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8/14/2019 U4.Compuestos Quimicos 1.PDF

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Introduccin a la Qumica Profesora RUTH JOSIOWICurso de Ingreso y nivelacin Profesora MNICA ARBI

Unidad N 4Los compuestos Qumicos (I) 2

LOS RECURSOS NO RENOVABLES

MineralesMetalurgia Aleaciones de hierro: aceros

Recursos menguantes de la Tierra

COMBUSTIBLES Y COMBUSTIONES

CONTAMINACIN AMBIENTAL

LAS FAMILIAS DE LOS COMPUESTOS QUMICOS

LOS XIDOS

CIDOS Y BASESLluvia cida

Los cidos cidos FundamentalesLas bases

Para qu sirven los hidrxidos? Indicadores de acidez Cun cidos o bsicos son? Concepto de pHSALES

Nociones Fundamentales

ACTIVIDADES FINALES


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LOS RECURSOS NO RENOVABLESLos recursos son los materiales que podemos extraer del medio natural para s

nuestras necesidades. Cuando no pueden reponerse decimos que sonno renovables.Una de las fuentes de materiales ms importantes con que contamos, es inorgnicade la corteza slida de nuestro planeta: lalitsferaque contiene principalmente

rocas y metales.

MineralesLas rocas estn formadas por uno o ms minerales.Llamamosminerala un slido natural, inorgnico, que se encuentra enestado cristalino

y posee una composicin qumica determinada. As, por ejemplo, el cuarzo es esilicio, en l hay dos tipos de tomos: silicio y oxgeno.Elestado cristalino es la disposicin ordenada y regular de los tomos y molcuna sustancia mineral en las tres direcciones del espacio. Este ordenamiento inrefleja en unsistema cristalino Ejemplos: berilio, diamante.

Los slidos naturales, inorgnicos, que no presentan ordenamiento tridimensional se denominanmineraloidesEjemplos: palo, vidrio.

En los minerales los

tomos estn

ordenados

Los tomos de losmineraloides noestn ordenados

Existen cientos de minerales distintos. Ms de dos mil. Algunos muy abundan

muy raros. Para poder reconocerlos es necesario conocer sus propiedades fsicas, prque permiten distinguirlos y diferenciarlos unos de otros.


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Metalurgia

El progreso de la humanidad a lo largo del tiempo se suele describir en trmimateriales que se usaban para fabricar herramientas. Hablamos de la Edad de Pie

Edad de Bronce y de la Edad de Hierro. Los pueblos de la antigedad conocan el oporque es frecuente encontrarlos en estado libre en la naturaleza, pero estos metdemasiado suaves para ser utilizados como herramientas. La elaboracin de las misposible hasta que los artesanos aprendieron a obtener ciertos metales por fundiciminerales que los contienen.

Los avances tecnolgicos han influido sobre el mundo moderno aumentando de este recurso, ya que los metales entran en la composicin de miles de apinstrumentos que empleamos normalmente y la electricidad llega a nuestros hogarde ellos.La industria que se encarga de extraer metales a partir de sus mineralesmetalurgia. Y la metalurgia del hierro recibe el nombre desiderurgia

Aleaciones de hierro: acerosMuchas veces, el metal que se obtiene no resulta un material til desde el

vista industrial: el hierro, por ejemplo, tiene pocas aplicaciones industriales compuro. Sin embargo, la aleacin de hierro con pequeas cantidades de carbono (me% m/m) originaacero, que s presenta mltiples usos ya que de esta forma aumenresistencia mecnica.

Los aceros de bajo carbono tienen aptitud para deformarse, cortar, soldar y mlos de medio carbono poseen mayor resistencia, y ductilidad y los de alto carbon

alta resistencia pero son frgiles y difciles de soldar.

Laconcentraci n, que se basa en separar el mineral rico en el metque se conoce como mena, del resto de minerales y rocas quacompaan en la mina como impurezas, conocido como ga

Elrefinado , que es el conjunto de procesos por el que la mena, separada de la ganga, es tratada para obtener el metal puro o c

puro.

l a m e

t a l u r g

i a

c o n s

i s t e e n


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Llamamos temple al tratamiento que se le hace al acero para lograr un mayor enduConsiste en calentarlo al rojo vivo (aproximadamente 800 C) y despus enfriarlo s

por inmersin en un lquido.

Recursos menguantes de la Tierra Enfrentamos la escasez creciente de metales y minerales. Por ejemplo, los dep

cobre en Amrica durante la conquista europea eran casi puros, ahora las mextraccin contienen menos del 0,5% de cobre. Quedan pocos depsitos de alta cualquier metal de fcil acceso; esto trae como problema adicional que el gasto de se debe realizar para concentrar el metal es mucho mayor.

