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Cambios de estado

Definición

Los cambios de estado son cambios físicos, es decir, solo cambia su apariencia. Son cambios entre los diferentes estados de agregación de la materia. Sus propiedades químicas quedan intactas, o sea, no hay ningún cambio en su composición, sigue siendo la misma sustancia.

Los cambios de estado son los cambios físicos más importantes que existen en la naturaleza.

Gráfico en el que se representan los estados de la materia y los cambios de estado.
Wikimedia Commons/Josell7. Cambios estado ( Creative Commons Attribution-Share Alike 4.0 International)

Tipos de cambios de estado

Los cambios de estado podemos clasificarlos en dos tipos: los progresivos y los regresivos.

  • Progresivos: son aquellos en los que las sustancias absorben energía térmica. Al absorber esa energía, se aumenta el movimiento de las partículas, disminuyendo la fuerza de atracción entre ellas.

Fusión

La fusión es un proceso que consiste en pasar del estado sólido al estado líquido. Ocurre cuando se aplica energía térmica a una sustancia, siendo la temperatura específica para cada sustancia, llamada punto de fusión.

Para que un sólido pase a estado líquido es necesario que absorba energía. En los sólidos, cuando aumentamos la temperatura, las partículas se mueven más deprisa, pero conservan sus posiciones. Esto ocurre hasta que se llega al punto de fusión, cuando las partículas abandonan sus posiciones y la estructura cristalina se va desmoronando. 

En el caso del agua, el punto de fusión es 0ºC y es a esa temperatura cuando se pasa de hielo a agua líquida.

Hielo derritiéndose en un vaso
Wikimedia Commons/Moussa. Fusión (Dominio público)

Vaporización

La vaporización es el cambio de estado que consiste en pasar del estado líquido al estado gaseoso. Se puede dar mediante evaporación o mediante ebullición.

  • La evaporación ocurre a cualquier temperatura y es un proceso lento que solo ocurre en las partículas de la superficie del líquido cuando tienen la suficiente energía para escapar y pasar al estado gaseoso.

Vaporización

Pixabay/bilalasghar9367. Vaporización (Pixabay License)
  • En la ebullición es necesario que se caliente el líquido hasta alcanzar el punto de ebullición, que es específico para cada sustancia. Es un proceso más rápido que la evaporaciónEn ese momento, las partículas se mueven a tal velocidad que no solo las partículas de la superficie tienen energía para pasar a estado gaseoso, sino que ese proceso se puede dar en cualquier punto del interior, por eso se producen burbujas en el líquido. En el caso del agua, el punto de ebullición es 100ºC y en ese momento se pasa de agua líquida a vapor de agua. 

ebullición

Pixabay/foodfyz. Ebullición (Pixabay License)

Sublimación

La sublimación es el cambio de estado de sólido a estado gaseoso directamente, sin pasar por el estado líquido. En la naturaleza, cuando se dan unas condiciones específicas, el agua también puede pasar de hielo o nieve a vapor de agua sin pasar previamente por agua líquida.

Hielo seco

Pixabay/ColinBrough. Hielo seco (Pixabay License)
  • Regresivos: son aquellos cambios de estado en los que las sustancias liberan energía térmica. Al liberar esa energía, se disminuye el movimiento de las partículas, aumentando la fuerza de atracción entre ellas.

Solidificación

La solidificación es el cambio de estado líquido a estado sólido. Esto ocurre cuando se disminuye la temperatura por debajo del punto de fusión. Cuando esto ocurre, las partículas dejan de moverse libremente y ocupan posiciones fijas. 

En el caso del agua, el punto de fusión son 0ºC y es a esa temperatura cuando se pasa de agua líquida a hielo.

rio

Pixabay/dlabiebrzy . Río (Pixabay License)

Condensación

La condensación es el cambio de estado de gaseoso a líquido. Ocurre cuando hay una bajada de temperatura, propiciando una pérdida de movimiento de las partículas, no pudiendo vencer la fuerza de atracción que hay entre ellas. Esto provoca que se formen pequeñas gotas.

Gotas de agua condensadas en una ventana.
Pixabay/PublicDomainPictures . Condensación (Pixabay License)

Sublimación inversa

La sublimación inversa es el paso de estado gaseoso directamente al estado sólido, sin pasar previamente por el estado líquido. Suele ocurrir al tocar el gas una superficie fría, cediendo sus partículas mucha energía repentinamente, lo que se traduce en una pérdida de movimiento repentina de sus partículas, incrementando mucho la fuerza de atracción que hay entre ellas.

Cristales de ácido benzoico en las paredes de un vaso de precipitado.
Wikimedia Commons/ Bulgariaon3seas. Sublimación inversa (Creative Commons Attribution-Share Alike 4.0 International)

¿Sí o no?

Lee los siguientes enunciados e indica si son verdaderos o falsos.

Pregunta 1

Los cambios de estado son cambios físicos, es decir, solo cambia su apariencia.

Pregunta 2

En los cambios de estado se modifican las propiedades químicas de las sustancias. 

Pregunta 3

En los cambios de estado no hay ningún cambio en la composición, sigue siendo la misma sustancia.

Pregunta 4

Los cambios de estado son los cambios químicos más importantes que existen en la naturaleza.

Clasificación de los cambios de estado

Lee y completa el siguiente texto.

Los cambios de estado podemos clasificarlos en dos tipos: los progresivos y los regresivos.

Progresivos: son aquellos en los que las sustancias energía térmica. Se el movimiento de las partículas, la fuerza de atracción entre ellas.

Regresivos: son aquellos cambios de estado en los que las sustancias  energía térmica. Se el movimiento de las partículas, la fuerza de atracción entre ellas.
 

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Tipos de cambios de estado

Lee el párrafo que aparece abajo y completa las palabras que faltan.

  • La   es el cambio de estado de gaseoso a líquido.
  • La   es el cambio de estado de sólido a estado gaseoso.
  • La   es un proceso que consiste en pasar del estado sólido al estado líquido.
  • La   es el paso de estado gaseoso al estado sólido.
  • La   es el cambio de estado líquido a estado sólido.
  • La   es el cambio de estado que consiste en pasar del estado líquido al estado gaseoso.

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Experimento

Temporalización:
1 hora
Grupo:
4 participantes

Conocemos que el punto de fusión del agua es 0ºC. A esa temperatura se produce el cambio de estado de sólido a líquido y viceversa. Pero ¿ese punto de fusión es el mismo en todas las sustancias? 

Vaso con agua y cubitos de hielo alrededor.
Pixabay/Bru-nO . Agua (Pixabay License)

Materiales necesarios:

  • 2 recipientes pequeños.
  • Agua y alcohol.
  • Un termómetro.
  • Un congelador.

Procedimiento:

  • Coge dos recipientes pequeños y pon agua en uno y la misma cantidad de alcohol en el otro. 
  • Mételos en el congelador.
  • Comprueba su temperatura y estado cada quince minutos y apunta lo que observes.
  • Busca información en internet sobre los puntos de fusión de las sustancias empleadas y compara con los datos obtenidos de tu investigación.
  • Haz una breve presentación con los resultados obtenidos y exponlos en clase.

Ampliación:

  • Haz la misma prueba con otros líquidos, si quieres.
  • Comprueba cuánto tiempo tarda en descongelarse por completo tanto el hielo como las otras sustancias.