Te enseñamos qué son las propiedades fisicoquímicas y cuáles son, con sus unidades de medida. Finalmente mostramos varios ejemplos de propiedades fisicoquímicas.
¿Qué son las propiedades fisicoquímicas?
Las propiedades fisicoquímicas son el conjunto de propiedades físicas y químicas intrínsecas de una sustancia o material. Intrínseco quiere decir que son propiedades relacionadas con una muestra de la sustancia y no con las características de su entorno.
Como consecuencia de lo anterior, las propiedades fisicoquímicas se caracterizan por depender enteramente de su composición. En este sentido, son propiedades determinadas por los átomos que conforman a una sustancia y la manera en que estos átomos se enlazan e interactúan entre sí bajo distintas condiciones.
Por ejemplo, las propiedades fisicoquímicas del agua son propias del agua. Dependen únicamente de la manera en que los átomos de hidrógeno y oxígeno de cada molécula se unen entre sí, y de cómo las moléculas de agua interactúan bajo determinadas condiciones de temperatura y presión.
Lista de propiedades fisicoquímicas
Existe un gran número de propiedades fisicoquímicas que permite caracterizar cada material. Estas propiedades se pueden dividir a grandes rasgos en propiedades térmicas, propiedades eléctricas (ambas propiedades físicas), propiedades químicas, propiedades magnéticas y propiedades ópticas, entre otras.
Veamos algunos de los ejemplos más importantes de cada uno de estos tipos de propiedades fisicoquímicas y qué representan.
Ejemplos de propiedades térmicas de la materia
Las propiedades térmicas de la materia son aquellas propiedades que tienen que ver con el comportamiento de un material bajo distintas condiciones de temperatura y cuando es sometido a transferencias de energía en forma de calor desde o hacia los alrededores.
Algunos ejemplos de propiedades térmicas son:
La conductividad (λ o κ) y resistividad (Rλ) térmica
La conductividad térmica, representada por los símbolos λ o κ, es una medida de la capacidad de un material para conducir el calor. Por otro lado, la resistividad térmica o Rλ es el recíproco de la conductividad térmica. Esta mide la resistencia de un material al flujo de calor a través del mismo.
La capacidad calórica (C)
Mide la cantidad de calor necesaria para aumentar en una unidad la temperatura de un cuerpo. Es una propiedad térmica extensiva que se representa con la letra C.
Calor específico (Ce)
El calor específico es la versión intensiva de la capacidad calórica. Corresponde a la capacidad calórica por unidad de masa, por lo que es la cantidad de calor que se debe suministrar a una unidad de masa de un material para aumentar su temperatura en una unidad.
Capacidad calórica molar (Cm,p y Cm,v)
La capacidad calórica molar también es una medida intensiva de la capacidad calórica, pero expresada en términos de la cantidad de materia. Se trata entonces de la cantidad de calor que se debe suministrar a un mol de sustancia para aumentar en una unidad su temperatura.
El punto de fusión o solidificación (Tf)
Es la temperatura a la que, en determinadas condiciones de presión, una sustancia en estado sólido se funde para pasar al estado líquido. Por lo general coincide con la temperatura a la que el mismo material pasa del estado líquido al sólido.
El punto de ebullición o condensación (Tb)
Temperatura a la que una sustancia en estado líquido ebulle para pasar a estado gaseoso, bajo determinadas condiciones de presión, o a la que una sustancia gaseosa se condensa para convertirse en un líquido.
Punto de sublimación o deposición
Para los sólidos que subliman, es la temperatura a la que una sustancia en estado sólido pasa a estado gaseoso, bajo determinadas condiciones de presión, o a la que una sustancia gaseosa pasa directamente al estado sólido por medio de la deposición.
Calor latente de fusión (Lf)
Propiedad expresada en unidades de energía por unidad de masa. Representa la cantidad de energía en forma de calor que se debe suministrar a una unidad de masa de una sustancia sólida para pasarla a estado líquido.
Calor latente de vaporización (Lv)
Cantidad de calor que se debe suministrar a una unidad de masa de una sustancia en estado líquido para pasar al estado gaseoso.
