Los cambios de estado

Berenice Crisóstomo, Mariana Forte, Gabriel Gellon

Química

Secundaria

Por qué esta secuencia

Los cambios de estado son fenómenos fundamentales de la naturaleza que pueden ser estudiados con cuidado y cuantitativamente en la escuela y pueden además ser comprendidos desde un modelo simple de partículas. Esta secuencia tiene sentido como continuación de una secuencia que aborda los estados de la materia. Aquí se extiende el modelo de partículas para entender a la temperatura como movimiento molecular y se introduce la idea de fuerzas inter-moleculares (aunque sin darle ese nombre). El tema es una excelente oportunidad para realizar mediciones, tomar datos, graficarlos, diseñar experimentos e interpretar resultados. En la clase 2 los y las estudiantes miden la temperatura durante cambios de estado (y constatan que no cambia). En la clase 4 deben diseñar un experimento. En esta secuencia evitamos deliberadamente mencionar la relación entre presión y estados de la materia, lo que podrá ser abordado en otras clases.

Contenidos de enseñanza

Sustancias, cambios de estado y temperatura

Analizamos cambios de estado cotidianas, y también algunas fuera de lo común, como la fusión de la sal de mesa o la ebullición del nitrógeno líquido. Avanzamos así sobre la idea de que las sustancias pueden encontrarse en estado sólido, líquido o gaseoso dependiendo de la temperatura, pero en qué estado se encuentra cada sustancia a una determinada temperatura es diferente para cada sustancia.
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Punto de fusión y punto de ebullición

Experimentamos qué ocurre cuando se enfría o calienta una muestra de agua destilada. En base al registro de datos, construimos gráficos de temperatura en función del tiempo. Veremos que la misma puede aumentar o disminuir pero en ciertos momentos permanece esencialmente constante. Se definen éstas como el punto de fusión y el punto de ebullición de agua.
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Cambios de estado y partículas

Introducimos la idea de movimiento térmico de las partículas como forma de explicar las propiedades de los estados y de los cambios de estado. Presentamos también la noción, aún vaga y cualitativa, de fuerzas intermoleculares para explicar por qué las sustancias pueden tener diferentes puntos de fusión y ebullición.
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Evaporación (no es ebullición)

Estudiamos el fenómeno de evaporación, que ocurre en la superficie de los líquidos y a diferentes temperaturas. Analizamos tablas de datos para entender el rol de la temperatura y diseñamos un experimento para analizar cómo la superficie afecta la evaporación. Por último, contrastamos la evaporación con el fenómeno de ebullición.
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