Skip to content
100propiedades

Propiedades cuantitativas físicas y químicas de la materia

Propiedades cuantitativas

Las propiedades cuantitativas en física y química son importantes para poder calcular de manera correcta cualquier los problemas de la materia.

En química el análisis cuantitativo se refiere a la determinación de qué cantidad de un componente dado está presente en una muestra. La cantidad puede expresarse en términos de masa, concentración o abundancia relativa de uno o todos los componentes de una muestra.

Vemos algunos ejemplos de propiedades cuantitativas:

  • temperatura
  • densidad
  • punto de fusión
  • masa
  • punto de ebullición
  • pH
  • conductividad
  • viscosidad
  • dureza
  • solubilidad
  • volumen
  • peso
  • longitud
  • tiempo
  • calor de fusión

¿Qué son las propiedades cuantitativas?

Las propiedades cuantitativas de la materia se caracterizan porque pueden medirse y se pueden comunicar por medio de cantidades. Algunos ejemplos son la masa, el peso, la temperatura, el volumen, etc.

La materia aparece a nuestros ojos principalmente en forma de mezclas. Hay pocos elementos presentes en la naturaleza, los compuestos son más frecuentes en su lugar. Esto equivale a decir que la mayoría de los materiales que componen los objetos con los que tratamos todos los días están compuestos de mezclas.

Se pueden apreciar algunas propiedades de un cuerpo utilizando los órganos de los sentidos. La vista, el tacto, el olfato y el gusto se suelen utilizar para descubrir propiedades que son cualitativas. Pero las propiedades cuantitativas son aquellas que brindan información sobre cantidades físicas (longitud, volumen, masa, peso, densidad, conductividad eléctrica, temperatura de fusión y ebullición, etc.). Lo que estas propiedades tienen en común es que para poder detectarlas debe usar instrumentos de medición.

Una cantidad física es cualquier propiedad que se pueda medir. La medición de una cantidad física ocurre mediante la comparación con una cantidad homogénea (del mismo tipo: longitud con longitud, masa con masa, tiempo con tiempo, etc.) que se toma como referencia, llamada unidad de medida. La operación de comparación debe determinar cuántas veces la cantidad de referencia es mayor o menor que la cantidad a medir. La medida de la cantidad física está representada por un valor numérico, seguido del símbolo de la unidad de medida elegida para medirla.

Una propiedad que se expresa a través de números (o a través de entidades geométricas) se llama propiedad cuantitativa. En consecuencia, las cantidades físicas son todas propiedades cuantitativas.

Todas las propiedades que se obtienen de una medida (es decir, todas las cantidades físicas) tienen el mérito de ser objetivas , es decir, se refieren a una propiedad que pertenece al objeto medido (propiedad objetiva quiere decir que se refiere a algo propio del objeto observado).

El hecho de que la física, y las ciencias en general, estudien solo cantidades físicas significa que todas las materias científicas son cuantitativas y objetivas. Es decir, no dependen de la opinión de quienes hacen ciencia sino que, por el contrario, logran resultados que son iguales para todos las personas.

Diferencias entre propiedades cuantitativas y cualitativas

El análisis cualitativo dice “qué es” en una muestra, mientras que el análisis cuantitativo se usa para decir “cuánto hay” en una muestra.

Es así que cuando se trabaja con una muestra se puede describir sus propiedades cualitativas diciendo lo que hay en la muestra y sus propiedades cuantitiativas diciendo cuánto hay en la muestra.

Los dos tipos de análisis a menudo se usan juntos y se consideran ejemplos de química analítica.

Propiedades cuantitativas
Propiedades cuantitativas

Métodos utilizados en las propiedades cuantitativas

Varios métodos se utilizan para cuantificar una muestra. Estos pueden ser ampliamente clasificados como métodos físicos o químicos.

Los métodos físicos miden una propiedad física, como la adsorción de luz, densidad y susceptibilidad magnética. Los ejemplos de métodos físicos incluyen:

  • Espectroscopia Infrarroja por Transformada de Fourier
  • Espectroscopia de emisión atómica
  • Espectroscopia de Rayos X por Dispersión de Energía
  • Análisis de elementos traza
  • Espectroscopía de fluorescencia de rayos x

Los métodos químicos implican reacciones químicas, como oxidación, precipitación o neutralización para formar un nuevo compuesto químico. Los ejemplos de métodos químicos incluyen:

  • Análisis volumétrico
  • Análisis ravimétrico
  • Análisis de combustión
  • Fusión de gas inerte

A menudo, los métodos físicos y químicos se superponen. Además, las matemáticas se utilizan en el análisis cuantitativo. Las estadísticas son particularmente útiles para analizar datos.

