Propiedades de las sustancias. Las sustancias puras
Autora: MSc. Niurka Ramos Herrera

Esta es una de las muchas formas en que se puede presentar este contenido.
A modo de introducción:
QuímicaLa sacarosa, conocida mundialmente por azúcar, el cloruro de sodio que es la sal común, el agua que es tan necesaria para la vida y el dioxígeno que respiramos; son ejemplos de sustancias.

Desde la prehistoria, el ser humano comenzó a acumular conocimientos relacionados con las sustancias, sobre todo mediante las observaciones de estas en el medio en que vivió y la confección de sus instrumentos de trabajo. El ser humano primitivo primero utilizó el fuego producido por fenómenos naturales y después descubrió cómo obtenerlo; en este intento empleó troncos y ramas secas de los árboles. Durante el fuego la madera se transforma en otras sustancias: gases, pedazos de carbón y cenizas. Con el descubrimiento del fuego, también aprendió a extraer metales de los minerales por la acción del fuego. Al pasar el tiempo se comenzó la extracción de la plata, el cobre, el hierro, el plomo, entre otros. Con el descubrimiento de estas sustancias, pudo sustituir sus instrumentos de trabajo, hechos de piedra, por otros de metal.
En la actualidad los seres humanos continúan usando los metales en la fabricación de distintos utensilios e instrumentos. Sin embargo, en muchos casos prefiere emplear otras sustancias, debido a que los metales no siempre conservan sus propiedades cuando se encuentran en determinadas condiciones. El estudio de las sustancias en general, abarca su estructura, así como sus propiedades, usos y métodos de obtención. Con el desarrollo de este tema se estudia las propiedades de las sustancias y además qué es una sustancia pura.

Se orientan los objetivos:

- definir el concepto de sustancia pura
- clasificar las sustancias atendiendo a su solubilidad en agua
- describir muestras de sustancias a partir de sus propiedades físicas, teniendo en cuenta las reglas para el trabajo con las sustancias
- comparar las sustancias atendiendo a sus propiedades
- valorar la influencia de las condiciones de temperatura y presión en el estado de agregación de una sustancia y en determinación de aquellas propiedades que no dependen de la masa
- ejemplificar la relación que existe entre las propiedades de las sustancias, sus aplicaciones y algunas reglas para el trabajo con ellas.

En la naturaleza todos los objetos existentes son cuerpos físicos. Los cuerpos están constituidos por sustancias. Propone algunos ejemplos:

- la camisa del uniforme escolar es de poliéster, un clavo de hierro, un frasco lavador plástico constituido por polietileno, el conductor eléctrico es de cobre, entre otros.

Todas las sustancias presentan propiedades. ¿Podemos conocer esas propiedades?

Proponer entonces la realización de una actividad experimental donde se podrá comparar sustancias mediante sus propiedades físicas.
-Comparación entre el cloruro de sodio y la sacarosa.
Muestre 3g de cloruro de sodio y de sacarosa en vidrios reloj. Describa sus propiedades físicas.
Ø (en este caso puede hacer referencia además al sabor por ser sustancias utilizadas por todos para elaborar diferentes alimentos, aclarando siempre que las sustancias no se prueban.

En el caso del sabor y del olor, hacer referencia al apéndice 1 (Indicaciones para el trabajo con las sustancias) incisos a y b.

Ø Muestre el aparato para determinar la conductividad de la corriente eléctrica de las sustancias (lámpara de pruebas). Informe su uso, nombre cada parte y describa su funcionamiento.

Ø Compruebe la conductividad eléctrica del cloruro de sodio y de la sacarosa. Describa lo que ocurre.

Ø Muestre una gradilla con tubos de ensayos. Nombre ambos útiles, descríbalos e informe sus usos.

Ø Tome con una cucharilla espátula una pequeña porción de cada sustancia y colóquelas en tubos de ensayos.

Ø Añada agua y agite hasta que se disuelvan.

