jueves, 12 de enero de 2012

TAREA 1.

Qué les sucede a las sustancias al quemarlas?
Ø  Diseño colectivo de una actividad experimental para establecer cómo afecta el calor a sustancias comunes orgánicas e inorgánicas (pan, azúcar, sal, polvos para hornear, etc.). Con base en las observaciones, clasificar las sustancias en orgánicas e inorgánicas. Comentar la conveniencia de realizar clasificaciones para el estudio de la materia. Elaborar un informe escrito que incluya las observaciones y conclusiones obtenidas. (A40)
Ø  Investigación documental sobre qué es una reacción de oxidación, la producción de energía por oxidación de combustibles provenientes del petróleo, reacciones químicas que se llevan a cabo y productos de la combustión. Impurezas de los combustibles y productos que se forman. (A41)
Ø  Realizar una actividad experimental para hacer énfasis en la reacción de combustión como fuente generadora de energía y contaminantes; por ejemplo, combustión de la

 vela e identificación del dióxido de carbono con agua de cal.


 SUSTANCIAS ORGANICAS E INORGANICAS: 

 SUSTANCIAS ORGANICAS
EN LA MAYORIA DE LOS CASOS SIEMPRE

CONTIENEN  EN SU COMPOSICION  CARBONO.
En la compocision de las sustancias
 organicas  entran en la mayoria de los
 casos el carbono , el oxigeno y los
menos frecuentes son el  hidrogeno ,
 el nitrogeno y los halogenos . Las 
 sustancias organica se encuentran en
todos los organismos vegetales y 
animales , entran en  la compocicion 
 de nuestros alimentos( pan , carne ,
legumbres etc.)., sirven de
material para la confeccion  de la   vestimenta (tejidos y cuero) ,
forman diferentes tipos de combustible, se utilizan por nosotros como
medicamentos  , colorantes , insectisidas , fungisidas etc.Forman estructuras complejas
de alto peso molecular.Casi todas las sustancias organicas son  combustibles y se
descomponen con relativa facilidad durante el calentamiento.Por la  formacion de
oxido de carbono , durante la combustion o por  la carbonizacion de la sustancia
durante su calentamiento es facil de identificar los compuestos organicos. Los  oxidos
del carbono , el acido carbonico y sus sales , asi como algunas sustancias  debido a la
presencia de carbono en estas tienen que considerarse organicas.No concucen  la
corriente electrica cuando estan disueltos .Sin  embargo por sus propiedades son
proximas a las sustancias inorganicas de tipo similar.Las sustancias inorganicas pueden
formar compuestos organicos y estos ultimos a su vez pueden  transformarse en
inorganicos.En las sustancias organicas predomina el enlace covalente y su velocidad de
reaccion es lenta. ALGUNOS EJEMPLOS SON:
  1. AZUCARES
  2. HIDROCARBUROS
  3. ALCOHOLES
  4. ACIDOS
  5. ALCANOS
  6.  ALQUENOS
  7. ALQUINOS

 SUSTANCIAS INORGANICAS: su campo de estudio se refiere a las sustancias que forman el reino mineral.Su velocidad de reaccion es instantanea .No estudia los componentes del carbono a excepcion de los compuestos oxigenados. El enlace que predomina es el enlace ionico.Forman estructuras simples de bajo peso molecular.

 El termino quimica inorganica se referia originalmente a la quimica de los compuestos  que no proceden de seres vivos y fue una parte de la quimica que surgio  de las recetas y  metodos para tratar minerales y menas.Se inicio al encontrar  sustancias naturales con propiedades uiles como el pederral o la calcedonia que podian utilizarse para fabricar herramientas.La forman la mayoria de los elementos de la tabla periodica.Son solubles en agua.
Conducen la corriente cuando están disueltos.
 EJEMPLOS DE SUSTANCIAS INORGANICAS
  1. BASES
  2. ACIDOS
  3. SALES
COMO AFECTA EL CALOR A LAS SUSTANCIAS INORGANICAS Y ORGANICAS.

PARAFINA:
Para empezar la parafina es una sustancia inorganica que al entrar en calor  pasa de un estado solido a un estado liquido  y debido a las diferentes condiciones del ambiente en el que se  encuentre  retoma su estado original.


