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Aplicación de los compuestos químicos más abundantes para el desarrollo sostenible Hoy en día existe una gran variedad de compuestos químicos, así como elementos que son bien aprovechados por el hombre, pero también hay otros que no, es decir la química por si sola no es mala pero el ser humano es el que manipula esta ciencia. La química inorgánica se caracteriza por estudiar todas las sustancias químicas que existen en la naturaleza y que su centro no es el átomo de carbono, es decir de las sales minerales. Su uso es más reducido que el de los compuestos orgánicos, pero son utilizados en la agricultura, en la síntesis de urea, para la conformación de blindajes es decir metales. Algunos usos son por ejemplo: Los ácidos son utilizados para los acumuladores es decir baterías, otros como solventes por su alto poder corrosivo. Las sales forman parte de la dieta alimenticia puesto que de ellas se extraen iones de sodio, calcio, potasio, bromo, cloro entre otros. Los metales en las diferentes aleaciones, para la construcción de aviones, automóviles, utensilios de cocina u hospital y varios de ellos son utilizados de forma natural y son considerados minerales preciosos como el oro, la plata, platino entre otros. Compuesto químicos que dañan el medio ambiente.
Los agentes químicos representan el grupo de contaminantes más importante debido a su gran número y la omnipresencia en todos los campos laborales y en el medio ambiente. Como agentes (o contaminantes) químicos se puede entender toda sustancia orgánica e inorgánica, natural o sintética que tiene probabilidades de lesionar la salud de las personas en alguna forma. Los contaminantes químicos se pueden diferenciar según el siguiente esquema:
Otros sustancias y compuestos inorgánicas como:
Compuestos orgánicos Hidrocarburos como:
Otros grupos de compuestos orgánicos como por ejemplo: Alcoholes(metilico,propilicoetcétera) aldehidos(formaldehído) Glicoles Cetonas Esteres Eteres Acidos orgánicos Efectos tóxicos Como tóxico se entiende cualquier sustancia que, introducida en el cuerpo en una cierta cantidad, ocasiona la muerte o graves trastornos. Los efectos tóxicos pueden variar entre reacciones alérgicas más o menos leves y la muerte, con todo tipo de enfermedad o daño temporal o permanente en el entremedio. Son muy escasos los casos de que una contaminación ambiental causa una intoxicación tan grave que se produce la muerte instantánea o en poco tiempo (aunque se conocen casos extremos de este tipo). Más común es que contaminaciones del agua o del suelo producen algún tipo de enfermedad (incluyendo cáncer) o reacciones alérgicas. Existen numerosos sustancias que, en pequeña dosis, son necesarios o beneficiosos para el cuerpo / la salud y que ingeridas en dosis superior a un cierto limite pueden dañar al organismo. La ciencia que estudia las propiedades venenosas (o tóxicas) de las sustancias y sus efectos en seres vivos es la toxicología. La meta principal de la toxicología es la definición del limite (o sea, de la concentración) en que una sustancia comienza a tener efectos nocivos. La vía de entrada al organismo, Depende de las características de la sustancia existen tres posibilidades como contaminantes / tóxicos pueden ingresar al cuerpo por contacto epidérmico, inhalación o ingestión. Transformación y eliminación de tóxicos La absorción de sustancias tóxicas en el cuerpo produce una serie de reacciones que pueden modificar y / o eliminar la sustancia. El tóxico modificado se llama "metabolito". Puede ocurrir que al transformarse