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3.2. Etiquetando las sustancias puras

¿Esto qué lleva?

Al echar un vistazo al envase de cualquier producto que hay en una cocina doméstica, se puede saber de qué está compuesto.

Por ejemplo, en el caso de agua embotellada, la información disponible podría ser algo así:

Etiqueta de agua embotellada con su composición.
  • ¿Qué quieren decir esas letras que hay entre paréntesis?
  • ¿Por qué algunos aparecen con una o dos letras pero otros con más letras?
  • ¿Por qué hay números pequeños a la derecha?

Antes de empezar...

Átomo, molécula o partícula

Antes de analizar las sustancias, necesitas conocer las piezas del juego.

En la ciencia, a menudo oirás la palabra partícula, pero ¿qué significa realmente?

  • Partícula: No es una estructura diferente, es solo un término genérico.
    • En la ciencia, usas la palabra partícula para referirte a cualquier porción diminuta de materia que actúa como una sola unidad, sin importar cómo esté hecha por dentro.
    • Una partícula puede ser un átomo suelto o una molécula entera.
  • El átomo: Es la unidad básica, pequeña e indivisible de la materia que mantiene su identidad.
    • Imagina que es la pieza de LEGO elemental de la naturaleza.
  • La molécula: Es una agrupación fija y organizada de dos o más átomos que se han unido fuertemente.
    • Imagina que es un conjunto de piezas de LEGO bien encajadas; se trata de la unidad más pequeña de un compuesto que todavía mantiene todas sus propiedades y su identidad.

¿Qué es una sustancia pura?

Ahora que ya conoces las piezas, puedes entender qué es una sustancia pura. 

Una sustancia pura es cualquier tipo de materia que es completamente uniforme y tiene una composición fija que nunca cambia, sin importar si la tienes congelada, líquida o en forma de vapor.

Quédate con sus dos características principales:

  • Está hecha de lo mismo: Si pudieras mirar su estructura con un súper microscopio, verías que está formada por un único tipo de pieza (es decir, todas sus partículas son exactamente iguales).
  • Es inseparable en tu día a día: Es imposible de separar con técnicas cotidianas (como colar o evaporar) y sus propiedades físicas, como la temperatura a la que hierve o se congela, son siempre fijas.

Resumen

Tabla resumen
Concepto ¿Qué es exactamente? Su relación con los demás
Átomo La pieza fundamental, individual e invisible de la química. Es el bloque de construcción básico. Si unes varios átomos, formas una molécula.
Molécula La unión fija de dos o más átomos. Es un conjunto de piezas de LEGO encajadas: la porción más pequeña de un compuesto que mantiene sus propiedades
Partícula La palabra "comodín" para referirse a cualquier porción diminuta de materia. Es el término general. Un átomo es una partícula y una molécula también es una partícula.
Sustancia pura Materia con una composición fija que no puedes separar con tareas cotidianas. Está formada por un solo tipo de partícula (ya sean átomos sueltos o moléculas idénticas repetidas todo el tiempo).

Lectura facilitada

Átomo, molécula o partícula

Antes de estudiar las sustancias, necesitas conocer:

  • Partícula: Es una palabra general para hablar de cualquier porción de materia muy pequeña.
    • Se usa para referirse a una unidad diminuta, sin importar cómo es por dentro.
    • Una partícula puede ser un átomo suelto o una molécula entera.
  • El átomo: Es la pieza más pequeña de la materia.
  • La molécula: Es un grupo de dos o más átomos unidos fuertemente.

¿Qué es una sustancia pura?

Una sustancia pura es un tipo de materia que siempre es igual y tiene una composición fija.

No cambia si está congelada, líquida o en forma de vapor.

Tiene dos características principales:

  • Todas sus partículas son exactamente iguales si las miras con un súper microscopio.
  • Es imposible separarla con tareas cotidianas como colar o hervir.

Apoyo visual

Átomo

Representación visual de un átomo.

La pieza fundamental e individual de la química.

Molécula

Representación visual de varias moléculas.

La unión fija de dos o más átomos.

Partícula

Representación de partículas genéricas.

La palabra comodín para referirse a cualquier porción diminuta de materia.

