierro.
La formación de óxido de hierro implica la ruptura y formación de enlaces metálicos y covalentes.
La disolución de cloruro de sodio en agua es un caso ambiguo entre cambios físicos y químicos.
La red cristalina del cloruro de sodio se disuelve separando los iones en la solución acuosa.
La evaporación del agua de mar para recuperar la sal es un ejemplo de cambio físico y químico.
La disolución de sal en agua y su evaporación demuestra una zona gris entre cambios físicos y químicos.
Transcripts
Aquí tenemos tres imágenes distintas de sustancias que están experimentando
algún tipo de cambio. En este video vamos a clasificarlos como cambios físicos o químicos,
y seguramente hayas pensado en esto o lo has visto en alguna clase previa de ciencia. Cuando hablamos
de un cambio físico hablamos de un cambio en las propiedades, pero no en la composición;
mientras que en un cambio químico sí tenemos un cambio en la composición, es decir, puede ser
diferente la forma en la que se conectan, enlazan o unen los diferentes tipos de átomos y elementos
constituyentes. Aquí tenemos hielo que se derrite, propano que combustiona o se quema y algo de
hierro oxidado. Entonces, la primera pregunta en la que quiero que pienses es la siguiente:
¿cuáles de estos son cambios físicos, cuáles son químicos y por qué? Pausa el video y piénsalo.
Bien, primero pensemos en el hielo que se derrite. Si queremos escribir este proceso en un lenguaje
químico elegante, podemos decir que H₂O en estado sólido se transforma en H₂O en estado líquido.
Observa: no tenemos un cambio en su composición, en ambos estados, ya sea que observemos el agua
líquida aquí o el agua sólida por acá, vemos un montón de moléculas de agua, cada oxígeno
sigue unido a dos hidrógenos, por lo tanto, no tenemos un cambio en la composición. Entonces
podemos decir que aquí tenemos un cambio físico, y si seguimos calentando el agua y comienza a
evaporarse seguiría siendo un cambio físico: mientras pasa a ser vapor de agua las fuerzas
intermoleculares son superadas, pero los enlaces covalentes entre los oxígenos y los hidrógenos
no se rompen ni se forman de alguna otra manera. Entonces, una vez más, cuando pasamos del hielo
al agua tenemos un cambio físico y cuando pasamos de agua a vapor, o mejor dicho, del líquido a gas,
también tenemos un cambio físico. Una regla general cuando pensamos lo que sucede en un
nivel microscópico -y ésta es sólo una regla general, no siempre es aplicable, y en un momento
pensaremos en un caso extremo- es que cuando se están superando las fuerzas intermoleculares eso
tiende a ser un cambio físico, pero si se forman o rompen enlaces químicos entonces tenemos un cambio
químico. Ahora pensemos qué es lo que pasa con el propano. Si quisiéramos escribir la reacción
química tendríamos que el propano, C₃H₈ en su forma gaseosa, necesita oxígeno para combustionar,
por cada mol de propano necesitamos 5 moles de oxígeno molecular también en su forma gaseosa;
después, cuando se combustiona, por cada mol de propano y 5 moles de oxígeno molecular se
producirán 3 moles de dióxido de carbono, en su forma gaseosa, más 4 moles de agua también en su
forma gaseosa, en vapor. Esto quiere decir que los enlaces entre las moléculas en realidad se
rompen y se forman nuevos, por lo tanto, esta vez no tendremos un cambio físico, tendremos un cambio
químico -un cambio químico-. Una forma de pensar en esto es la siguiente: primero tenemos propano
por aquí, C₃H₈, y después de la reacción ya no tenemos más propano. Cuando observamos una flama
como ésta, lo cual es fascinante, lo que vemos es un gas muy caliente y en el aire muy caliente que
estamos observando tenemos algo de dióxido de carbono y también vapor de agua. La razón del
porqué se calienta tanto es que esto libera mucha energía. Bueno es momento de pensar qué ocurre
aquí con el hierro. Si queremos escribir esto como una reacción química tenemos que por cada
4 moles de hierro en su estado sólido más 3 moles de oxígeno molecular en su forma gaseosa -y ojo:
este es sólo el oxígeno ambiental que está alrededor del hierro-, se van a producir
2 moles de óxido de hierro como un sólido, y es esto que se ve naranja, ese es el óxido de hierro.
Así que observa: esta reacción está formando nuevos enlaces iónicos en este óxido de hierro,
y para experimentar la reacción se tuvieron que romper los enlaces metálicos del hierro sólido y
los enlaces covalentes en el oxígeno molecular. Entonces, cada vez que se rompen y forman estos
enlaces químicos tenemos un cambio químico. Ahora, déjame hacerte una pregunta interesante:
¿qué pasa con la disolución de cloruro de sodio o sal de mesa? Tenemos NaCl en su forma sólida,
y al agregarlo al agua obtenemos cloruro de sodio en su forma acuosa; entonces, ¿qué es lo que pasa?
Bueno, sabemos que el cloruro de sodio sólido forma esta red cristalina porque tienen estos
enlaces iónicos. Vamos a dibujar algunos de ellos: se ven algo así. Lo hemos visto varias veces:
el cloro acapara los electrones y se convierte en cloruro, se vuelve negativo; el sodio pierde
electrones y se convierte en un ion positivo y así se atraen el uno al otro; luego pueden formar esta
red cristalina tridimensional cuando están en forma sólida. Estoy intentando hacer mi mejor
esfuerzo para dibujarla en tres dimensiones. Pero cuando se disuelven en agua, los iones se separan,
todos los iones se disuelven y se separan en el agua, entonces los enlaces iónicos se rompen. Y
ahora podrías argumentar: "¿Sabes?, los iones constituyentes simplemente se están separando,
entonces tal vez esto sea un cambio físico", o podrías decir "No, los enlaces iónicos son enlaces
legítimos, como son enlaces fuertes y se están rompiendo entonces tenemos un cambio químico".
Bueno, ya sea que hables de un cambio físico o de uno químico resulta que aquí hay un área gris
cuando hablamos de disolver sal como ésta en agua. De hecho, el fin de semana pasado fuimos
a la playa y nos quedamos sin sal e hice esto justo al revés: llené una olla con agua de mar y,
de hecho, me llevó unos 30 minutos hervirla, justo así pude evaporar toda el agua y básicamente la
sal de esa agua de mar pudo volver a formar sus enlaces iónicos. Entonces, podríamos debatir si
estaba creando un cambio físico o uno químico, definitivamente estaba haciendo un cambio físico
en el agua, la estaba evaporando, pero también estaba formando enlaces iónicos entre el sodio
y el cloruro, entonces se podría argumentar que tal vez fue un cambio físico y químico.
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