las características nocivas de la sustancia aumentan, o sea el metabolito es más peligroso que la sustancia original. Ejemplos para algunas sustancias Metales pesadas y semimetales Talio, Bario, Cadmio, Plomo, Mercurio, Cromo, Cinc, Níquel, Cobre, Arsénico (entre otros). Las fuentes de estas sustancias pueden ser naturales o artificiales. Yacimientos de minerales (o anomalías geoquimicas como zonas de alteración hidrotermal) pueden mostrar contenidos elevados de metales pesadas y otros oligoelementos en el suelo y el agua. Por procesos naturales (meteorizacion) los elementos químicos nocivos pueden ser liberados al suelo y al agua - alcanzando a veces valores que sobrepasan todas las normas permisibles. Aparte de esto, los metales pesadas tienen gran distribución y un amplio espectro de aplicaciones en industria y técnica. Los relaves que produce la minería contienen muchas veces (o sea, siempre) metales pesadas como plomo o mercurio. Plomo Aproximadamente el 50 % del plomo se usan en forma pura o las aleaciones Para soldadura (50 - 80 % Pb), Tipo de imprenta (60 - 90 % Pb), bronce (hasta 15 a 20 % de Pb). La otra mitad se usa en numeroso compuestos químicos como por ejemplo el Plomo tetraetilo C2H5Pb en el combustible plomado. Los mejores consumidores del plomo son la industria de baterías (con un gran porcentaje de reciclaje de baterías), la industria de petróleo (componente del combustible) y otros como industria de cables, pinturas entre otros. Mercurio Mercurio aparece en la naturaleza en forma elemental (liquido) y compuesto con otros elementos químicos (ejemplo: HgS - Cinabrio). En la minería artesanal de oro se utiliza el mercurio elemental para la amalgamizacion de oro. El oro se obtiene por la quema del amalgamo (vaporización del mercurio) El mercurio liberado al medio ambiente forma con otros elementos químicos compuestos que son más problemáticos que el mercurio puro. En particular se trata del mercurio metilizado, un compuesto orgánico [(CH3)2Hg]. Este compuesto es fácil soluble y de gran toxicidad. La actividad de microorganismos (bacterias, algas, hongos) transforma el mercurio a mercurio metilizado que se acumula con gran facilidad en organismos vivos. Ejemplos para efectos cancerígenos y no cancerígenos de algunas sustancias
Actividades Presenciales F 30. Sulfuro de hierro (II) 31. Ácido nítrico 32. Ácido carbónico 34. Ácido fosfórico 37. Ácido sulfúrico 39. Hidruro de magnesio 41. Hidróxido de calcio 42. Hidróxido de hierro (III) 44. Hidróxido de aluminio 45. Bromuro de cobalto (II) 46. Hidróxido de potasio 47. Sulfato de calcio 50. Carbonato sódico ormula las siguientes sustancias: 1. Óxido de bario 2. Óxido de sodio 3. Anhídrido sulfuroso 6. Óxido de níquel (III) 7. Óxido de cloro (VII) 8. Óxido nitroso 11. Cloruro de cobalto (III) 12. Hidruro de plata 13. Ácido bromhídrico 14. Ácido sulfhídrico 15. Amoniaco 18. Hidruro de calcio 19. Peróxido de sodio Mencione cual de los elementos anteriores son nocivos al medio ambiente P 27. Li2O 28. FeS 29. HNO3 30. H2CO3 31. HClO4 32. H3PO4 35. H2S 36. MgH2 37. H2SiO3 38. Ca(OH)2 39. Fe(OH)3 40. HNO2 41. Al(OH)3 42. KOH 43. CaSO4 44. Al2(SiO3)3 45. CoCl2 46. LiNO2 47. Na2CO3 48. Ca3(PO4)2 49. KHCO3 50. ZnCl2 51. Na2CO3 53. NaOH on nombre a los siguientes compuestos: 1. BaO 2. Na2O 3. SO2 4. CaO 5. Ag2O 6. NiO 7. Cl2O7 8. P2O5 9. LiH 10. CaO 11. AgH 12. HBr 13. H2S 14. NH3 15. HCl 16. BaO 17. CaH2 19. PH3 21. PbI2 22. KBr D  etermine el estado de oxidación con el que reacciona cada elemento químico en la fórmula presentada. Y señale cuales son nocivos al medio ambiente.