Calor latente de sublimación (Ls)
Cantidad de calor que se debe suministrar a una unidad de masa de una sustancia en estado sólido para pasar directamente al estado gaseoso. Por lo general corresponde a la suma del calor latente de fusión y el de vaporización.
Coeficientes de expansión térmica (α, β y γ)
Son propiedades que miden el cambio en las dimensiones de una sustancia como consecuencia de un cambio de temperatura. Existen tres coeficientes de expansión térmica que miden cambios en longitud (α), superficie (β) y volumen (γ).
Ejemplos de propiedades eléctricas
Conductancia (G) y resistencia eléctrica (R)
La conductancia y la resistencia eléctrica miden respectivamente la capacidad de un material para permitir el flujo de una corriente eléctrica por su seno o para resistirse a dicho flujo. Estas propiedades dependen de qué tan libres son los electrones u otros portadores de carga para moverse a través de una sustancia.
Conductividad eléctrica (σ)
La conductividad es una medida intensiva de conductancia. De hecho, corresponde a la conductancia de un conductor de área de sección transversal unitaria y de longitud unitaria y se mide en Siemens por metro o S/m.
Permitividad (ε)
Es una propiedad que mide la polarizabilidad de un material dieléctrico bajo la influencia de un campo eléctrico.
Constante dieléctrica (κ)
La constante dieléctrica es una propiedad de los materiales aislantes que mide su capacidad para almacenar energía eléctrica cuando es sometida a un campo eléctrico. Se calcula como la relación de la permitividad de una sustancia con respecto a la permitividad del vacío, ε0.
Coeficiente térmico de la resistencia (α)
Es una medida del cambio relativo en la resistencia eléctrica de un material debido a un cambio unitario de temperatura.
Ejemplos de propiedades magnéticas
Diamagnetismo
Es una propiedad que tienen todas las sustancias y que representa su capacidad para repeler un campo magnético.
Paramagnetismo
Es una propiedad común a las sustancias que poseen electrones desapareados en su estructura y que hace que sean atraídas por los campos magnéticos (por ejemplo, un imán).
Ferromagnetismo
Es el proceso de ordenamiento de los dominios magnéticos en una sustancia paramagnética para dar origen a un imán permanente.
Ejemplos de propiedades ópticas
Absortividad molar (ε)
Es una propiedad que indica la cantidad de luz que puede absorber una muestra de una solución de concentración 1 molar en una celda con un paso óptico de 1 cm.
Índice de refracción (n)
Es una propiedad que indica cuánto cambia la dirección de un haz de luz cuando pasa de un medio o material a otro. Se expresa como el cociente entre la velocidad de la luz en el vacío y la velocidad de la luz en el material.
Otras propiedades físicas
Densidad (ρ)
La densidad es la relación entre la masa de un cuerpo y su volumen. Es una propiedad intensiva de la materia que mide la masa por unidad de volumen.
Peso específico (γ)
El peso específico es similar a la densidad, pero no es lo mismo. Se trata del peso por unidad de volumen de una sustancia y es igual a la densidad multiplicada por la aceleración de la gravedad.
Volumen específico
Es el inverso de la densidad, por lo que es una medida intensiva que representa el volumen por unidad de masa de una sustancia.
Ejemplos de propiedades químicas
Entalpía de combustión (ΔcombH°)
Cantidad de calor liberado cuando se quema completamente 1 mol de una sustancia en condiciones estándar de temperatura y presión.
Entalpía de formación (ΔfH°)
Entalpía asociada a la reacción química en la que se forma 1 mol de una sustancia química a partir de sus elementos constituyentes en el estado natural más estable.
Energía de ionización (I)
Cantidad de energía requerida para arrancar un electrón a un átomo individual en estado gaseoso, convirtiéndolo así en un ion en estado gaseoso.
Referencias
- Thermal Conductivity. Tomado de byjus.com.
- Types of Properties of Engineering Materials. Tomado de madhavuniversity.edu.in.