PAN:
 El pan es una sustancia organica por que en su composicion contiene carbono.
  1.    Al entrar en contacto con un calor constante este  va consumiendose  poco a poco hasta obtener ( carbon- cenizas).
  2.   Introduciendo los ingredientes necesarios  contemplando una mezcla homogenea  y aplicando el calor necesario obtenemos un solido (pan).



PASTA:
Sustancia inorganica que  al colocar cualquier tipo de pasta al un calor constante disuelta en un medio esta terminara por ablandarse y pasar a un estado homogeneo.
 

AZUCAR:

Sustancia organica .Ocurre lo mismo  el azucar al entrar  en calor    pasa de un estado solido a un estado liquido (caramelo) y con las condiciones del ambiente  se endureceria.


PLASTICO:
 Sustancia inorganica .Al calentar este material se  derrite pasando del estado solido al estado liquido   y a su  vez de liquido a solido .


MADERA:
Es una material organico que al entrar en contacto con el calor produce una reaccion de combustion  y al terminar esta misma  se consume la gran parte del material y al mismo tiempo tenemos un combustible natural.


INFORME ESCRITO

La clasificacion de la materia inorganica y organica nos abre las puertas hacia un nuevo conocimiento y  aprendizajes esperados .La materia se divide en diferentes ramas  y unas de ellas son inorganica y organica  la cual depende una de la otra , en algunos casos existen excepciones  pero en  la mayoria de los casos empleamos  caracteristicas especificas para determinar el grupo  al que cada sustancia pertenece.Ademas de incluir que algunas de estas sustancias pueden ser afectadas por una reaccion calorifica y formar nuevas sustancias  o cambiar su estado de agregacion dependiendo el caso. 

INVESTIGACION


Reaccion de oxidacion:
Una reaccion quimica se define  como la transformacion de una o mas sustancias en otra u otras distintas., por la forma y el tiempo de producirse , las reacciones se clasifican en:

  1. INMEDIATAS O ESPONTANEAS
  2. PROVOCADAS
  3.  INSTANTANEAS
  4. LENTAS
Una reaccion quimica se define como la perdida de electrones.Avewces la oxidacion se define como un aumento del estado de oxidacion de un elemento y la reduccion como una disminucion del estado de oxidacion.La oxidacion es el proceso  por medio  el cual una sustancia pierde electrones y reduccion es la ganancia de electrones.Siempre que hay una oxidacion debe se haber  una reduccion , ambos procesos ocurren de manera simultanea llamadas comunmente reacciones redox.
El elemento pierde electrones  y se queda con mayor carga positiva , es decir su numero de oxidacion aumenta.Se dice que el elemento se oxido durante la reaccion.El zinc se oxida durante la formacion de oxido de zinc porque cada atomo de zinc metalico pierde dos electrones.La reaccion de oxidacion se puede escribir sola para mostrar como cambia el zinc durante la reaccion redox.
Los terminos de oxidacion y reducción en química inorgánica  se refieren
respectivamente a la pérdida o ganancia de electrones por un átomo o un ion.
Oxidación pérdida de electrones: En una molécula ocurre cuando son removidos hidrógenos o se añaden oxígenos.
Reducción ganancia de electrones: En una molécula ocurre al añadir hidrógenos o
remover oxígenos.
La adición de otros heteroátomos sobre una molécula es también oxidación a menos que el hidrógeno también se agregue y remover heteroátomos es reducción sin remover hidrógenos.En las reacciones de oxidación el agente oxidante acepta electrones de la molécula orgánica que será oxidada y por lo tanto se reduce.
En las reacciones de reducción, el agente reductor cede un par de electrones a la molécula orgánica que será reducida y por lo tanto éste se oxida.
Los reactivos para oxidaciones y reducciones son frecuentemente inorgánicos.
Muchos de éstos se emplean con alta frecuencia y son altamente selectivos ante distintos grupos funcionales.

Principales estados de oxidación.