Podemos evitar esta situacin? Cmo conservar nuestros recursos?Las cuatro erres de la conservacin y administracin de recursos son rec

reemplazar, reutilizar y reciclar.Como estrategia global, deberamosrecapacitar continuamente acerca de nuestros

hbitos personales y sociales, y las prcticas que implican el uso de recursos.Reemplazar significa encontrar materiales sustitutos con propiedades similar

preferencia, derivados de recursos renovables.Algunos objetos manufacturados pueden restaurarse o repararse parareutilizarlos .Reciclar significa recoger y reunir ciertos objetos para reprocesarlos haciendo p

que los recursos que contienen puedan usarse nuevamente.

Actividad 1:

Hac una lista de cinco cosas que hayas usado o consumidodesde ayer. Para cada una de ellas respond:a- Qu recursos se emplearon en su manufactura?b- De qu manera te deshiciste (o te deshars) de los

materiales indeseables que implica su uso?c- Cul sera el modo en que contribuyas a la conservacin

del medio ambiente?d- Clasific cada recurso como renovable o no renovable.


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COMBUSTIBLES Y COMBUSTIONES

Los combustibles son sustancias que pueden quemarse fcilmente y liberan emayor parte de los combustibles contiene carbono e hidrgeno que, al reaccion

oxgeno del aire, forman dixido de carbono y agua.A esta reaccin se la conoce como combustin y puede representarse:

En forma esquemtica:

Combustible + Oxgeno dixido de carbono + agua + energa (calor y Reactivos Productos

Parte de la energa almacenada en los reactivos es liberada en forma de capuede usar para calefaccionar nuestras casas, iluminar espacios oscuros, cocinar,automviles, etc.

El material se inflama, hace brasa y llama (a latemperatura de ignicin) y empieza a

desprender sustancias gaseosas y en algunos casos deja un residuo de cenizas.aumenta la temperatura del medio en el que se esta produciendo la reaccin.

En las combustiones cotidianas se utilizan combustibles fsiles o comminerales que son mezclas de compuestos orgnicos que se extraen del subsuelo, sde acuerdo a su estado de agregacin en slidas, lquidas y gaseosas.

Pero, tambin se encuentran los combustibles nucleares y los renovables quetendiendo a usar en mayor escala en los ltimos aos.

Combustibles Slidos Lquidos Gaseosos

Antracita Petrleo Gas naturalLignito Nafta AcetilenoTurba Kerosene Gas licuadoLea Gas oilCoque Alcohol


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El uso masivo de las combustiones como forma de produccin de enaumentando gradualmente la cantidad de sustancias vertidas al agua, a la tierrsupuesto, a la atmsfera. Los niveles de monxido y dixido de carbono crecitransformarse en contaminantes.

Un contaminante es una sustancia habitualmente presente en un sistema, osu composicin, que se encuentra en concentraciones anormalmente altas que dque los procesos naturales de depuracin no la pueden controlar.

Tambin influye el uso de ciertas sustancias en la fabricacin de aerosoplaguicidas, los fertilizantes, etc.

Durante los ltimos 200 aos, el hombre ha accionado sobre el ambiente sin rsobre las consecuencias, por no conocer en profundidad la naturaleza de los ca

provocaba y por ignorar la influencia de estos sobre los equilibrios naturales. Sltimos treinta aos la humanidad ha empezado a tomar conciencia del impacto amesta situacin ha ido produciendo, son ejemplos:

El estado de ros, mares y ocanos por la contaminacin en las aguas.La disminucin en la concentracin del ozono atmosfrico.El incremento del efecto invernadero. Cambio Climtico.La deforestacin consecuencia de la tala y de la lluvia cida.La formacin del smog atmosfrico que agobia muchas ciudades.El deterioro de los suelos por exceso de fertilizantes y plaguicidas.La dificultad de eliminacin de residuos domiciliarios.El agotamiento de recursos naturales.La utilizacin de energas contaminantes.

Todos estos efectos estn vinculados, y hacen a la complejidad del problema.Cuanto ms se aprende y comprende sobre estos temas mejores decisiones s

tomar en la faz personal y social teniendo en cuenta las distintas alternativas posibl

LAS FAMILIAS DE LOS COMPUESTOS QUMICOS

En biologa se recurre al concepto de familia para establecer un grupo de paes decir, gneros y especies relacionadas de organismos con caractersticas estrucomunes. Por ejemplo un botnico incluir al rosal, al ciruelo, al almendro, etc., enlas rosceas.

