pia-quimica

INDICE
ETAPA 1 2
ETAPA 2 9
ETAPA 3 11
ETAPA 4 15

Calentamiento global y cambio climático se refieren al aumento observado en los
últimos siglos de la temperatura media del sistema climático de la Tierra y sus
efectos. En este trabajo veremos el Ciclo de carbono y su función, las reacciones
químicas que se presentan en este problema y cómo afectan, también daremos a
conocer algunas propuestas de solución al dicho problema.
El calentamiento global es un problema del que todos hemos escuchado hablar en
algún momento, este se refiere un aumento gradual de temperatura de la
atmosfera, produciendo el derretimiento de los casquetes polares como principal
ejemplo. Claro está que la tierra nos está mandando avisos, informándonos que
algo está sucediendo y se necesitan hacer acciones que vayan en pro del planeta.
En este ensayo se busca informar acerca de la situación del calentamiento global,
explicando todos los procesos que este conlleva de una forma científica como
representaciones atreves de fórmulas químicas, acompañado de distintos recursos
gráficos que ayudaran a una mejor comprensión del tema.
Diagrama reprentativo del ciclo del carbono

El ciclo básico comienza cuando las plantas, a través de la fotosíntesis, hacen uso
del dióxido de carbono (CO2) presente en la atmósfera o disuelto en el agua.
Parte de este carbono pasa a formar parte de los tejidos vegetales en forma de
hidratos de carbono, grasas y proteínas; el resto es devuelto a la atmósfera o al
agua mediante la respiración. Así, el carbono pasa a los herbívoros que comen las
plantas y de ese modo utilizan, reorganizan y degradan los compuestos de
carbono. Gran parte de éste es liberado en forma de CO2 por la respiración, como
producto secundario del metabolismo, pero parte se almacena en los tejidos
animales y pasa a los carnívoros, que se alimentan de los herbívoros. En última
instancia, todos los compuestos del carbono se degradan por descomposición, y el
carbono es liberado en forma de CO2, que es utilizado de nuevo por las plantas.
Representación simbólica de las principales reacciones químicas llevadas a
cabo en el ciclo del carbono
Este ciclo desempeña un papel importante en los flujos de carbono entre los
diversos depósitos, a través de los procesos de fotosíntesis y respiración.
Mediante la fotosíntesis, las plantas absorben la energía solar y el CO2 de la
atmósfera, produciendo oxígeno e hidratos de carbono (azúcares como la
glucosa), que sirven de base para el crecimiento de las plantas. Los animales y las
plantas utilizan los carbohidratos en el proceso de respiración, usando la energía
contenida en los carbohidratos y emitiendo CO2.
Las ecuaciones químicas que rigen estos dos procesos son:
Fotosíntesis: 6CO 2 + 6H 2 + energía (luz solar) -> C 6 H 12 O 6 + 6O 2
Respiración: C 6 H 12 O 6 (materia orgánica) + 6O 2 -> 6CO 2 + 6H 2 + energía
Cualquier reacción química que tenga que ver con la industria interviene en el
calentamiento global.
REACCION DE LA COMBUSTIÓN
C 4 H 10 + + 9O 2
4CO 2 + 5H 2 O
Incremento de la concentración de CO 2 en la atmósfera
La concentración de CO 2 se ha incrementado debido a factores ambientales que
depende de nosotros, es decir, dependen de todo lo que producimos y
consumimos, desde basura que tiramos hasta la energía que gastan las enormes
fábricas, ¿Por qué?, debido a que estos producen gases, estos en su mayoría son
de CO 2 y estos aumentan a lo que es el ¨Efecto invernadero¨ y con este efecto la
capa de ozono se abre y da entrada a los rayos ultravioletas, trayendo consigo
problemas como aumento de temperatura, problemas de la piel, deshielo de los
polos, deforestación, entre otros.