Ø Describa lo ocurrido, haga referencia a la solubilidad en agua

Estamos en condiciones entonces de comparar estas sustancias en cuanto a las propiedades citadas. Puede proponer un cuadro donde se resuman estas propiedades.
¡IMPORTANTE! Cada vez que emplee un útil de laboratorio, un aparato o equipo descríbalo. De igual forma al presentar una muestra de sustancia, describa sus propiedades físicas como el estado de agregación, color, olor.

Siempre que sea posible hacer referencia al apéndice 1del libro de texto:
” indicaciones para el trabajo con las sustancias”


A continuación comparar otras sustancias. La gasolina y el tetracloruro de carbono.

Ø Muestre una probeta y un vaso de precipitados

Ø Mida 10 mL de gasolina y de tetracloruro de carbono y viértalos en vasos de precipitados. Describa cada sustancia

Ø Compruebe la conductividad eléctrica de cada sustancia. Describa lo ocurrido

Compruebe la solubilidad en agua
Ø de estas sustancias, para ello, vierta 2mL de cada una en tubos de ensayos que contengan 3mL de agua. Describa lo ocurrido. (ambas sustancias son prácticamente insolubles en agua)

Ø Compruebe la solubilidad de estas sustancias entre sí, para ello, añada 2mL de cada una en un tubo de ensayos. Describa lo ocurrido. Refiérase a que hay sustancias que son solubles en un líquido pero no en otros, razón por la cual la solubilidad de estas siempre se refiere a un líquido determinado, por ejemplo agua, etanol, tetracloruro de carbono.

Comparar entonces estas sustancias en cuanto a las propiedades citadas y puede proponer que continúen llenando el cuadro propuesto.
¡CUIDADO! El tetracloruro de carbono es un narcótico fuerte por lo que no se deben inhalar sus vapores. Una persona puede envenenarse con esta sustancia sin darse cuenta, porque su olor no es desagradable. Además este compuesto es inflamable.

Continuar con la actividad experimental.

Comparación entre el sulfato de cobre (II) pentahidratado, el óxido de calcio y el carbonato de calcio.

Ø Muestre 3g de sulfato de cobre (II) pentahidratado, de óxido de calcio y de carbonato de calcio, en vidrios reloj. Describa sus propiedades.

Ø Compruebe la conductividad de la corriente eléctrica de estas sustancias. Describa lo ocurrido.

Ø Compruebe la solubilidad de estas sustancias en agua, para ello, vierta 1g de cada una en tubos de ensayos. Añada 2mL de agua a cada muestra. Agite. Describa la solubilidad de cada una. Recuerde que el óxido de calcio es poco soluble y el carbonato de calcio es prácticamente insoluble en agua.

Comparar también estas sustancias en cuanto a las propiedades citadas y puede proponer que continúen llenando el cuadro propuesto. Analice de forma general el cuadro.

A partir del análisis llegue a las conclusiones siguientes:
-hay un gran número de sustancias, pero una no es igual a la otra.

-entre las sustancias hay semejanzas y diferencias.

-las propiedades permiten caracterizar a las sustancias y establecer semejanzas y diferencias entre ellas.

-de acuerdo con su solubilidad en agua, las sustancias se clasifican en solubles, poco solubles y prácticamente insolubles en agua.

Generalmente cuando se hace referencia a las sustancias, se supone que estas son sustancias puras.
Las sustancias utilizadas en la actividad experimental anterior, excepto la gasolina, son sustancias puras.
Aclaración :
La gasolina, no es una sustancia pura, es una mezcla de los hidrocarburos líquidos más ligeros, que se usa como combustible en motores de combustión interna.

¿Qué es entonces una sustancia pura?
Las sustancias puras son aquellas que no están mezcladas con otras y que poseen propiedades constantes· a una temperatura y una presión determinadas o a una de estas dos magnitudes físicas.
Aclaración :las propiedades constantes en esas condiciones son las que no dependen de la masa de la sustancia; en este caso la densidad, las temperaturas de fusión y de ebullición.