En qumica ocurre algo parecido, los miles de compuestos qumicos conocagruparse segn sus rasgos estructurales, composicin y propiedades comunesfamilia -funcin qumica- habr compuestos destacados ya sea por ser tiles a los vivos y al ambiente o por ser nocivos o perjudiciales.


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LOS XIDOSSi se analiza la tierra en su totalidad (atmsfera, hidrsfera, litsfera y bisfe

encuentra que el elemento ms abundante es el oxgeno, que tiene la propiedad de con la mayora de los otros elementos formando innumerables sustancias coinorgnicas y orgnicas. Dentro de las inorgnicas, las que poseen solamente oxelemento qumico se denominan xidos (compuestos binarios).

Los xidos pueden ser compuestos inicos o covalentes dependiendo de la pocupa en la tabla peridica el elemento con el que se combina el oxgeno.

Son xidos las siguientes sustancias compuestas:

H2O aguaCO2 dixido de carbonoCO monxido de carbonoSiO2 dixido de silicioNa2O xido de sodioMgO xido de magnesioFe2O3 xido frrico u xido de Hierro (lll)

Como vimos algunos xidos se encuentran presentes en la naturaleza, comminerales, agua, etc. Otros, como el xido de calcio o el dixido de carbono producidos, por ejemplo a travs de reacciones qumicas como ladescomposicin yla combinacin.

xidos cidos se forman a partir de no metales

xidos bsicos se forman a partir de metales

XIDOS

Actividad 4:Segn el criterio previamente tratado clasificar en cidos

o bsicos los xidos anteriores


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CIDOS Y BASESLluvia cida

En las combustiones explicadas ms arriba de gas natural, carbn y petrleo tambin, gases txicos con dixido de azufre (SO2), monxido de nitrgeno (NO), y dixde nitrgeno (NO2).

Al reaccionar con el oxgeno y el agua de la atmsfera, se convierten en cidsulfrico y el ntrico. La presencia de estos cidos en la atmsfera produce la acide la lluvia olluvia cida que, por efecto de los vientos, suele afectar zonas alejadas dfuentes de contaminacin.

Los efectos que se producen son acidificacin de suelos y aguas, altervegetacin y la vida en lagos y lagunas. En las ciudades se originan daos sobremonumentos de metal, cemento y mrmol.

Existen sustancias compuestas (binarias y ternarias) que al disolverse en agua ppropiedades muy especiales y producen efectos contrapuestos. stas son los cibases o lcalis

Mucha gente piensa que, son sustancias peligrosas Y, efectivamente algunvimos recin con la lluvia cida, o el cido sulfrico de las bateras de los cocorrosivos: atacan los metales y pueden lastimar nuestra piel, la soda custica se utdestapacaeras, es muy corrosiva y puede causar quemaduras serias a los ojos y la

Sin embargo, no todos los cidos y bases son peligrosos. El cido carbnibebidas gaseosas, el cido ctrico, en el jugo de limn, el actico en el vincomestibles. El hidrxido de aluminio y el de magnesio se usan como anticidos pmolestias estomacales.

Los cidosSon sustancias que se encuentran en:

el limn,

el vinagre,el jugo gstrico,la picadura que producen las hormigas,la batera de los automviles.

Algunas propiedades de los cidos son:Poseen cierto sabor agrio o cido caracterstico.Carcomen metales como el hierro.Corroen el mrmol.Son buenos conductores de la electricidad en solucin acuosa.Pueden producir heridas en la piel.Generan cambios de color especficos con ciertas sustancias llamadas indicado


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Ejemplos de cidos son:cido clorhdrico HClcido Ntrico HNO3cido Sulfrico H2SO4cido Frmico HCOOH

Podemos observar en las frmulas que los cidos contieneH unido a un no metal o aun grupo no metlico. El carcter cido est vinculado con la presencia deese Hen lamolcula.

cidos FundamentalesLos cidos ms importantes para la industria qumica son el sulfrico, el n

clorhdrico.El cido sulfrico tiene mltiples usos. Se emplea, por ejemplo, en la fabri

fertilizantes, polmeros, productos farmacuticos, pinturas, tintas de lana y seda, ex

colorantes sintticos, seda artificial, detergentes, papel, en la refinacin del pplsticos metacrlicos y en la metalurgia. El cido ntrico se utiliza para la industria de los explosivos, entre ellos la nitr

y el trinitrotolueno (TNT), celuloide, reactivo en fotografa. Se usa tambin en la de fertilizantes qumicos, como el nitrato de amonio. Puesto que es un cido excfuerte, es adems utilizado de manera extensa en la industria de limpieza y grametal, galvanizado, refinamiento, fotograbado y en la fabricacin de joyas. Sasimismo como agente oxidante en algunos cohetes de combustible lquido.