Efectos del incremento del CO 2
El cambio climático es la mayor amenaza ambiental del siglo XXI, con
consecuencias económicas, sociales y ambientales de gran magnitud. Todos sin
excepción; los ciudadanos, las empresas, las economías y la naturaleza en todo el
mundo están siendo afectadas. El clima siempre ha variado, es dinámico, no
permanece estable y siempre han existido variaciones. El problema del cambio
climático es que en el último siglo el ritmo de estas variaciones se ha acelerado
mucho, y la tendencia es que esta aceleración va a ser exponencial si no se toman
medidas que lo controlen. El ritmo desbocado de esta modificación climática
tendrá como consecuencia grandes alteraciones físicas, como la elevación del
nivel del mar, enormes deterioros ambientales y serias amenazas para la
humanidad, así como extensión de enfermedades, daños por acontecimientos
climáticos violentos, pérdida de cosechas, disminución de los recursos hídricos,
entre otros problemas
Al buscar la causa de esta aceleración se encontró que existe una relación directa
entre el calentamiento global o cambio climático y el aumento de las emisiones de
gases de efecto invernadero provocado por las sociedades humanas tanto
industrializadas como en desarrollo. El nivel de emisiones de dióxido de
carbono (CO 2 ) ha aumentado un 31%; el metano (CH 4 ) se ha incrementado un
145% y el óxido nitroso (N 2 O) un 15%. Se sabe que las concentraciones de
dióxido de carbono (CO 2 ) en la atmósfera en la actualidad superan las alcanzadas
en el último medio millón de años, y probablemente en los últimos 20 millones de
años. Además, la atmósfera está recibiendo otros gases que no existían: Cloro,
flúor, carbonados y compuestos perforados.

Reacciones químicas que intervienen en el calentamiento global
La tierra tiene una atmosfera que está formada por diferentes capas. Uno de los
labores a realizar de la atmosfera es retener un porcentaje del calor que entra a la
tierra. Si no estuviese la atmosfera, los rayos solares rebotarían con la tierra y
saldrían automáticamente, y la temperatura de la tierra seria de -16°C como
mucho. La atmosfera lo que hace (entre otras cosas) es que cuando el calor
rebota en la superficie terrestre no salga totalmente al espacio y quede una parte
retenida en la tierra, dando así más temperatura.
Los gases de efecto invernadero son gases que se acumulan en la atmosfera
haciéndola más gruesa y bloqueando el paso de los rayos solares hacia el
espacio. Ósea, que quedan más rayos solares (por ende más calor) en la tierra y
eso hace que aumente la temperatura.
Estos gases que hacen eso, también rompen la capa de ozono (una de las capas
de la atmosfera) y esta es la que se encarga de filtrar los rayos UV, y si no se
filtran son altamente peligrosos y cancerígenos. Hasta pueden provocar
mutaciones de ADN.
La lluvia acida es simplemente que cuando llueve, parte de los gases que
provocan el efecto invernadero caen junto con la lluvia. De la lluvia ácida si
es SO3 (Trióxido de azufre que producen los escapes de los automóviles y las
calderas industriales más agua (humedad del aire) = H2SO4 (Ácido sulfúrico)
Los gases de efecto invernadero son el ion sulfato (SO4²-), nitratos (NO3-),
fosfatos (PO4), dióxido de carbono (CO2) (este último se presenta naturalmente
en la naturaleza pero su exceso producido por las industrias lo hace un gas de
efecto invernadero.
El principal causante es el aumento de los gases de efecto invernadero en la
atmósfera. El dióxido de carbono se produce por una reacción química
denominada Combustión destinada a generar energía mediante la quema de
combustibles en la presencia de oxígeno. Otro gas es el metano que se produce
por la descomposición de materia orgánica, especialmente basura. También se
genera en los excrementos de animales.

Propuestas
1.- La iluminación con sensor de movimiento puede reducir su consumo de
energía promedio en un 33%.
2.- Los ordenadores consumen un 70% menos de electricidad cuando las
apagamos en lugar de usar un protector de pantalla.
3.- El papel representa 70% de los desechos administrativos. Imprima y copie en
ambos lados de la hoja antes de arrojarlo al cesto de reciclado.