Sustancia pura

Representación de un mineral como una sustancia uniforme.

Materia con composición fija inseparable mediante tareas cotidianas.

¿Cuáles hay?

Simples

Átomos ordenados en una estructura cúbica.

Un sustancia pura simple es la sustancia más básica que compone la materia.

No se pueden descomponer de ninguna manera en sustancias más sencillas, ni por procedimientos físicos ni por procedimientos químicos.

Todos sus átomos son del mismo tipo, y por eso también se conocen estas sustancias como elementos.

Todos los átomos del mismo elemento químico tienen las mismas propiedades.

Tabla periódica

Además de su nombre, cada elemento tiene también un símbolo químico, que es el mismo en todo el mundo.

  • Los escribirás siempre con una primera letra en mayúscula.
  • Como puedes encontrar repeticiones, utilizarás una segunda letra en minúscula en muchos de ellos.
    • Por ejemplo: Usarás la C para el carbono, pero la Ca para el calcio.
  • Encontrarás todos estos elementos clasificados y ordenados según sus propiedades en la famosa Tabla Periódica. (De momento, solo tendrás que aprenderte sus primeros 28 símbolos químicos).



Autoría: Paula Anttila

Si quieres visualizarlo a tamaño completo accede al siguiente enlace: "Tabla periódica".

Compuestas

Varias moléculas de agua interaccionando entre ellas.

Una sustancia pura compuesta está formada por distintos tipos de átomos (es decir, por distintos elementos).

A diferencia de los elementos, a estos sí los puedes descomponer en sustancias más simples, pero solo si aplicas procedimientos químicos.

Si te fijas de nuevo en la etiqueta de tu botella de agua, verás que hay sustancias que no indicas con el símbolo de un único elemento, sino con varios de ellos. Así es como identificarás los compuestos.

Nombrar compuestos

Un ejemplo que seguro que conocerás es el del agua: H2O. Esta serie de símbolos indica que, aunque sea una sustancia pura, cada molécula (partícula) de agua es una combinación de dos elementos químicos: hidrógeno (H) y oxígeno (O).

Pero ¿qué quiere decir ese número entre los símbolos de ambos elementos?

En las fórmulas químicas se indica el número de átomos de cada tipo con subíndices:

XaYb

Es decir: a átomos del elemento X y b átomos del elemento Y. En caso de que a o b sean igual a 1, no se escribe ese número.

Volviendo al ejemplo del agua: H2O indica que cada molécula de agua consta de dos átomos de hidrógeno y un átomo de oxígeno.

En tu día a día

Además del agua, interactúas a diario con muchos otros compuestos muy conocidos.

Pictograma que representa un saco de sal y un salero.

En tu cocina (sal de mesa)

Nombre químico: Cloruro de sodio

Fórmula química: NaCl

Elementos: 1 átomo de Sodio (Na) + 1 átomo de Cloro (Cl)

Pictograma que representa una botella de un producto de limpieza, una fregona y un cubo.

Tus productos de limpieza

Nombre químico: Amoníaco

Fórmula química: NH3

Elementos: 1 átomo de Nitrógeno (N) + 3 átomos de Hidrógeno (H)

Pictograma que representa una caldera de gas de pared.

Tu calefacción (gas natural)

Nombre químico: Metano

Fórmula química: CH4

Elementos: 1 átomo de Carbono (C) + 4 átomos de Hidrógeno (H)

Dos personas dan un paseo por el campo en un día soleado.

El aire que expulsas al respirar

Nombre químico: Dióxido de carbono

Fórmula química: CO2

Elementos: 1 átomo de Carbono (C) + 2 átomos de Oxígeno (O)

Lectura facilitada

Simples

Átomos ordenados en una estructura cúbica.

Una sustancia pura simple está hecha por un solo tipo de átomo.

Estas sustancias también se llaman elementos.

No se pueden descomponer en otras sustancias más sencillas de ninguna manera.

Tabla periódica

Cada elemento tiene un símbolo químico igual en todo el mundo.

  • La primera letra se escribe siempre en mayúscula.
  • Si se repite la letra, se añade una segunda letra en minúscula. Por ejemplo: C para el carbono y Ca para el calcio.
  • Todos los elementos están ordenados en la Tabla Periódica según sus propiedades.