El cido clorhdrico se emplea sobre todo en la industria del petrleo, en la pde metales y en la industria textil. En la ferretera se expende con la denominacacidomuriticopara la limpieza de sanitarios y caeras. Tambin se encuentra en estomago formando parte del jugo gstrico.

Actividad 5:Clasific los cidos formulados anteriormente en hidrcidos y

oxocidos

HIDRCIDOS se obtienen por la combinacin de un no metal con hidrg

OXOCIDOS se obtienen por la combinacin de un xido cido con el a

C I D

O S


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Las basesExisten otras sustancias que al formar soluciones acuosas anulan el efecto

cidas, se llaman bases o lcalis.Se encuentran en:

jabn para manos,productos para limpiar el horno,ciertos lquidos limpiadores,algunos anticidos.

Algunas propiedades de las bases son:Poseen cierto sabor amargo caracterstico.Resultan resbalosas al tacto.Descomponen las grasas.Son buenas conductoras de la electricidad en solucin acuosa.Generan cambios de color especficos en los indicadores.

Algunos ejemplos son:Hidrxido de sodio Na(OH)Hidrxido de calcio Ca(OH)2 Hidrxido de aluminio Al(OH)3

Las bases son sustancias que poseen grupos hidrxidos (OH) unidos a un

obtienen en general por reaccin entre los xidos bsicos y el agua.Las bases inorgnicas reciben tambin el nombre de hidrxidos.

Para qu sirven los hidrxidos?La leche de magnesia es una solucin acuosa de hidrxido de magnesio,2,

utilizada desde la antigedad como un medicamento laxante suave para la coocasional y como antisptico.

El hidrxido de sodio es uno de los reactivos de laboratorio ms comnmeTambin se emplea en la sntesis de colorantes como anilina, en la fabricacin de jala industria farmacutica.

Otra base de gran importancia es el hidrxido de calcio Ca(OH)2 llamada comnmentecal apagada. Es un polvo blanco, custico y poco soluble en agua, con la cual forde cal. Es muy utilizada en la industria del azcar, carbono y bujas.

Tambin se emplea por su poder desinfectante en los establos y granjas, para ela presencia de parsitos en los rboles frutales y para blanquear muros y paredes.

El hidrxido de potasio K(OH) se usa como reactivo de laboratorio, en la fab

jabones, en la preparacin de permanganato de potasio y en la industria farmacuti


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Indicadores de acidezLa manera ms fcil de probar si una sustancia es cida o bsica es utiliz

indicador. Un indicador es una sustancia que adquiere un color diferente segpresencia de un cido o de una base. Por ejemplo, el papel tornasol es noramarillento, pero si se lo pone en contacto con un cido, el color cambia a rojo. Ede una base, cambia a azul.

Cun cidos o bsicos son? Concepto de pHExisten distintos grados de acidez o basicidad: entre las sustancias cidas, un

ms que otras, e igual sucede con las bsicas. Algunos indicadores pueden presentacolor, segn los diferentes grados de basicidad o acidez. sta es una manera cualmedir esta propiedad. Pero tambin se la puede medir en nmeros, utilizando una se llamapH. El pH es una medida de la acidez, y toma valores desde 0 a 14, segn sela siguiente figura:

Actividad 6:Qu color tendr el papel tornasol con: jugo de mandarina,

limpiadores con amonaco, medicamentos anticidos y bebidasaseosas


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El pH de un lquido tiene que estar entre cuatro y nueve para que no produzcperjudiciales sobre nuestra piel. Lo ideal para el cuidado de la piel es que el pH dque nos lavamos sea entre 7 y 8; en cambio, el cabello queda mejor acondicionadenjuagamos con una solucin de pH entre 4 y 5. Por eso, nuestras abuelas acosenjuagarse el cabello con una mezcla de agua y vinagre, que tiene aproximadament

El pH de un suelo depende de los minerales que contenga, y que se disuelvande riego o de lluvia. Algunos suelos son cidos (pH entre 5 y 6) y en ellos crecazaleas, los robles, las frutillas y las batatas.