LLUVIA ACIDA
La lluvia ácida se forma cuando la humedad en el aire se combina con los óxidos
de nitrógeno, el dióxido de azufre y el trióxido de azufre emitidos por fábricas,
centrales eléctricas, calderas de calefacción y vehículos que queman carbón o
productos derivados del petróleo que contengan azufre. En interacción con
el agua de la lluvia, estos gases forman ácidos nítricos, ácido sulfuroso y ácido
sulfúrico. Finalmente, estas sustancias químicas caen a la tierra acompañando a
las precipitaciones, constituyendo la lluvia ácida.
Los contaminantes atmosféricos primarios que dan origen a la lluvia ácida pueden
recorrer grandes distancias, siendo trasladados por los vientos cientos o miles de
kilómetros antes de precipitar en forma de rocío, lluvia, llovizna, granizo, nieve,
niebla o neblina. Cuando la precipitación se produce, puede provocar deterioro en
el medio ambiente.
La lluvia normalmente presenta un pH de aproximadamente 5.65 (ligeramente
ácido), debido a la presencia del CO 2 atmosférico, que forma ácido carbónico,
H 2 CO 3 . Se considera lluvia ácida si presenta un pH menor que 5 y puede alcanzar
el pH del vinagre (pH 3), valores que se alcanzan cuando en el aire hay uno o más
de los gases citados.
Su origen y sus causas
Sabemos que el origen del fenómeno de la lluvia ácida se debe a dos compuestos:
el dióxido de azufre y los óxidos de nitrógeno. Pero, ¿cuáles son las principales
causas de la lluvia ácida? En la mayoría de los casos se debe a la actividad
humana, como consecuencia, por ejemplo, del funcionamiento de la industria o la

quema de combustibles fósiles. Cuando estos compuestos - dióxido de azufre y
los óxidos de nitrógeno- se acumulan en el aire pueden alcanzar altos niveles de
concentración en contacto con el agua, el oxígeno y otras sustancias químicas,
causando una forma de contaminación ambiental que conocemos como lluvia
ácida.
Principales fuentes emisoras de la lluvia acida
El material contaminante que desciende con la lluvia se conoce como
sedimentación húmeda, e incluye partículas y gases barridos del aire por las gotas
de lluvia. El material que llega al suelo por gravedad durante los intervalos secos se
llama sedimentación seca, e incluye partículas, gases y aerosoles. Los
contaminantes pueden ser arrastrados por los vientos predominantes a lo largo de
cientos, incluso miles, de kilómetros. Este fenómeno se conoce como el transporte
de largo alcance de contaminantes aéreos.

Efectos de la lluvia acida
La lluvia ácida causa la acidificación de lagos y arroyos y contribuye a dañar los
árboles en terrenos elevados (por ejemplo, los abetos rojos que están a más de
2,000 pies de altura) y muchos suelos sensibles de bosques. Además, la lluvia
ácida acelera el deterioro de los materiales de construcción y las pinturas,
incluyendo edificios, estatuas y esculturas irremplazables que son parte de nuestra
herencia cultural. Antes de caer al suelo, los gases de dióxido de azufre (SO2) y
óxido de nitrógeno (NOx) y los derivados de su materia en partículas, sulfatos y
nitratos, contribuyen a degradar la visibilidad y perjudican la salud pública.
Alternativas
- Primero que nada uno tiene que hacer conciencia y saber que el uso de vehículos
afecta al medio ambiente, es por eso que demos de usarlo menos y salir
caminando o en bici, pero ya sea también con una sombrilla o bloqueador de piel.
De esa manera no haríamos tanto daño al planeta.
- Si quieres realizar una actividad con un grupo de amigos, sería que no todos
lleven su carro, tan siquiera que en un carro se suban 5 o 6 y así se gastaría
menos CO 2 por lo que sería un cambio mínimo.
- Las centrales eléctricas que queman carbón son consideradas como las
principales contaminantes; si se reemplazara dicho combustible por gas natural se
lograría reducir la emisión de los contaminantes. El gas natural produce menos del
90 % de óxido de nitrógeno (NOx) que el carbón y no produce dióxido de azufre
(SO2). Las fábricas que liberan contaminantes a la atmósfera pueden filtrarlo antes
de que salgan de sus chimeneas. En relación a los automóviles, se puede reducir
la emisión incorporando dispositivos catalíticos a la salida de los caños de escape.