Autoría: Paula Anttila

Compuestas

Varias moléculas de agua interaccionando entre ellas.

Una sustancia pura compuesta está formada por la unión de dos o más tipos de átomos distintos.

A los compuestos sí los puedes descomponer en sustancias más simples usando procedimientos químicos.

Nombrar compuestos

Los compuestos se representan con fórmulas químicas. 

Usan los símbolos de los elementos y números pequeños.

Los números pequeños (subíndices) indican cuántos átomos hay de cada clase.

Si no hay número, significa que solo hay 1 átomo.

Por ejemplo, el agua es H2O.

Esto significa que cada molécula tiene 2 átomos de Hidrógeno (H) y 1 átomo de Oxígeno (O).

¿Qué son estos gases?

Pregunta

Un vendedor arroja sirope sobre un helado que humea por el nitrógeno líquido.

1. Hay sustancias invisibles que son imprescindibles en la cocina, aunque no te las comas.

Piensa en el oxígeno (O2) que aviva el fuego de una barbacoa, o en el nitrógeno líquido (N2) que se usa para congelar al instante.

Si te fijas en sus fórmulas, ambas llevan un número "2".

Al ver ese subíndice 2, ¿qué significa realmente sobre su estructura?

Respuestas

Qué está formado por moléculas compuestas por dos átomos de oxígeno idénticos.

Que la sustancia está mezclada con dos tipos de gases diferentes. 

Que cada átomo de oxígeno se ha dividido en dos partes más pequeñas.

Retroalimentación

Pregunta

2. Si el oxígeno (O2) y el nitrógeno líquido (N2) están formados por átomos idénticos enlazados, ¿cómo se clasifican estas sustancias puras?

Respuestas

Sustancias puras simples (o elementos).

Sustancias puras compuestas.

Átomos individuales aislados.

Retroalimentación

Pregunta

3. En las cocinas de gas se suele quemar metano (CH4). ¿Qué diferencia principal tiene el metano frente al gas oxígeno (O2)?

Respuestas

El metano es un compuesto porque combina átomos de elementos distintos (carbono e hidrógeno).

El oxígeno es un compuesto y el metano es una sustancia simple.

El metano es una mezcla inestable y el oxígeno es una sustancia pura fija.

Retroalimentación

Pregunta

4. Imagina que miras con un súper microscopio el nitrógeno líquido (N2) que se usa en cocina. ¿Qué verás flotando como unidad mínima?

Respuestas

Moléculas idénticas hechas por dos átomos de nitrógeno unidos.

Átomos sueltos de nitrógeno que no se tocan entre sí.

Una mezcla de átomos de nitrógeno y átomos de oxígeno.

Retroalimentación

¿Alimento simple o compuesto?

Como ya has visto, y tal y como indican las etiquetas, el agua que bebemos tiene más sustancias, no es solo H2O.

Fíjate en la siguiente tabla presente en una botella de agua embotellada. Usa tus conocimientos sobre tipos de sustancias puras para identificar si cada una de las sustancias que hay en dicha agua (numeradas del 1 al 7) son sustancias simples o compuestas:

1 Bicarbonato (HCO3-) 2,0 mg/l
2 Sulfato (SO42-) 1,7 mg/l
3 Cloro (Cl-) 9,1 mg/l
4 Calcio (Ca) 0,5 mg/l
5 Magnesio (Mg) 0,7 mg/l
6 Sodio (Na) 6,0 mg/l
7 Sílice (SiO2) 7,4 mg/l

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Etiquetas de los elementos químicos

No solo hay etiquetas en los productos que consumen las personas, sino que en toda la cadena de producción de alimentos hay multitud de sustancias que tienen que estar debidamente indicadas. Por ejemplo, en el pienso que se le da al ganado.

Etiqueta de pienso de perro con la composición del producto detallada.

Ahora que ya conoces los símbolos de algunos elementos químicos, a ver si eres capaz de nombrar varios de los elementos que se indican en la etiqueta. Es decir, en la actividad que tienes a continuación, relaciona cada elemento químico con su símbolo.

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