Otros suelos son prcticamente neutros (pH=7) y, en ellos prosperan los manpensamientos, los zapallos y el arroz. Finalmente, hay plantas, como los esprepollos, los claveles, las cebollas, y el apio, que prefieren los suelos bsicos (pH=8

SALESNociones Fundamentales:

Cuando un cido reacciona con una base, ocurre una reaccin deneutralizacin. Porejemplo: el hidrxido de aluminio Al(OH)3 se usa como anticido, en el tratamiento degastritis y lceras producidas por exceso de secrecin de jugo gstrico. Su accin raneutralizacin del cido clorhdrico HCl presente en el jugo gstrico, evitando lade las zonas irritadas a una solucin excesivamente cida.

El producto de esta reaccin es agua y una sal.Las sales son sustancias que se encuentran, por ejemplo, en:

el agua potable, mineral o mineralizada, productos leudantes para repostera, la sal comn o en las sales para dietas, los mrmoles o calizas, cermicas, granitos y otros materiales de construccin

Algunas propiedades de las sales: Poseen sabor caracterstico, salado o ligeramente amargo. Son slidas y cristalinas. Presentan colores variados. Son buenas conductoras de la electricidad en solucin acuosa o fundidas

Sal es una sustancia formada por un metal unido a un no metal o a un grupo nometlico (formado por oxigeno y un no metal).

Algunos ejemplos son:Cloruro de sodio NaClNitrato de sodio NaNO3


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Carbonato de calcio CaCO3 Fluoruro de potasio KFSulfato cprico CuSO4

ACTIVIDADES FINALES

1- En qu se diferencia la estructura del vidrio de la estructura de los silicatos cris

2- a-Cules son los principales usos del cobre?b-Qu es el acero?c-Por qu es importante el reciclado de metales?

3- Completar el cuadro con informacin sobre los combustibles fsiles ms import

Combustible Aspecto Composicin Cmo se formGas natural(metano)

Gasincoloro

Petrleo crudo Mezcla dehidrocarburos

Carbn Descomposicin de restosde plantas

4- a- Por qu es conveniente apantallar mientras se enciende el fuego en una parril

b- Qu materiales cotidianos no son recomendables para tirar al fuego?5- Mencionar tres fuentes de energa alternativa. Explicar cmo funcionan y cul

ventajas de su utilizacin en lugar de los combustibles fsiles Cmo utilizaranestas fuentes de energa en un campamento?

6- Relacion las sustancias de la primera columna, con las afirmaciones de las segua CO2 __ Presente en el jugo gstricob H2O2 __ Presente en las cremas dentalesc NaF __ Usado para gasificar el aguad CaO __ Empleado como desinfectantee HCl __ Usado como material de construccin

.

Actividad7:De las sales enumeradas anteriormente, indicar en cules el metalest unido a un no metal y en cules est unido a un grupo no metlico


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7- Para los siguientes compuestos qumicos, indica:a) Cuntos y cules elementos contiene?b) Cuntos tomos de cada tipo se indican en su frmula?

-El dixido de cloro(Cl2O)se usa para blanquear harina.

- El trisulfuro de tetrafsforo(S3P4) se emplea en los fsforos que se enciendfrotndolos en cualquier superficie. -La fosfina gaseosa(PH3) se utiliza como fumigante para proteger los graalmacenados y otros productos duraderos contra las plagas.

8-a) La lluvia cida se produce al disolverse un gran nmero de gases en el agua de

de los siguientes gases la componen?dixido de carbono nitrgeno monxido de carbono dixido de azufre

b) De los gases mencionados:A- Cul de ellos se produce en la combustin incomplcompuestos orgnicos?B- Cul es uno de los mayores contribuyentes al efinvernadero?C- Cul es un componente del aire puro?

9- Cuntos tomos de hidrgeno y de oxgeno hay en las siguientes frmulas?:a) H2SO4 b) Ca(OH)2 c) Na2SO4

10- Describ el efecto sobre el tornasol de una solucin que ha sido neutralizada.11- Para cada uno de los valores de pH siguientes valores indic si representa un

cida, bsica o neutra.a- 4, b-7, c- 3,5, d-9

12- Indic qu tipo de reaccin qumica ocurre en cada uno de estos procedimientoa) Mezcla de bicarbonato de sodio (base) con vinagre (cido).b) Agregado de cal (base) antes de plantar ciertas especies.c) Quemado de carbn para preparar un asado.

Bibliografa:

Rosana Aristegui y otros (1997). Ciencias Naturales 8. Buenos Aires: SantillanaLaura Vidarte (1997). Qumica Para descubrir un mundo diferente. Buenos Aires: PSilvia Cerdeira y otros (2006). Ciencias Naturales y Tecnologa 8 y 9. C.A.B.A.: AMnica P. Alegra y otros (2007). Qumica. C.A.B.A: Santillana Perspectivas.

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