Átomo de carbono
El carbono tiene un número atómico de seis, lo que significa que tiene seis
protones en el núcleo y seis electrones en la corteza, que se distribuyen en dos
electrones en la primera capa y cuatro en la segunda. Por tanto, el átomo de
carbono puede formar cuatro enlaces covalentes para completar los ocho
electrones de su capa más externa. Estos enlaces pueden ser de tres tipos: enlace
simple, enlace doble y enlace triple.
Inicio de la química orgánica
El término “química orgánica" fue introducido en 1807 por Jöns Jacob Berzelius,
para estudiar los compuestos derivados de recursos naturales. Se creía que los
compuestos relacionados con la vida poseían una “fuerza vital” que les hacía
distintos a los compuestos inorgánicos, además se consideraba imposible la
preparación en el laboratorio de un compuesto orgánico, lo cual se había logrado
con compuestos inorgánicos.En 1823, Friedrich Wöhler, completó sus estudios de
medicina en Alemania y viajó a Estocolmo para trabajar bajo la supervisión de
Berzelius. UreaEn 1928, Wöhler observó al evaporar una disolución de cianato de
amonio, la formación de unos cristales incoloros de gran tamaño, que no
pertenecían al cianato de amonio. El análisis de los mismos determinó que
setrataba de urea. La transformación observada por Wöhler convierte un
compuesto inorgánico, cianato de amonio, en un compuesto orgánico, la urea,
aislada en la orina de los animales. Este experimento fue la confirmación
experimental de que los compuestos orgánicos también pueden sintetizarse en el
laboratorio.

Hidrocarburos
Los hidrocarburos son compuestos orgánicos, en la tierra, formados únicamente
por átomos de carbono e hidrógeno. La estructura molecular consiste en un
armazón de átomos de carbono y átomos de hidrógeno. Los hidrocarburos son los
compuestos básicos de la Química Orgánica. Las cadenas de átomos de carbono
pueden ser lineales o ramificadas, y abiertas o cerradas. Los que tienen en su
molécula otros elementos químicos (heteroátomos) se llaman hidrocarburos
sustituidos. El hidrocarburo puede encontrarse también en muchos planetas sin
necesidad de que haya habido vida para generar petróleo, como en Júpiter,
Saturno, Titán y Neptuno, compuestos parcialmente por hidrocarburos como el
metano o el etano. Los hidrocarburos se pueden clasificar en dos tipos, que son
alifáticos y aromáticos. Los alifáticos, a su vez se pueden clasificar en alcanos,
alquenos y alquinos según los tipos de enlace que unen entre sí los átomos de
carbono. Las fórmulas generales de los alcanos, alquenos y alquinos son
CnH2n+2, CnH2n y CnH2n-2, respectivamente.
Beneficios y desventajas de los hidrocarburos
Los hidrocarburos son excelentes combustibles, ademas que son punto de partida
para la obtencion de millones de sustancias, utiles para nuestra vida diaria...
Plasticos, cosmeticos, pinturas, solventes, medicinas, ropa, fibras, tintas, etc, etc,
etc.
El lado poco agradable es que son muy contaminantes... Los plasticos duran mas
de 100 años en degradarse, los solventes contaminan suelos y aguas, la quema de
los combustibles produce gases como el CO2 que contamina la atmosfera, entre
otros problemas

Problemas al medio ambiente por la extracción y refinación del petróleo
Los impactos ambientales de la refinación y extracción de petróleo son el
resultado, principalmente, de las emisiones gaseosas, descargas de efluentes,
desechos sólidos, ruido y olor además de efectos visuales o estéticos.
La extracción del petróleo genera impactos de contaminación debido a la erosión
de los suelos que se dan en el proceso del petróleo, una de ellas son las
emisiones atmosféricas que constituyen las causas más significativas de los
impactos ambientales negativos de los suelos. Las más importantes son las
partículas, hidrocarburos, monóxido de carbono, óxidos de azufre y de nitrógeno
estos también pueden generar debilitamiento en la capa de ozono,
envenenamiento de especies nativas en ecosistemas y lluvias acidas, todo esto va
generando deterioro en el planeta tierra.
ALCANOS
Los alcanos son hidrocarburos saturados, están formados exclusivamente por
carbono e hidrógeno y únicamente hay enlaces sencillos en su estructura. Fórmula
general: CnH2n+2 donde “n” represente el número de carbonos del alcano.
-Las fórmulas estructurales son aquellas que muestra el orden en que se unen los
átomos de una molécula y los tipos de enlace. Uno de los enlaces usados en las
fórmulas estructurales es el enlace covalente que puede ser simple, doble o triple,
representado por líneas o trazos.
-La isomería es una propiedad de ciertos compuestos químicos que con igual
fórmula química, es decir, iguales proporciones relativas de los átomos que
conforman su molécula, presentan estructuras moleculares distintas y, por ello,
diferentes propiedades. Dichos compuestos reciben la denominación de isómeros.
Los isómeros son compuestos que tienen la misma fórmula molecular pero
diferente fórmula estructural y, por tanto, diferentes propiedades. Por ejemplo, el
alcohol etílico o etanol y el éter dimetílico son isómeros cuya fórmula molecular es
C2H6O.

