Cambios Físicos y Químicos

Para diferenciar las muestras de diferentes tipos de materia, determinamos y comparamos sus propiedades. Distinguimos diferentes tipos de materia por sus propiedades, las cuales se clasifican de manera general en propiedades químicas y físicas.

Las propiedades químicas son aquellas en que la materia cambia de composición, sufre una transmutación. Estas propiedades de las sustancias tienen relación con el tipo de cambios que experimentan dichas sustancias. Por ejemplo, describiremos la combinación del elemento magnesio metálico con otro tipo de elemento gaseoso llamado oxígeno, para formar una sustancia llamada oxido de magnesio, que es un polvo blanquecino. Una propiedad química del magnesio es que puede combinarse con el oxígeno, liberando energía en forma de calor en el proceso. Una propiedad química del oxígeno es que se combina con el magnesio.

Todas las sustancias también exhiben propiedades físicas que pueden obsérvese sin que haya cambio alguno en la composición. El color, la densidad, la dureza, los puntos de fusión y ebullición, conductividad térmica y eléctrica son propiedades físicas. Algunas de estas en una sustancia dependen de las condiciones, como temperatura y presión, en las que se miden. Por ejemplo, el agua es un sólido (hielo) a bajas temperaturas, pero un líquido a temperatura ambiente y a temperaturas muy elevadas en estado gaseoso (vapor). Aunque el agua cambie su estado físico, su composición seguirá siendo la misma.

Las propiedades de la materia también pueden clasificarse de acuerdo a su dependencia o no de la cantidad de esta. Todas aquellas propiedades que varían con la cantidad como, número de moléculas, volumen que ocupan, etc. Se denominan Propiedades Extensivas de la Materia y todas aquellas propiedades que no varían con la cantidad, o sea, para 1g de una sustancia, la propiedad no varía en 1000000000g de la misma sustancia, a estas las denominaremos Propiedades Intensivas de la Materia.

Nombremos algunos ejemplos de cambios químicos y cambios físicos conocidos:
-En la quema de un trozo de leña existen un cambio químicos muy importante, además frecuente es la combustión: La madera que está compuesta por una sustancia llamada celulosa (tiene átomos de carbono, oxígeno e hidrógeno) formando numerosas fibras, que al encontrarse con otras moléculas de oxigeno gaseoso que se encuentra en el aire, acompañado de otra llama, comienza la ignición, una combustión en cadena que comienza en pequeñas cantidades, hasta que se forma una llama más viva y grande, que genera mucho calor en forma de fuego. Aquí la sustancia celulosa, comienza a romperse hasta producir otras sustancias conocidas como dióxido de carbono, monóxido de carbono y también restos de celulosa que no han entrado en combustión completamente (humo, cenizas) al terminar la combustión queda el elemento casi en estado puro, llamado carbono en forma de carbón (no es lo mismo carbono que carbón; carbono es el elemento y el conjunto de estos forma el carbón, también presente en el grafito en la mina de los lápices).
-El deshielo de los glaciares en los polos es un fenómeno que crece día a día debido al calentamiento global. Este hecho es un cambio físico, donde la materia no se altera en su composición, solo cambia de estado de agregación. Otro fenómeno es la formación de neblina o niebla, que no es otra cosa que la evaporación del agua en los campos, sobre los ríos, el mar y otros humedales, estos fenómenos son cambios físicos y no hay cambio alguno en la composición de la materia, las moléculas de agua siguen siendo las mismas, pero en otro estado.

En síntesis podríamos decir que un cambio físico ocurre sin cambios en la composición química. En todo cambio químico, una o más sustancias se consumen (al menos en forma parcial), una o más sustancias se forman (al menos en forma parcial) y se absorbe o libera energía. A medida que las sustancias químicas experimentan cambios, exhiben sus propiedades químicas.
Cuando ocurren cambios químicos o físicos siempre hay absorción o desprendimiento de energía. Para fundir hielo se necesita energía y se requiere de esta para hervir agua. Al contrario, la condensación de vapor de agua para formar agua líquida siempre tiene lugar con liberación de energía, como también ocurre en la congelación de agua líquida para formar hielo.

¿Las propiedades y la composición de la materia se modifican con el tiempo? La gran mayoría experimenta cambios y muy pocos permanecen inalterables durante años.
Aunque son muchos son los cambios que ocurren en la naturaleza, estos se dividen en dos grande grupos:

Cambios Físicos

Cuando la sustancia sigue siendo la misma y no ha sido alterada (no hay cambio de la composición química), no hay variación de energía.

Ejemplos:
-La Solidificación de un líquido, es un cambio de estado de agregación, donde la sustancia sigue siendo la misma pero su aspecto y propiedades liquidas ya no se manifiestan, más bien ya el de un sólido.
-Si al lijar un trozo de metal, obtenemos una limadura que no es otra cosa que el mismo metal en trozos mucho más pequeños, el material sigue siendo el mismo pero su aspecto cambió.
-Al calentar agua para preparar un té o mate, notamos que poco a poco comienza a salir vapor de agua hasta hacerse más intenso al entrar en ebullición, pero el componente principal agua sigue siendo el mismo.

Cambios Químicos

Hay una modificación de la composición química de la materia, producto de un cambio o reacción química. La Sustancia no sigue siendo la misma y va acompañando de una variación de energía.

Ejemplos:
-Cuando quemamos leña (reacción química denominada combustión) para preparar asado un domingo, notamos que el color de la leña cambia, se despiden muchos gases que no se ven y se dispersan cenizas, humo a la vez.
-Cuando dejamos un Clavo a la Intemperie observamos que su color cambia a uno rojizo o naranja, también puede ser de color verdoso. Si prestamos más atención de la textura ante el tacto notaremos que se ha formado como una porosidad y ya no es de textura más lisa y color brillante.

Cadena Oxidada o con herrumbre, forma común de nombrar al oxido formado por la presencia de oxigeno del aire. Este es un ejemplo de cambio químico.

Oxidación de una manzana en presencia del aire.

Combustión de la madera, la celulosa entra en combustión es presencia de oxigeno y una llama, la ignición se propaga siempre y cuando exista oxigeno presente.