Introducción a la Química

Los 6 cambios de estado de agregación de la materia

Cambios de estado de agregación de la materia

Existen diferentes estados de agregación de la materia, entre los cuales se encuentran los 3 que todos conocemos (estado sólido, estado líquido y estado gaseoso) y el cuarto, que es el plasma. Luego existen otros estados de agregación que no son naturales, de los cuales se destaca como quinto estado de agregación de la materia el Condensado Bose-Einstein. Existe una correlación entre los tres estados de agregación que tienen que ver con los fenómenos que ocurren en nuestro planeta (sólido, líquido, gas), y es la  transición de un estado a otro, es decir, los cambios de estado de agregación de la materia.

Cambios de estados de agregación de la materia.

Si no recuerdas las características de cada estado de agregación, lee nuestro artículo en el que tratamos en detalle los estados de agregación de la materia.

Cada elemento o compuesto químico se encuentra en un determinado estado de agregación según las condiciones de presión y temperatura en las que se encuentra. Al variar de uno o ambos factores (presión y/o temperatura) se puede verificar uno de los 6 cambios de estado de agregación de la materia.

Cuando se habla de cambios de estado de agregación de la materia, hay que tener presente que cada sustancia cambia de estado a valores específicos de temperatura y presión. De hecho, la temperatura a la que ocurre un cambio de estado es una característica especifica de cada sustancia. El agua por ejemplo pasa del estado sólido al estado gaseoso a 100oC, y esto es especifico para el agua. Es muy importante notar que cuando se hace referencia solamente a la temperatura a la que ocurre el cambio de estado de agregación de la materia, ésta (la temperatura) se refiere a la presión atmosférica. Si cambia la presión, cambiará también la temperatura a la que ocurre el cambio de estado. Generalmente se hace referencia a las “condiciones normales”, que corresponden a la presión atmosferica y a una temperatura de 0oC.

Condiciones normales:

P = 1 atm (Más precisamente, 1 bar que equivale a 0,98atm)
T = 20oC (293,15 Kelvin) fuente: Wiki

Las siglas que se utilizan para indicar las condiciones normales son:

C.N.P.T = Condición Normal de Presión y Temperatura
N.T.P = Normal Temperature and Pressure (en inglés)

¿Cuáles son los 6 cambios de estado de agregación de la materia?

Los procesos en los que una sustancia cambia de estado son:

  • sublimación (también llamada “sublimación progresiva”)
  • vaporización (evaporación y ebullición)
  • condensación
  • solidificación
  • fusión
  • sublimación inversa (también llamada “sublimación regresiva” o también “deposición”).

Fusión

Ejemplo de cambio de estado de agregación de la materia - Fusion: hielo, sólido que pasa al estado líquido
Ejemplo de cambio de estado de agregación de la materia – Fusion: hielo, sólido que pasa al estado líquido

Es el cambio de estado de agregación de la materia que ocurre cuando un sólido pasa al estado líquido. Se trata de un proceso  endotermico (es decir, que absorbe energía para llevarse a cabo). La temperatura a la que ocurre el cambio de estado permanece constante hasta que el sólido pase completamente al estado líquido. A nivel molecular este cambio de estado se puede interpretar como un aumento de la energia cinetica de las moléculas: es decir, el aumento de temperatura hace que aumente el movimiento de las partículas que comienzan a alejarse, abandonando la estructura rigida del sólido para moverse con mayor libertad en el estado líquido. El “punto de fusión” es la temperatura a la cual el sólido se funde, y es un valor particular para cada sustancia.

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Solidificación

Ejemplo de cambio de estado de agregación de la materia - Solidificación: agua, líquido que pasa al estado sólido: hielo.
Ejemplo de cambio de estado de agregación de la materia – Solidificación: agua, líquido que pasa al estado sólido: hielo.

Es el paso de una sustancia del estado líquido al estado sólido por medio del enfriamiento (proceso exotérmico). El “punto de solidificación” o “punto de congelación” es la temperatura a la cual el líquido se solidifica y coincide con el punto de fusión si se realiza de forma lenta (reversible). La temperatura a la que ocurre el cambio de estado permanece constante hasta que el líquido pase completamente al estado sólido. A nivel molecular este cambio de estado se puede interpretar como una disminución de la energia cinetica de las moléculas: es decir, el enfriamiento hace que disminuya la capacidad de movimiento de las partículas que comienzan a “detenerse”, y acercarse por acción de la fuerza de atracción electrostática, formando un sólido.

Vaporización

Ejemplo de cambio de estado de agregación de la materia - Vaporización: agua, líquido que pasa al estado gaseoso, vapor.
Ejemplo de cambio de estado de agregación de la materia – Vaporización: agua, líquido que pasa al estado gaseoso, vapor.

Evaporación y ebullición son dos procesos diferentes que consisten en el cambio de estado de líquido a estado gaseoso.

A nivel molecular este cambio de estado se puede interpretar como un aumento de la energia cinetica de las moléculas: es decir, el aumento de temperatura hace que aumente el movimiento de las partículas que comienzan a alejarse, para moverse con mayor libertad en el estado gaseoso y sin interactuar entre ellas.

La evaporación es un proceso que ocurre de manera muy lenta a temperatura ambiente y consiste en el “desprendimiento” de las moléculas superficiales del liquido que liberándose pasan al estado gaseoso. La ebullición es un fenómeno físico en el que un líquido pasa a estado gaseoso. Se realiza cuando la temperatura de la totalidad del líquido iguala al punto de ebullición del líquido a esa presión. Por ejemplo, el punto de ebullición del agua (a presión atmosférica) es de 100oC. La definición formal de punto de ebullición es aquella temperatura en la cual la presión de vapor del líquido iguala a la presión de vapor del medio en el que se encuentra.

Condensación

Condensación es el cambio de estado de la materia que pasa de la forma gaseosa a la forma líquida.

Sublimación

Ejemplo de cambio de estado de agregación de la materia - Sublimación: hielo seco que pasa del estado sólido al estado líquido.
Ejemplo de cambio de estado de agregación de la materia – Sublimación: hielo seco que pasa del estado sólido al estado líquido.

La sublimación progresiva es el paso directo del estado solido al estado gaseoso sin pasar por el estado liquido.

Sublimación inversa

Ejemplo de cambio de estado de agregación de la materia - Deposición o sublimación inversa: En las noches frías, si la temperatura es inferior a 0ºC el vapor de agua de la atmósfera pasa directamente al estado sólido y se deposita en forma de cristales microscópicos de hielo o nieve, es lo que llamamos escarcha
Ejemplo de cambio de estado de agregación de la materia – Deposición o sublimación inversa: En las noches frías, si la temperatura es inferior a 0ºC el vapor de agua de la atmósfera pasa directamente al estado sólido y se deposita en forma de cristales microscópicos de hielo o nieve, es lo que llamamos escarcha

La sublimación regresiva es el paso directo del estado gaseoso al estado solido sin pasar por el estado liquido.

Resumen de los cambios de estado de agregación de la materia

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Resumen de los cambios de estado de agregación de la materia
Resumen de los cambios de estado de agregación de la materia

Animación sobre los cambios de estado de agregación: Ver.