Estructura del nombre
El nombre de un alcano está compuesto de dos partes, un prefijo que indica el
número de carbonos de la cadena seguido del sufijo -ano que caracteriza este tipo
de compuestos, (metano, et-ano, prop-ano, but-ano). Elección de la cadena
principal Encontrar y nombrar la cadena más larga de la molécula. Si la molécula
tiene dos o más cadenas de igual longitud, la cadena principal será la que tenga el
mayor número de sustituyentes.
Numeración de la cadena principal
Numerar los carbonos de la cadena más larga comenzando por el extremo más
próximo a un sustituyente. Si hay dos sustituyentes a igual distancia de los
extremos, se usa el orden alfabético para decidir cómo numerar.
Formación del nombre
El nombre del alcano se escribe comenzando por el de los sustituyentes en orden
alfabético con los respectivos localizadores, y a continuación se añade el nombre
de la cadena principal. Si una molécula contiene más de un sustituyente del mismo
tipo, su nombre irá precedido de los prefijos di, tri, tetra, ect.
ALQUENOS
Los alquenos contienen enlaces dobles C=C. El carbono del doble enlace tiene una
hibridación sp2 y estructura trigonal plana. El doble enlace consta de un enlace
sigma y otro pi. El enlace doble es una zona de mayor reactividad respecto a los
alcanos. Los dobles enlaces son más estables cuanto más sustituidos y la
sustitución en trans es más estable que la cis.
Nomenclatura
1.- Seleccionar la cadena principal: mayor número de dobles enlaces y más larga.
Sufijo - eno.
2.- Numerar para obtener números menores en los dobles enlaces.
Propiedades físicas
Las temperaturas de fusión son inferiores a las de los alcanos con igual número de
carbonos puesto que, la rigidez del doble enlace impide un empaquetamiento
compacto.
Propiedades químicas
Las reacciones más características de los alquenos son las de adición:

CH3-CH=CH-CH3 + XY ------> CH3-CHX-CHY-CH3
Entre ellas destacan la hidrogenación, la halogenación, la hidrohalogenación y la
hidratación. En estas dos últimas se sigue la regla de Markovnikov y se forman los
derivados más sustituidos, debido a que el mecanismo transcurre mediante
carbocationes y se forma el carbocatión más estable que es el más sustituido.
Obtención de alquenos
Se basa en reacciones de eliminación, inversas a las de adición:
CH3-CHX-CHY-CH3 ------> CH3CH=CHCH3 + XY
Entre ellas destacan la deshidrogenación, la deshalogenación, la
deshidrohalogenación y la deshidratación. En algunos casos se producen re
arreglos de carbonos para obtener el carbocatión más sustituido que es más
estable. De igual modo el alqueno que se produce es el más sustituido pues es el
más estable.
ALQUINOS
Los alquinos son hidrocarburos que contienen enlaces triples carbono-carbono. La
fórmula molecular general para alquinos acíclicos es C n H 2n-2 y su grado de
insaturación es dos. El acetileno o etino es el alquino más simple, fue descubierto
por Berthelot en 1862.
Nomenclatura
1.- Los alquinos responden a la fórmula C n H 2n-2 y se nombran sustituyendo el
sufijo -ano del alca-no con igual número de carbonos por -ino.
2.- Se elige como cadena principal la de mayor longitud que contiene el triple
enlace. La numera-ción debe otorgar los menores localizadores al triple enlace.

