Química II - UVM - 1er Parcial

La estequiometría estudia las relaciones y cantidades correctas en las que se deben mezclar los reactivos y en las que aparecen los productos en toda reacción química.

La ley de la conservación de la masa indica que en toda reacción química la masa de los reactivos es igual a la masa de los productos.

El mol es una unidad que equivale a 6.022x10²³ átomos o moléculas.

La masa molar representa la masa en gramos de 1 mol de cualquier elemento o compuesto.

CONTAMINACIÓN DEL AIRE

Los gases contaminantes más comunes en la atmósfera son:

Dióxido de carbono, CO2. Si bien existe naturalmente, su concentración en la atmósfera ha aumentado debido principalmente a la combustión que el hombre mismo ha provocado y necesitado en sus actividades diarias. Toda combustión genera CO2 y mientras más aumente la población, mayores serán los requerimientos de combustibles (petróleo, carbón, gas natural). El CO2 es el principal responsable del Efecto Invernadero.

Monóxido de carbono, CO. Toda combustión que se realice con insuficiencia de oxígeno generará CO. Los automóviles están diseñados para operar al nivel del mar; mientas circulen a mayores alturas la disponibilidad de oxígeno será menor e inevitablemente generarán CO. El monóxido de carbono es un gas letal para el ser humano ya que interfiere en el transporte de oxígeno en la sangre, causando muerte por asfixia. Es inodoro e incoloro, por lo cual es difícil detectarlo.

Monóxido de azufre, SO2. Originado por la combustión de carbón de coque principalmente, y otros combustibles fósiles. Es venenoso, incoloro e irritante para el sistema respiratorio, agravando los síntomas de asma, bronquitis y enfisema pulmonar. Su peligrosidad también radica en que reacciona con el agua de la atmósfera generando ácido sulfúrico, ocasionando la lluvia ácida (primero pasa a trióxido de azufre antes de crear el ácido).

El Índice Metropolitano de la Calidad del Aire, IMECA, funciona como parámetro en nuestro país para medir la contaminación atmosférica. La calidad óptima es entre 1 a 100 IMECAS, mientras que mayor a 100 es No satisfactoria, y de hecho arriba de 200 es Mala, sugiriendo evitar actividades al aire libre.

La lluvia ácida se origina cuando los gases SO2 y NO2 son emitidos y en la atmósfera reaccionan con el vapor de agua, formando los ácidos sulfúrico y nítrico H2SO4 y HNO3. Estos ácidos caen en precipitaciones tanto en ciudades como bosques, siendo un agua de lluvia corrosiva y que daña la vegetación y las edificaciones humanas.

El efecto invernadero es un fenómeno que origina el calentamiento global. Sucede por la excesiva acumulación de gases como el CO2, emitido por el uso de combustibles, y en menor medida los CFCs, clorofluorocarbonos (sprays, aerosoles y refrigerantes). La radiación solar entra a la atmósfera y "rebota" en la superficie. Sin embargo no sale por completo del planeta ya que estos gases "atrapan" la radiación que ha rebotado, impidiendo que ésta salga. Como resultado el planeta vive un aumento gradual en su temperatura promedio. Los ecosistemas, las corrientes oceánicas y los polos sufren estos cambios.

CONTAMINACIÓN DEL AGUA

Se llama lixiviación al proceso en el cual se genera un desplazamiento de desechos contaminantes por el subsuelo hasta llegar a los ríos, mares y aguas subterráneas.

Los principales contaminantes presentes en el agua son:

Microorganismos patógenos. Virus, bacterias y protozoarios capaces de transmitir enfermedades como el cólera, gastroenteritis, hepatitis, etc.

Desechos orgánicos. Todos los residuos orgánicos generados por el ganado, animales de granja, y el hombre principalmente. Las bacterias los descomponen agotando el oxígeno del agua. Los peces necesitan el oxígeno para vivir.

Químicos inorgánicos. Sales, ácidos, metales pesados como el plomo, mercurio, cadmio, arsénico, etc. Son tóxicos para los seres vivos, corroen materiales y afectan el rendimiento de los cultivos agrícolas.

Químicos orgánicos. petróleo, gasolina, detergentes, plásticos, disolventes, plaguicidas, etc. Permanecen largos periodos en el agua al tener moléculas complejas y ser difícil su biodegradación. Daños múltiples a todo tipo de seres vivos.

Materiales suspendidos, sedimentos. Provocan una turbidez en el agua. En parte es la basura que generamos y en otra parte son partículas arrancadas del suelo.

Contaminación térmica. Las industrias y las centrales de energía liberan agua muy caliente que provoca un desequilibrio en la vida de los seres que habitan el ecosistema acuático local, debido a una disminución en la disolución de oxígeno.