• Todos los elementos en estado neutro tienen E.O. = 0.
• El oxígeno (O) en óxidos, ácidos y sales oxácidas tiene E.O. = –2.
• El hidrógeno (H) tiene E.O. = –1 en los hidruros metálicos y +1 en el resto de los casos que son la mayoría.
• Los metales formando parte de moléculas tienen E.O. positivos.
El término OXIDACIÓN comenzó a usarse para indicar que un compuesto incre-mentaba la proporción de átomos de Oxígeno.

• OXIDANTE: Es la sustancia capaz de oxidar a otra, con lo que ésta se reduce.


Cuando un material se combina con el oxígeno, transformándose en óxidos
más o menos complejos, se dice que experimenta una reacción de oxidación. De una
forma esquemática, se puede representar el proceso de oxidación de la siguiente
manera:

Material + Oxígeno= Óxido del material ± energía.
El signo + que precede a la energía indica que la reacción es exotérmica y, en
consecuencia, transcurre hacia la formación del óxido. En cambio, si la reacción es
endotérmica (signo - para la energía), puede deducirse que el material será de difícil
oxidación.
Cuando un material se encuentra situado en una atmósfera oxidante, su
superficie se oxida más o menos rápidamente; el óxido que se forma se deposita en
la parte exterior del material recubriéndolo por completo. Para que el proceso de
oxidación continúe en esa situación, el material o el oxígeno deben atravesar, por
difusión, la capa de óxido, que se comporta oponiéndose tanto al movimiento de los
átomos de oxígeno como a los del material. Existen capas de óxidos que presentan
mayor oposición a este movimiento que otras.
Para aumentar su resistencia a la oxidación, el acero dulce se alea con otro
material (por ejemplo, con cromo, aluminio o silicio) que tenga una energía de
oxidación mayor y una velocidad de oxidación menor que la suya.
En ese caso, el material añadido se oxida primero debido a su mayor energía
de oxidación; pero al formarse una capa de óxido el proceso de oxidación se frena,
transcurriendo a partir de entonces a una velocidad muy lenta. A este respecto, el
mejor aditivo es el cromo, pues, pese a tener una energía menor y una velocidad de
oxidación mayor que el aluminio o el silicio, en la aleación influye la facilidad con la
que los átomos de estos ele mentos se mezclan con el hierro.
Cuanto mayor sea la temperatura a la que se encuentra sometido un material,
mayor será la velocidad a la que se produce su oxidación, pues un aumento de
temperatura activa el proceso de difusión de los átomos del material y del oxígeno en
la capa de óxido. Un aumento en la presión del oxígeno existente en el exterior se
comporta de manera similar.
A la vista de estas energías, se podría pensar que una sustancia se oxidaría
tanto más rápidamente cuanto mayor fuese la energía liberada en el proceso; sin
embargo, esto no sucede así en la realidad.
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PRODUCCION DE ENERGIA POR OXIDACION DE COMBUSTIBLES PROVENIENTES DEL PETROLEO.

 Los carbones no coquizables (o los coquizables cuando se les eliminan sus propiedades plásticas mediante un proceso de oxidación) pueden someterse a procesos de carbonización/activación, obteniéndose carbon activo.
El carbón activado, o carbón activo, es un material de carbón poroso. Un material carbonizado que se ha sometido, a reacción con gases oxidantes (como CO2 o aire), o con vapor de agua; o bien a un tratamiento con adición de productos químicos como el H3PO4, durante (o después) de un proceso de carbonización, con el objeto de aumentar su porosidad. Los carbones activados poseen una capacidad de adsorción elevada y se utilizan para la purificación de líquidos y gases. Mediante el control adecuado de los procesos de carbonización y activación se puede obtener una gran variedad de carbones activados que posean diferentes distribuciones de tamaño de poros.

 No resultan adecuados, por tanto, los carbones coquizables, salvo que se eliminen sus propiedades coquizantes , mediante una oxidación previa, por ejemplo. Del mismo modo, tampoco resultan adecuados los residuos termoplásticos. Los factores que hay que tener en cuenta para elegir un precursor adecuado son: buena disponibilidad y bajo coste, bajo contenido en materia mineral y que el carbón resultante posea unas buenas propiedades mecánicas y capacidad de absorción.
IMPUREZAS EN LOS COMBUSTIBLES.
El petróleo es una mezcla compleja de hidrocarburos, como los alcanos, alquenos y cicloalcanos. Las moléculas de hidrocarburos están formadas sólo por átomos de carbono e hidrógeno. En cuanto a sus principales características, el petróleo es un líquido de consistencia aceitosa, olor desagradable y color oscuro que se encuentra en depósitos subterráneos de la corteza terrestre.
Lo llaman oro negro y con razón: actualmente, el petróleo es la principal fuente de energía