La herramienta principal para el análisis cuantitativo es la balanza analítica, que se utiliza para medir la masa con precisión. Para la química analítica, un equilibrio típico mide la masa a 0.1 de un miligramo. Se necesita una sensibilidad de alrededor de mil veces para el trabajo microanalítico.

Propiedades cuantitativas
Propiedades cuantitativas

La importancia de las propiedades cuantitativas

Es importante conocer la cantidad total o parcial de una muestra por varias razones. Si se está realizando una reacción química, el análisis de las propiedades cuantitativas te ayuda a predecir cuánto producto esperar y a determinar su rendimiento real.

Algunas reacciones tienen lugar cuando la concentración de un componente alcanza un nivel crítico. Por ejemplo, un análisis de un material radiactivo podría indicar que hay suficiente componente clave para que la muestra se someta a una fisión espontánea.

Propiedades cuantitativas: ejemplos

El análisis de las propiedades cuantitativas es crucial para la formulación y prueba de alimentos y medicamentos, ya que se utiliza para medir los niveles de nutrientes y proporcionar una contabilidad precisa de la dosis.

También es crítico para determinar el nivel de contaminantes o la impureza de una muestra. Si bien el análisis cualitativo podría ser capaz de determinar la presencia de plomo en la pintura de un juguete, por ejemplo, es un análisis cuantitativo el que detecta cuánta concentración existe.

Los exámenes médicos se basan en el análisis cuantitativo para obtener información sobre la salud de un paciente. Por ejemplo, el análisis cuantitativo podría determinar los niveles de colesterol en la sangre o la proporción de lipoproteínas en el plasma o la cantidad de proteína excretada en la orina.

Aquí nuevamente, el análisis cuantitativo complementa el análisis cualitativo, ya que este último identifica la naturaleza de un químico, mientras que el primero dice cuánto hay.

Se pueden usar pruebas cuantitativas de un mineral para determinar si es práctico extraerlo para un elemento o compuesto específico. Las pruebas cuantitativas se utilizan para verificar que los productos cumplan con las especificaciones del fabricante o normativas.

Temperatura

Todos sienten la temperatura de su entorno puramente subjetiva. Si tenemos demasiado calor o demasiado frío, este es un sentimiento que puede variar de persona a persona, porque no todos sienten de la misma manera. El término temperatura, o mejor dicho, el estado que influye en nuestro estado mental, está en boca de todos los días cuando discutimos las temperaturas pronosticadas para pronosticar el clima con amigos, conocidos o colegas.

Pero el término temperatura en realidad describe un estado térmico específico de un cuerpo. El calor es una medida de la energía de un cuerpo, que se genera por el movimiento desordenado de sus átomos o moléculas dentro del cuerpo. La temperatura es el tamaño de un estado que indica el contenido de energía en relación con otras cantidades físicas (masa, capacidad calorífica).

La unidad de temperatura es el Kelvin. A una temperatura de 0 K, todos los átomos o moléculas de un cuerpo descansan: todo el movimiento en un cuerpo se congela. Esta condición también se llama cero absoluto. La escala de temperatura Celsius, que es más común en nuestras latitudes, define el punto cero como el punto de solidificación del agua, ya que esta condición podría reconstruirse sin mucho esfuerzo técnico.

Termómetro para medir la temperatura
Termómetro para medir la temperatura

Densidad

La densidad indica qué masa tiene un volumen por centímetro cúbico de una sustancia. La densidad es una sustancia constante característica de cada sustancia que depende de la temperatura y la presión.

A una temperatura y presión dadas, cada material tiene una densidad específica. Con la temperatura, la densidad de la mayoría de los materiales también cambia con el volumen. Para los gases, la densidad depende en gran medida de la presión. Por lo tanto, la información sobre densidades siempre se refiere a temperaturas específicas.

La densidad de los líquidos se puede medir utilizando medidores de densidad (hidrómetros). Se utiliza por medio de una relación proporcional entre la densidad de un líquido y la fuerza de flotabilidad en él. También hay una relación proporcional entre la fuerza de flotabilidad y el volumen sumergido.

Para un líquido particular, se aplica lo siguiente: cuanto mayor es la profundidad de inmersión del hidrómetro, menor es la densidad del líquido. La densidad se puede leer directamente en la escala del hidrómetro.

Punto de fusión

Punto de fusión que se llama la temperatura a la cual una sustancia se fundirá, es decir, desde el estado sólido al estado líquido. La temperatura de fusión depende de la sustancia, en contraste con la temperatura de ebullición, pero muy poca de la presión. La temperatura y la presión de fusión se denominan colectivamente como el punto de fusión , que describe el estado de una sustancia pura y es parte de la curva de fusión en el diagrama de fases de la sustancia.