3.- Cuando la molécula tiene más de un triple enlace, se toma como principal la
cadena que contie-ne el mayor número de enlaces triples y se numera desde el
extremo más cercano a uno de los enlaces múltiples, terminando el nombre en -
diino, triino, etc.
4.- Si el hidrocarburo contiene dobles y triples enlaces, se procede del modo
siguiente:
- Se toma como cadena principal la que contiene al mayor número posible de
enlaces múltiples, prescindiendo de si son dobles o triples.
- Se numera para que los enlaces en conjunto tomen los localizadores más
bajos. Si hay un doble enlace y un triple a la misma distancia de los extremos
tiene preferencia el doble.
- Si el compuesto tiene un doble enlace y un triple se termina el nombre en -enoino;
si tiene dos dobles y un triple, -dieno-ino; con dos triples y un doble la
terminación es, -eno-diino
HIDROCARBUROS AROMÁTICOS
Los hidrocarburos aromáticos , son hidrocarburos cíclicos, llamados así debido al fuerte aroma que
caracteriza a la mayoría de ellos, se consideran compuestos derivados del benceno, pues la
estructura cíclica del benceno se encuentra presente en todos los compuestos aromáticos.
A estructura del benceno se caracteriza por:
•Es una estructura cerrada con forma hexagonal regular, pero sin alternancia entre los enlaces
simples y los dobles (carbono-carbono).
•Sus seis átomos de carbono son equivalentes entre sí, pues son derivados mono sustituidos, lo
que les hace ser idénticos.

•La longitud de enlace entre los carbonos vecinos entre sí son iguales en todos los casos. La
distancia es de 139 pm, no coincidiendo con la longitud media de un doble enlace, que es de 133
pm, ni siquiera a la de un enlace simple, que es de 154 pm.
NOMENCLATURA DEL BENCENO
Reciben este nombre debido a los olores intensos, normalmente agradables, que presentan en su
mayoría. El nombre genérico de los hidrocarburos aromáticos mono y policíclicos es “areno" y los
radicales derivados de ellos se llaman radicales "arilo". Todos ellos se pueden considerar derivados
del benceno, que es una molécula cíclica, de forma hexagonal y con un orden de enlace intermedio
entre un enlace sencillo y un doble enlace. Experimentalmente se comprueba que los seis enlaces
son equivalentes, de ahí que la molécula de benceno se represente como una estructura resonante
entre las dos fórmulas propuestas por Kekulé en 1865.
NOMENCLATURA DE COMPUESTOS AROMATICOS MONOSUSTITUIDOS.
Se nombran terminando el nombre del sustituyente en benceno.
Algunos derivados monosustituidos del benceno tienen nombres comunes ampliamente aceptados.
Como en los compuestos alifáticos, utilizamos comas para separar números y guiones para separar
números y palabras.
En bencenos disustituidos se emplean los prefijos orto (benceno 1,2-disustituido), meta (benceno
1,3-disustituido) y para (benceno 1,4-disustituido) para indicar la posición de los sustituyentes en el
anillo.

NOMENCLATURA DE COMPUESTOS ORGANICOS POLISUSTITUIDOS
Con este nombre se conocen los derivados aromáticos en los cual se han remplazado 3 o más
hidrógenos por otros grupo o átomos.
En estos casos es necesario numerar el anillo bajo las siguientes reglas:
El número 1 corresponde al radical con menor orden alfabético.
La numeración debe continuarse hacia donde este el radical más cercano para obtener la serie de
números más pequeña posible. Si hay dos radicales a la misma distancia, se selecciona el de menor
orden alfabético; si son iguales se toma el siguiente radical más cercano.
Todos los átomos de carbono deben numerarse, no solo los que tengan sustituyente.
Al escribir el nombre se ponen los radicales en orden alfabético terminando con la palabra
benceno.
Ejemplos:
El número 1 corresponde al bromo que es el radical de menor orden alfabético. Se numera hacia la
derecha porque en ese sentido quedan los números más pequeños posibles.
1-bromo-3-etil-4-metilbenceno
El número 1 corresponde al radical de menor orden alfabético, que es el n-butil. La numeración se
continúa hacia la derecha porque el sec-butil tiene menor orden que el ter-butil y ambos están a la
misma distancia del número 1.
1-n-butil-2-secbutil-6-ter-butilbenceno