Química

Como vimos anteriormente, cada uno de los estados de agregación tiene características definidas y, dependiendo de las condiciones externas como la presión y la temperatura, una misma sustancia puede pasar de un estado de agregación a otro.

Los cambios de estado de agregación de la materia ocurren todo el tiempo en la naturaleza. Por ejemplo, cuando un témpano se funde en el océano, el hielo (estado inicial del sistema) es agua en estado sólido. Al fundirse, se convierte en agua líquida (estado final). No ha habido cambio de composición: es agua al principio y al final del proceso, pero sí cambió su estado de agregación, de sólido a líquido. 

Son posibles las conversiones entre los tres estados de la materia sin que cambie la composición de la sustancia.

Noliv, M. (2021). [Archivo de video]. Recuperado de https://www.pexels.com/es-es/video/resfriado-iceberg-nieve-invierno-8318615/

Si analizamos qué pasa con el témpano cuando se desprende y se derrite en el océano vemos que se ha producido un cambio de estado de sólido a líquido. Este cambio tiene una característica particular y es que mientras coexisten ambos estados, durante el cambio de estado, la temperatura permanece constante.

Si ahora nos imaginamos que estamos calentando un sólido (por ejemplo el hielo), este se funde y se transforma en líquido (agua). La temperatura en la que ocurre esta transición se denomina punto de fusión.

El punto de fusión del hielo es 0 °C a 1 atmósfera de presión. Si observamos con un termómetro la temperatura del hielo a medida que se funde, veremos que se mantiene estable en 0 °C hasta que se derrite todo el hielo. Tal como lo dijimos previamente, durante este cambio de estado, la temperatura permanece constante.

Tenor (2016). Glaçon GIF. [Archivo GIF]. Recuperado de https://tenor.com/yAJh.gif

Si ahora calentamos el agua líquida, la temperatura comienza nuevamente a subir hasta que alcanza el siguiente cambio de estado. El calentamiento convierte el líquido en gas y esta conversión ocurre en el punto de ebullición del líquido. 

Para el caso del agua líquida que pasa a agua gaseosa o vapor de agua, la temperatura de ebullición es de 100 °C a 1 atmósfera de presión. Nuevamente, mientras se produce el cambio de estado de líquido al gaseoso la temperatura de ebullición no variará mientras haya líquido sin evaporar.

Murprotec España. (2018). Humedad por condensación. [Imagen]. Recuperado de https://www.flickr.com/photos/72282342@N08/49104698897/in/photostream/

Por otra parte, el enfriamiento de un gas hace que se condense en la forma de líquido. Este fenómeno es el que ocurre por ejemplo en los vidrios que se empañan en invierno.

Al enfriar adicionalmente un líquido, se congela a su forma sólida. Así por ejemplo el agua se congela cuando la temperatura desciende por debajo de los 0 °C y pasa a convertirse en un sólido (hielo).

Hay determinados materiales que pueden pasar directamente del estado al sólido al gaseoso a través del fenómeno de sublimación. Un ejemplo es el caso de la naftalina que se suele usar como antipolillas para ropas. La naftalina sublima a temperatura ambiente y por eso podemos sentir ese típico olor en el ambiente o impregnado en la ropa. En el siguiente video podemos ver el fenómeno de sublimación de la naftalina.

Paredes, S. (2010, enero 31). Sublimación de la naftalina. [Archivo de video]. Recuperado de https://youtu.be/bJrKn2TlIiQ

En el video observamos cómo la naftalina, que se encuentra inicialmente en estado sólido, comienza a pasar al estado gaseoso. La sublimación se evidencia por la formación de burbujas que se desprenden del sólido y ascienden en el líquido en el cual está sumergida. (Aclaración: la naftalina está sumergida en el líquido solamente para que podamos apreciar el proceso de sublimación, que de no ser así sería difícil de percibir a través de un video). 

Ahora vamos a analizar el pasaje directo del estado gaseoso a sólido. Tal es el caso de los vapores de iodo que cuando se los hace chocar contra una superficie a muy baja temperatura pasan del estado gaseoso al sólido.

En el siguiente video podemos observar inicialmente el proceso de sublimación del iodo, un elemento de la tabla periódica que a temperatura ambiente se encuentra en estado sólido, y que al calentarlo pasa al estado gaseoso (sublimación). Luego, cuando los vapores de iodo chocan contra una superficie fría, ocurre la sublimación regresiva: los vapores de iodo se vuelven a convertir nuevamente en iodo sólido. Interesante ¿no te parece?

Lineros, M. (2012, enero 6). Sublimación y sublimación inversa del yodo. [Archivo de video]. Recuperado de https://youtu.be/astGYlMps04