Para sustancias puras, el punto de fusión es idéntico al punto de congelación y permanece constante durante todo el proceso de fusión. Por impurezas o con mezclas, la temperatura de fusión generalmente disminuye (depresión del punto de fusión). También puede aumentar la temperatura durante el proceso de fusión, lo que está relacionado con un rango de fusión.

Para materiales amorfos tales como vidrios y algunos plásticos se habla de la temperatura de transición. También la determinación de una temperatura de ablandamiento es posible. Algunas sustancias no pueden derretirse porque primero se desintegran químicamente, y otras solo pueden sublimarse en condiciones normales.

Punto de ebullición

El punto de ebullición de una sustancia pura es un par de valores en el diagrama de fases y se compone de dos tamaños: la temperatura de saturación (especialmente de ebullición de temperatura ) y la presión de vapor de saturación (especialmente presión de ebullición ) en el límite de fase entre gas y liquido. Está formado por las dos variables de estado presión y temperatura durante la transición de una sustancia de líquido a gaseoso. Estado agregado juntos.

El punto de ebullición representa las condiciones que existen durante la transición de fase de una sustancia del líquido a la fase gaseosa, que se conoce como ebullición o evaporación. Además, es idéntico al punto de condensación para el proceso inverso de condensación, pero solo para sustancias puras. La evaporación de una mezcla da como resultado un comportamiento de ebullición modificado y se observa un intervalo de ebullición en lugar de un único punto de ebullición. En una transición de fase del líquido a la fase gaseosa por debajo del punto de ebullición, se denomina evaporación.

Imágenes de propiedades cuantitativas

Para poder distinguir bien las propiedades cuantitativas podemos observar algunas imágenes ilustrativas que nos dan una mejor idea de lo que se está midiendo. Por ejemplo el peso es una propiedad que se puede medir fácilmente con una balanza.

En las balanzas de resorte, un resorte se expande proporcionalmente a la masa aplicada o al peso adjunto. El puntero indica la extensión en unidades de masa. En las balanzas de vigas , la masa a pesar se coloca en el único plato de pesaje. En el otro platillo de pesaje, se colocan pesas calibradas hasta que la balanza esté en equilibrio.

En el caso de las básculas postales, un bloque de masa calibrado se levanta de su posición de reposo mediante palancas. El puntero muestra el desplazamiento en unidades de masa. Con viejas escalas domésticas la masa aplicada se desplaza con un bloque de masa móvil calibrado en una palanca hasta que los punteros estén a la misma altura. Las balanzas electrónicas modernas ya no se pueden ver desde el exterior cuando se comparan unidades de masa. Estas escalas muestran inmediatamente el peso en números luminiscentes.

Balanza antigua para medir el peso
Balanza antigua para medir el peso

La conductividad es la capacidad que tiene una sustancia química o mezcla de sustancias para transportar energía u otras sustancias o partículas en el espacio. La capacidad de las sustancias para conducir electricidad y calor es en parte similar. Al mismo tiempo, los metales son buenos conductores de electricidad y calor. Por otro lado, los gases son malos conductores.

Conductividad eléctrica
Conductividad eléctrica

El valor de pH es una medida de la fuerza de la acción ácida o básica de una solución acuosa. Es así que pH se refiere a la concentración de iones de hidrógeno en una solución. Por lo tanto, el pH indica cuán ácida o básica es una solución. La escala del pH varía de 0 a 14. Cuanto más pequeño es el pH, más ácida es la solución. Cuanto más alto es el pH, más básica es la solución. Las soluciones con un pH de 7 se denominan soluciones neutras. El ácido del limón tiene un pH de aproximadamente 2.

Con un indicador de color universal, se puede medir el valor de pH de los líquidos: si se inserta una varilla de medición en una solución a analizar, esta varilla de medición cambia de color y se observa una reacción de color. Si el pH de la solución está más en el rango ácido, el color es rojo anaranjado, en el rango básico más verde a azul.

Medición del pH
Medición del pH

Cuando se mide una longitud, la medida determina con qué frecuencia la unidad de medida elegida se ajusta a la longitud que se desea medir. Por ejemplo en un automóvil o peatón que viaja es una longitud, se puede medir la distancia que se recorrió con un contador de metros o kilometros. El grosor de una hoja de papel es una longitud y se puede medir con un micrométrico. El diámetro de una tubería es una longitud, que puede medir con el calibrador.

Micrómetro para medir longitud
Micrómetro para medir longitud

 

Propiedades cuantitativas físicas y químicas de la materia
4 (80%) 6 votes