Competencias
Contenidos
Compuestos Orgánicos Los compuestos orgánicos están ampliamente distribuidos en la naturaleza los encontramos en la escuela, en la casa, en el parque etc. Pero ¿Cuáles son las características más notorias?: en su mayoría no se disuelven con el agua, son de origen animal y vegetal, son derivados del petróleo y desde otros puntos de vista están compuesto por carbono como principal elemento, en su mayoría son utilizados como fuente de energía. Ahora mencionemos algunos compuestos orgánicos: madera, petróleo, pan, maíz, leche, mantequilla, aceite de pescado esto desde el punto de vista natural, pero hay otros que se derivan de estos o simplemente son elaborados por el hombre ejemplo llanta de los carros, gas licuado, las pinturas y algunos tipos de telas, medicamentos, los plásticos etc. Características de los compuestos Orgánicos
Productos Naturales y sintéticos Los productos naturales son compuestos formados esencialmente por carbono, obtenidos de fuentes naturales (flora, fauna, tierra, etc.) y que generalmente poseen muy diversas e interesantes propiedades. Tambien hay minerales que se forman en la tierra. Algunas de las aplicaciones más relevantes de los productos naturales orgánicos son su utilización como: a.- Petróleo: (Petra=piedra; Óleo=aceite) es un líquido natural formado por mezcla de hidrocarburos, que son transformados en la industria petroquímica mediante destilación fraccionada y crackeo para dar gasolinas, gas natural, etc. b.- Jabón: es la sal sódica de un ácido graso. Tiene una parte hidrofílica (se disuelve en agua) y otra lipofílica (disuelve la suciedad en grasa). c.- Azúcares: son polihidroxialdehidos o polihidroxicetonas naturales con diferentes funciones: estructura, almacenamiento de energía, componentes de los ácidos nucleicos, etc.. Se forman por fotosíntesis en la plantas y se clasifican en monosacáridos (glucosa), disacáridos (sacarosa) y polisacáridos (celulosa, almidón, etc.). d.- Edulcorantes: son sustancias naturales o sintéticas que confieren un sabor dulce a los alimentos. Podemos encontrar edulcorantes naturales como: la sacarosa (caña y remolacha), fructosa (azúcar más sencillo y dulce, miel), lactosa y galactosa (azúcares de la leche, menos dulces), y sintéticos como: la sacarina (300 veces más dulce que la sacarosa), aspartamo (160 veces más dulce), etc. e.- Agroquímicos: pesticidas, reguladores del crecimiento de plantas, etc. f.- Feromonas: modificadores del comportamiento de animales. g.- Fármacos: Producto que se administra con fines curativos. Aunque son muchos los productos de fuente natural que se utilizan como medicamentos, la síntesis de fármacos está muy desarrollada y proporciona una gran cantidad de sustancias que son usadas como tal. Por ejemplo: sedantes, anti-inflamatorios, diuréticos, antivirales, hepatoprotectores, etc... Los compuestos minerales inorgánicos son en su mayoria sales minerales, de donde se extraen los elementos preciosos como el oro, plata, calcio entre otros. El uso de los productos naturales, va desde la cosmética hasta la medicina, siendo esta última un tema de considerablemente extenso, el uso de las plantas se remonta a épocas muy antiguas, tales "remedios populares:" variaron, como es lógico, de acuerdo con las especies existentes en una determinada región y pueden ser estudiadas hoy en las sociedades más o menos primitivas que todavía existen. Un material sintético es aquel producto de la "síntesis química", que consiste en el proceso de obtención de compuestos químicos partiendo de sustancias más simples. Por ejemplo el proceso permite obtener productos que no se encuentran en la naturaleza, como los plásticos. En el ámbito de la informática, los materiales sintéticos son fundamentales para la fabricación tanto de los componentes de una computadora (chips y demás componentes electrónicos) como de su estructura física de bajo coste. Un material sintético es un material creado por el hombre en condiciones controladas hay plásticos y metales (aleaciones) pueden ser sintetizados en laboratorio o en la industria por medio de procesos como laminaciones extrusiones o en caso de los metales fundiciones para mejorar las propiedades mecánicas químicas o físicas de los materiales ejem. ABS BOPP hay algunas aleaciones que tiene memoria y se usan para verificar que algunos medicamentos delicados no se hayan descongelado en su transportación. Ejemplo de estos son: ACRILICO: Es una de las tantas variantes del plástico. La gracia del acrílico, es que puede permanecer largo tiempo, en la intemperie, sin sufrir daño alguno. Por lo mismo, el acrílico es un material, largamente utilizado en las construcciones. Debido principalmente, a lo antes señalado, como al hecho de que es un tipo de plástico, más flexible de de lo normal. Lo que lo hace aún más fácil de trabajar. Pero en la construcción, no es el único campo donde se utiliza el acrílico. También es utilizado el acrílico en ciertos medios de transporte, como lo son las motos y las lanchas a motor. Ya que éste material, se utiliza para la fabricación de los parabrisas que utilizan estos medios de transporte. Asimismo, el acrílico es ocupado en la protección de equipos eléctricos. Diferencias entre compuestos orgánicos e inorgánicos. Los compuestos orgánicos típicos se caracterizan por poseer ciertas propiedades, que se diferencian de las propiedades de las sustancias inorgánicas. Ellas son:
Aplicación de los compuestos orgánicos Dentro de los principales compuesto Alcoholes.