 de nuestro planeta.El uso del petróleo crudo obtenido de vertientes o el asfalto producido por la evaporación y oxidación de las filtraciones data desde tiempos prehistóricos.
un ejemplo: La lluvia ácida es lluvia que se ha vuelto ácida debido a ciertos contaminantes que se hallan en el aire. La lluvia ácida es un tipo de deposición ácida, que puede aparecer en  muchas formas. La deposición húmeda se refiere a la lluvia, la nieve, el aguanieve o la niebla, cuya acidez es mucho mayor que la normal. La deposición seca es otra forma de deposición ácida y se produce cuando los gases y las partículas de polvo se vuelven más ácidos. Ambos tipos de deposición, húmeda y seca, pueden ser acarreados por el viento, a veces a distancias sumamente grandes. La deposición ácida en sus formas húmeda y seca cae sobre los edificios, los automóviles y los árboles, y puede hacer que aumente la acidez de los lagos.

 En su forma seca, la deposición ácida puede ser inhalada por los seres humanos y causar problemas de salud a algunas personas.
La causa la acidez que es :Ácido y básico son dos maneras en las que describimos lo 
compuestos químicos. La acidez se mide utilizando la escala de pH. Esa escala de pH va de cero (el valor más ácido) al catorce (el valor más básico o alcalino). Una substancia que no es ni básica ni ácida se llama “neutra”. La lluvia ácida es causada por una reacción química que comienza cuando compuestos tales como el dióxido de azufre y los óxidos de nitrógenosalen al aire. Estos gases pueden alcanzar niveles muy altos de la atmósfera,
 en donde se mezclan y reaccionan con agua, oxígeno y otras substancias químicas y forman más contaminantes
 ácidos,
 Conocidos como lluvia ácida.
El dióxido de azufre y los óxidos de nitrógeno se disuelven muy fácilmente en agua y pueden ser acarreados por el viento a lugares muy lejanos.
En consecuencia, los dos compuestos pueden recorrer largas distancias, y convertirse en parte de la lluvia, el agualluvia y la niebla que tenemos en ciertos días.
Las actividades humanas son la principal causa de la lluvia ácida.
 En el transcurso de las últimas décadas, los seres humanos han emitido tal cantidad de distintas sustancias químicas al aire, que han cambiado la mezcla de gases en la atmósfera. Las centrales eléctricas emiten la mayor parte del dióxido de azufre y muchos de los óxidos de nitrógeno cuando queman combustibles fosiles, tales como carbón, para producir electricidad. Además, el escape de los automóviles, camiones y autobuses también emite óxidos de nitrógeno y dióxido de azufre en el aire.
Estos contaminantes producen lluvia ácida.
PRODUCTOS DE LA COMBUSTION:

Cuando se produce una reacción química exotérmica, con la suficiente velocidad de reacción para que la podamos identificar como un incendio o un fuego, se establece una ecuación de unos elementos iniciales que reaccionan y cambian sus características químicas para dar lugar a unos productos, o elementos diferentes de aquellos que reaccionan inicialmente.
Ninguno de los elementos iniciales se destruye, sino que todos son transformados en mayor o menor medida. Aun cuando se encuentren dispersos, los productos de la combustión son iguales en peso y volumen a aquellas del combustible de la combustión.
En definitiva, se puede decir que se cumple aquel famoso principio de la ciencia que asevera que "la materia ni se crea ni se destruye, tan sólo se transforma. Cuando un material combustible se quema, se generan ciertos productos. Son los productos de la combustión. Y de forma general se clasifican dentro de cuatro grupos diferentes, a saber.


• Humo
• Llama
• Calor
• Gases. Productos volátiles de la combustión.


Cada uno de estos grupos incide de forma importante tanto en la evolución de la reacción como en los efectos e interacciones con el organismo humano al que afecten en su progresión por el espacio anexo a su origen.