La obtención de una sustancia ciento por ciento pura es una tarea muy difícil y compleja. El problema no solo radica en eliminar las impurezas que ella tiene, sino también en evitar, durante ese proceso, la adición de nuevas sustancias; y aún si esto se lograra no sería muy fácil obtener el ciento por ciento de pureza pues
numerosas sustancias absorben vapor de agua y otros gases del aire, entre otros factores. Aunque existen métodos muy costosos para obtener sustancias extrapuras o de una pureza casi absoluta, muy empleadas en la técnica moderna. Por ejemplo los semiconductores de silicio y de germanio.

El propio desarrollo de la ciencia ha permitido que se conozcan varios millones de sustancias, muchas de las cuales existen en la naturaleza; unas de origen vegetal, otras de origen vegetal y otras de origen mineral. Existen otras sustancias que han sido obtenidas artificialmente, pero la mayoría no son sustancias puras. Entre estas sustancias existen semejanzas y diferencias por lo que una no es igual a la otra.
Proponer en este momento la siguiente situación problémica:

Disponemos de estas dos sustancias:

Cloruro de sodio y sacarosa (No se dice que sustancias son )

Ø Mostrar cada sustancia en vidrio reloj

Ø Describir las propiedades: las dos sustancias son sólidas a temperatura ambiente, las dos son de color blanco, las dos son solubles en agua.

Ø Preguntar ¿Estas son muestras de sustancias diferentes? ¿Con las propiedades descritas podemos diferenciarlas?

En este ejemplo, con las propiedades descritas no podemos diferenciar una de otra. Estas propiedades son comunes a estas sustancias y a otras. Sin embargo, cada sustancia posee un valor específico de densidad, de temperatura de fusión y de temperatura de ebullición diferente al de las demás sustancias, en condiciones determinadas de de temperatura y presión, razón por la cual estas propiedades son muy útiles para caracterizar a las sustancias. Los valores de densidad y de temperaturas de fusión y de ebullición aparecen reportados en tablas. En el apéndice 3 del libro de texto aparecen los valores de estas propiedades de algunas sustancias puras.
Aclaración : a 25°C y 100kPa son los valores de temperatura y presión, respectivamente, a los que se determinan las propiedades de las sustancias

La densidad de un líquido se mide con un areómetro (o densímetro). En clases posteriores profundizaremos en este aspecto, así como en la forma en que se leen los valores de temperaturas de fusión y de ebullición de las sustancias. Conociendo los valores de temperaturas de fusión y de ebullición de una sustancia cualquiera, se puede determinar el estado de agregación a 25 °C y 100 kPa o a otra temperatura, manteniendo la presión constante. Para esto podemos utilizar el siguiente recurso mnemotécnico… ….proponer un ejemplo específico, puede ser cloruro de sodio, la sal común.
Las sustancias en general se emplean con distintos fines, teniendo en cuenta sus propiedades y esta es una conclusión importante: Las aplicaciones de las sustancias dependen de sus propiedades.
Para trabajar correctamente con las sustancias y evitar accidentes que puedan dañar la salud de las personas y la pérdida de recursos materiales; es necesario conocer sus propiedades. Debe tenerse en cuenta que existen sustancias tóxicas, inflamables, explosivas y corrosivas. Estas propiedades se indican con símbolos que deben aparecer en las etiquetas de los frascos donde se envasan las sustancias .

Se resumen los aspectos fundamentales tratados en la clase, destacando que es necesario conocer las propiedades de las sustancias para establecer semejanzas y diferencias entre ellas y así utilizarlas con un propósito u otro. Generalmente cuando se hace alusión a las sustancias se asume que son sustancias puras, recordemos que estas son las que no se encuentran mezcladas con otras y mantienen sus propiedades constantes bajo determinadas condiciones.

Para culminar puede proponer que consulten el apéndice 1 y 3 del libro de texto.

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