Estados y Transformación de la Materia

ESTADOS Y TRANSFORMACIÓN DE LA MATERIA.

·         ESTADOS DE LA MATERIA.

            La materia se presenta en tres estados o formas de agregación: sólido, líquido y gaseoso. Dadas las condiciones existentes en la superficie terrestre, sólo algunas sustancias pueden hallarse de modo natural en los tres estados, tal es el caso del agua.

            La mayoría de sustancias se presentan en un estado concreto. Así, los metales o las sustancias que constituyen los minerales se encuentran en estado sólido y el oxígeno o el CO2 en estado gaseoso.

-          Los sólidos: Tienen forma y volumen constantes. Se caracterizan por la rigidez y regularidad de sus estructuras.

-          Los líquidos: No tienen forma fija pero sí volumen. La variabilidad de forma y el presentar unas propiedades muy específicas son características de los líquidos.

-          Los gases: No tienen forma ni volumen fijos. En ellos es muy característica la gran variación de volumen que experimentan al cambiar las condiciones de temperatura y presión.

·         LOS NUEVOS ESTADOS DE LA MATERIA.

            Además de los tres estados básicos (sólido, líquido, gaseoso), existen otros estados de agregación de la materia, algunos descubiertos hace ya varios años y otros recientes que aún están siendo estudiadas.

-          Plasma: Al plasma se le llama a veces "el cuarto estado de la materia", además de los tres conocidos, sólido, líquido y gas. Es un gas en el que los átomos se han roto, que está formado por electrones negativos y por iones positivos, átomos que han perdido electrones y han quedado con una carga eléctrica positiva y que están moviéndose libremente. La lámpara fluorescente, algunos televisores, las luces de alumbrado público, las luces de neón contienen plasma. El sol y la ionosfera terrestre son esencialmente plasma.

-          Los Condensados Bose-Einstein: representan un quinto estado de la materia visto por primera vez en 1955. El estado lleva el nombre de Satyendra Nath Bose y Albert Einstein, quien predijo su existencia hacia 1920. Los condensados B-E son superfluídos gaseosos enfríados a temperaturas muy cercanas al cero absoluto.

-          Condensado de Fermi: Creado en la universidad de Colorado por primera vez en 1999, el primer condensado de Fermi formado por átomos fue creado en 2003. El condensado fermiónico, considerado como el sexto estado de la materia, es una fase superfluida formada por partículas fermiónicas a temperaturas bajas. Está cercanamente relacionado con el condensado de Bose-Einstein.

-          Supersólido: Este material es un sólido en el sentido de que la totalidad de los átomos del helio-(4) que lo componen están congelados en una película cristalina rígida, de forma similar a como lo están los átomos y las moléculas en un sólido normal como el hielo. La diferencia es que, en este caso, “congelado” no significa “estacionario”. En efecto, los átomos de helio comienzan a comportarse como si fueran sólidos y fluidos a la vez.

           

            Existen otros posibles estados de la materia; algunos de estos sólo existen bajo condiciones extremas, como en el interior de estrellas muertas, o en el comienzo del universo después del Big Bang o gran explosión:

-          Superfluido

-          Materia degenerada

-          Materia fuertemente simétrica

-          Materia débilmente simétrica

-          Materia extraña o materia de quarks

-          Superfluido polaritón

-          Materia fotónica

·         TRANSFORMACIÓN DE LOS ESTADOS DE LA MATERIA.

            Para cada elemento o compuesto químico existen determinadas condiciones de presión y temperatura a las que se producen los cambios de estado, debiendo interpretarse, cuando se hace referencia únicamente a la temperatura de cambio de estado, que ésta se refiere a la presión de la atm. (la presión atmosférica). De este modo, en "condiciones normales" (1 presión atmosférica, 0 °C) hay compuestos tanto en estado sólido como líquido y gaseoso (S, L y G).

            Los procesos en los que una sustancia cambia de estado son: la sublimación (S-G), la vaporización (L-G), la condensación (G-L), la solidificación (L-S), la fusión (S-L), y la sublimación inversa (G-S). Es importante aclarar que estos cambios de estado tienen varios nombres.

-          Sublimación: ocurre cuando un sólido cambia directamente a gas, sin pasar por la fase líquida.  Esta transformación se da, por ejemplo, en las bolitas de naftalina.

-          Vaporización: es  el paso de líquido a gas.  Esto es lo opuesto de la condensación.  Por ejemplo, cuando hervimos agua y esta se convierte en vapor.

-          Condensación: ocurre cuando hay un cambio de fase gaseosa a líquida.  Por ejemplo, el cambio del vapor a agua.

-      Solidificación: es el paso de líquido a sólido.  Esto es lo opuesto de la fusión.  Un ejemplo de este cambio de fase es la formación de hielo a partir de agua.

-   Fusión: ocurre cuando un sólido se transforma en líquido.  Por ejemplo, esta transformación se da cuando un hielo se derrite para formar agua.

-          Sublimación inversa: es el paso de un gas directamente al estado sólido, sin pasar por la fase líquida. Un ejemplo clásico de sustancia capaz de sublimarse a presión y temperatura ambiente es el hielo seco.