Importancia: Posee una gran importancia por utilizarse como materia prima para la obtención de una amplia variedad de compuestos. Éteres.
Importancia: El éter es uno de los disolventes orgánicos más importantes debido a que además de los usos ya dichos anteriormente, también se usa con frecuencia en el laboratorio como disolvente de grasas, aceites, resinas y alcaloides, entre otros compuestos. Fenol. Es usado para la fabricación de plásticos.
Importancia: La importancia de fenol se basa en el destacado papel que desempeñan en diversos procesos de síntesis orgánica. Cetona.
Actividades Presenciales Responde las siguientes preguntas
Realicemos la siguiente experiencia para diferencias lo compuestos orgánicos de los otros llamados inorgánicos. Materiales y sustancias Agua Aceite Candela Sal común Bicarbonato de sodio 4. Vaso de vidrio Candela de espelma Fósforo Marcador Procedimiento
Compara los frascos y anote los resultados ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ¿Expliqué el porqué de los resultados obtenidos? ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ En equipos de trabajo responderán las siguientes preguntas.
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ¿Dónde encuentras compuestos orgánicos? ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
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______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Actividades no presenciales ¿Cómo diferenciaría un compuesto orgánico de un inorgánico? Escriba 5 compuestos orgánicos que usted conoce y escriba a la par de el porque lo escogió, considerando las características de estos compuestos.
Los elementos de la vida Todos los seres vivos están constituidos, cualitativa y cuantitativamente por los mismos elementos químicos. De todos los elementos que se hallan en la corteza terrestre, sólo unos 25 son componentes de los seres vivos . Esto confirma la idea de que la vida se ha desarrollado sobre unos elementos concretos que poseen unas propiedades físico-químicas idóneas acordes con los procesos químicos que se desarrollan en los seres vivos. Se denominan elementos biogénicos o bioelementos a aquellos elementos químicos que forman parte de los seres vivos. Atendiendo a su abundancia (no importancia) se pueden agrupar en tres categorías: Bioelementos primarios o principales: C, H, O, N Son los elementos mayoritarios de la materia viva, constituyen el 95% de la masa total. Las propiedades físico-químicas que los hacen idóneos son las siguientes: Forman entre ellos enlaces covalentes, compartiendo electrones El carbono, nitrógeno y oxígeno, pueden compartir más de un par de electrones, formando enlaces dobles y triples, lo cual les dota de una gran versatilidad para el enlace químico Son los elementos más ligeros con capacidad de formar enlace covalente, por lo que dichos enlaces son muy estables. A causa configuración tetraédrica de los enlaces del carbono, los diferentes tipos de moléculas orgánicas tienen estructuras tridimensionales diferentes. Esta conformación espacial es responsable de la actividad biológica. Las combinaciones del carbono con otros elementos, como el oxígeno, el hidrógeno, el nitrógeno, etc., permiten la aparición de una gran variedad de grupos funcionales que dan lugar a las diferentes familias de sustancias orgánicas. Estos presentan características físicas y químicas diferentes, y dan a las moléculas orgánicas propiedades específicas, lo que aumenta las posibilidades de creación de nuevas moléculas orgánicas por reacción entre los diferentes grupos. Los enlaces entre los átomos de carbono pueden ser simples (C - C), dobles (C = C) o triples. Bioelementos secundarios S, P, Mg, Ca, Na, K, Cl Los encontramos formando parte de todos los seres vivos, y en una proporción del 4,5%.
Oligoelementos Se denominan así al conjunto de elementos químicos que están presentes en los organismos en forma vestigial, pero que son indispensables para el desarrollo armónico del organismo. Se han aislado unos 60 oligoelementos en los seres vivos, pero solamente 14 de ellos pueden considerarse comunes para casi todos, y estos son: hierro, manganeso, cobre, zinc, flúor, iodo, boro, silicio, vanadio, cromo, cobalto, selenio, molibdeno y estaño. Las funciones que desempeñan, quedan reflejadas en el siguiente cuadro:
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