El agua puede ser tratada de distintas maneras. Una filtración por mallas puede eliminar toda la materia suspendida, sedimentos y la basura que contenga. El paso del agua por medios o capas de carbón activado elimina olores, sabores, materia orgánica y algunos solventes orgánicos. Se usan los medios de intercambio iónico para eliminar del agua los metales y muchos contaminantes inorgánicos.

Líquidos y Gases

El modelo cinético molecular se basa en que los átomos y moléculas en movimiento chocan sin perder su energía cinética, lo cual constituye un choque elástico. En base a este principio y a la idea de que las partículas están en movimiento, podemos describir a los líquidos y a los sólidos de la siguiente manera:

Características de los líquidos

Las fuerzas que los mantienen unidos son llamadas fuerzas intermoleculares. Se dividen en:

• Fuerzas ion-dipolo: Se presentan entre iones y moléculas, pero sólo moléculas polares, de manera que el polo positivo de la molécula sea atraído por un anión, y que el polo negativo de la molécula atraiga un catión.
• Fuerzas dipolo-dipolo: Se presentan entre dos moléculas polares, de manera que el lado positivo de la molécula se une al lado negativo de otra molécula igual (o incluso diferente).
• Fuerzas de London: Son muy débiles, se presentan entre moléculas no polares. Al no ser polares las moléculas la única explicación de que se sientan atraídas es que momentáneamente los electrones se ubiquen en un extremo de la molécula dándole una polaridad provisional y fugaz.
• Puentes de Hidrógeno: Se dan entre el Hidrógeno con cualquier elemento muy electronegativo, como el O, N, F.

La presión de vapor de un líquido indica la capacidad de que ese líquido se convierta en vapor a una misma temperatura. Si la presión de vapor de un líquido iguala a la presión de la atmósfera, el líquido comenzará a hervir o ebullir. Cada líquido tiene su presión de vapor propia, a una misma temperatura; si comparamos dos presiones de vapor de dos líquidos, la mayor corresponde al líquido más volátil.

Si dejamos caer sobre una mesa una gota de agua y otra de acetona, se evaporará primero la acetona, antes que el agua. Esto obedece que para esa temperatura ambiente, la presión de vapor de la acetona es mayor que la del agua.

El punto de ebullición es una propiedad muy relacionada con la presión de vapor. Indica la temperatura a la que un líquido ebullirá o hervirá, considerando que la presión permanece constante. Para el ejemplo de la acetona y el agua, el líquido que tenga el punto de ebullición menor será el más volátil.

La tensión superficial es la propiedad de un líquido de crear una capa en su superficie, resistente a romperse hasta cierto peso, propiciado porque las moléculas se atraen en el plano horizontal, en todo el borde de la superficie del líquido. Esta atracción es mayor a la de las moléculas que están en el interior del líquido.

La capilaridad es la propiedad que hace que un líquido ascienda por un conducto de diámetro pequeño. Tiene relación con la tensión superficial.

Con el ejemplo del menisco podemos describir las fuerzas de cohesión, que son mayores en un tubo de ensayo con mercurio que en un tubo con agua. En cambio en ese mismo ejemplo vemos que en el agua son mayores las fuerzas de adhesión que en el mercurio. Esto lo notamos por la forma del menisco de cada uno en el tubo de ensayo.

Características de los sólidos

Los sólidos amorfos son aquellos en los cuales sus moléculas no presentan ningún tipo lógico de ordenamiento.

Los sólidos cristalinos presentan una estructura cristalina de sus moléculas, ordenada y bien definida; generalmente formada por un patrón llamado celda unitaria, que es el más pequeño patrón identificable que se puede repetir en toda la estructura del sólido.

Los sólidos moleculares son aquellos que se unen con fuerzas intermoleculares, parecidas a las de los líquidos, en donde no se tiene mucha fuerza entre sus enlaces. Son blandos y sus puntos de fusión son bajos. Ejemplos de ellos son el hielo seco, el fósforo y el agua congelada.

Los sólidos covalentes son más duros por sus uniones covalentes. Sus puntos de fusión son elevados. Ejemplo de ellos son el diamante.

Los sólidos iónicos se crean a partir de las uniones de cationes y aniones, por lo que su estructura es cristalina y dependerá de las cargas de los iones y de sus radios. Siguen siendo fuertes.

Los sólidos metálicos son aquellos de los metales puros, cada arista, esquina, punto de la estructura es un átomo del metal. Los electrones se distribuyen en todo el sólido y esto los hace excelentes conductores del calor y la electricidad.