HUMO:
Está compuesto por partículas sólidas y líquidas en suspensión en el aire. Con tamaños
comprendidos entre 0.005 y 0.01 milimicras. Tiene efectos irritantes sobre las mucosas.
Provoca el lagrimeo de los ojos dificultando la visión. A su vez evita el paso de la luz,


complicando las tareas de extinción y salvamento, así como de evacuación de las personas afectadas. E incluso puede llegar a ser inflamable y/o explosivo cuando se den las condiciones adecuadas.
LLAMA:
Es un gas incandescente cuya temperatura es variable, dependiendo de factores como el tipo de combustible y la concentración de comburente.
CALOR:

Los incendios son reacciones químicas exotérmicas. El calor es una forma de energía difícil
de medir directamente. Es preciso tener en cuenta que el calor va a elevar la temperatura
de los gases que se desprenden de la combustión y estos si los respiramos nos van aquemar nuestras vías respiratorias y su efecto es muy difícil de subsanar.
GASES:

En todas las combustiones gran parte de los elementos que constituyen el combustible
forman compuestos gaseosos al arder.
COMO:
  1. Monóxido de carbono. CO
  2. Dióxido de carbono. CO2.
  3. Cianuro de hidrógeno. CHN.
  4. Cloruro de carbonilo. COC12. Fosgeno.
  5. Sulfuro de hidrogeno. SH2
  6. Anhídrido sulfuroso. SO2
  7. Amoniaco
  8. Dióxido de nitrógeno. NO2




1.- EXPERIMENTO

OBJETIVO:

REALIZAR UNA ACTIVIDAD EXPERIMENTAL PARA HACER ENFASIS EN LA REACCION DE COMBUSTION COMO FUENTE GENRADORA DE ENERGIA Y CONTAMINANTES.

ANTECEDENTES:
UNA REACCION QUIMICA ES LA TRANSFORMACION DE UNA O MAS SUSTANCIAS EN OTRAS DISTINTAS , EN BASE A UN COMBUSTIBLE ORGANICA Y OXIGENO  PARA OBTENER C02 Y H20.
MATERIAL:
  1. UNA VELA  
  2. UN VASO DE VIDRIO
  3. UN RECIEPIENTE HONDO
  4. AGUA
  5. CERILLOS  
PROCEDIMIENTO:
  • Primeramente se procede a encender la vela con el cerillo.
  • seguidamente se colocara el agua dentro del recipiente hondo.
  • Posteriormente se colocara el vaso de vidrio tapando la vela.
CONCLUSIONES:
Al encender la vela se produce una reacion de combustion la cual se entiende como el proceso mediante el cual se produce la quema de cualquier sustancia ya sea liquida o gaseosa segun sea el caso.En este proceso el combustible se oxida , desprende calor y con frecuencia luz., el oxidante no es necesariamente el oxigeno , ya que puede ser parte de un compuesto quimico y tambien se refiere a las reacciones quimicas que se establecen entre cualquier compuesto y el oxigeno.La combustion se produce cuando:
  • La temperatura  de inflamacion , la temperatura mas baja a la cual el material inicia la combustion  para seguir ardiendo.
  • El combustible arde.
Los combustibles en su mayoria son de origen organico y su valor depende de la proporcion de carbono e hidrogeno que contienen en su compocicion quimica , el valor principal de un combustible radica  de su capacidad para liberar calor.
  • Al tapar  la vela  se apaga porque la vela necesita oxigeno para realizar la reaccion de combustion y al no tener presente oxigeno se apaga y solo se libera el co2  , el cual se condensa  en las paredes del vaso de vidrio provocando un efecto de precipitacion .Ademas que el agua sube de nivel porque en el interior  del vaso disminuye la presion y sube el agua hasta que la presion interior es igual a la exterior.
  • Aunque en conclusion en el objetivo la reaccion de combustion se desarrolla  en la vela y la fuente generadora de energia es el calor que se obtiene  en la combustion de la flama y los contaminantes se desprenden al  consumirse la vela el co2.



EXPERIMENTO 2 :
OBJETIVO:
Establecer como afecta el calor a sustancias organicas e inorganicas.
ANTECEDENTES:
Se sabe que el azucar al colocarse al fuego se derrite por lo que necesitara un tipo de catalizador para que el azucar haga combustion.
HIPOTESIS:
Comprobar que el azucar necesita un tipo de catalizador para que pueda hacer combustion  en cenizas.
MATERIAL:
  1. Terron de azucar
  2. Fuego
  3. Cenizas
  4. Pinzas para sujetar el terron de azucar.
PROCEDIMIENTO:

  • Se coloca el terron de azucar en el fuego.Se observara que solo se derritira ., para que ocurra la reaccion se colocaran las cenizas ensima del terron , se pondra fuego de nuevo y ocurrira la reaccionn.
OBSERVACIONES:
El efecto catalítico de las cenizas de los carbones
El carbón mineral, carbón vegetal y otros materiales de carbón derivados de éstos, poseen cierta cantidad de materia inorgánica en proporciones casi siempre menores al 10 %. Esta materia orgánica suele estar compuesta por silicatos, aluminatos y diversas sales de potasio, calcio, sodio, etc., en menor proporción también podemos encontrar algunos metales pesados. En el caso del carbón mineral la materia inorgánica está asociada a la composición de las rocas en las que se encuentran la veta. La materia vegetal precursora de otros carbones también posee sustancias inorgánicas que los vegetales absorben del suelo. Dado que la forma de determinar el contenido en materia inorgánica de un carbón suele ser obteniendo las cenizas resultantes de la calcinación a elevada temperatura del mismo, se suele hacer referencia a esta materia mineral como cenizas. La materia mineral, a pesar de encontrarse en bajas proporciones en los carbones, puede tener efectos catalíticos diversos, que en ocasiones pueden ser determinantes del comportamiento de un carbón en alguna aplicación determinada, de forma particular en aquellas en las que el carbón o material carbonoso intervenga en una reacción química. El experimento que se muestra en el siguiente vídeo ilustra la importancia que puede llegar a tener este efecto catalítico de las cenizas. Cuando calentamos azúcar en presencia de aire esta se funde y no arde, ya que su temperatura de fusión está por debajo de la de ignición. Sin embargo, cuando impregnamos el azúcar en ceniza, algunos elementos contenidos en ésta última actúan como catalizadores, disminuyendo la energía de activación necesaria para que tenga lugar la combustión del azúcar con el oxígeno del aire y rebajando su temperatura de ignición por debajo de la de fusión. En estas condiciones el comportamiento es muy diferente y el azúcar arde en vez de fundir.  

 
  • Al colocar el terron al fuego solo se derritio y se tuvo que proceder a colocar cenizas (CATALIZADOR) , para que se llevara acabo la reaccion.
CONCLUSION:
  • La ceniza al entrar en contacto con el azucar se comporta como un catalizador y provoca la temperatura necesaria para que comienze la reaccion de  combustion del azucar con el oxigeno.De esta manera se  consigue que el azucar comienze a arder a una temperatura inferior.
http://www.youtube.com/watch?v=nncHyfXkBNA


BIBLIOGRAFIA:

  • Quimica inorganica. QD151 2 R43 2008 .EDITORIAL: Mc Grawll Hill .Cuarta edicion . Impreso en Mexico .Pag.Consultadas: 6 , 7 .No.Pag.263.


  • Quimica Organica Autor:Tvsetknov EDITORIAL:Min Moscu.No edicion.2da.Mexico 1987 .No pag.228. Ubicacion: Modulo 2 .QD 251 T78. Pag  consultadas 7.


  • Quimica inorganica principios de estructuras y reactividad cuarta edicion.Editorial oxford University Press Harla Mexico .N pag. 1023 .Pag consultadas.2,3.


  • Fundamentos de la quimica general QD312G3A .AUTOR:Guillermo Garzan 1986 EDITORIAL: Mc Grawn Hill .Pag consultadas: 166 , 167 .N.paginas: 470.


  • Quimica .AUTOR: Zaraga Sarmiento QD312Q752003 .EDITORIAL: Mc Graw Hill .Pag.consultadas: 149 , 150.N.pag. 353


  • Quimica  QD312P4818 215190. AUTOR:John s.Philips .EDITORIAL:Mc Graw Hill .Pag 857 .pag.consultadas: 556.








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