1 Ac vidad Resumen de Mol/Leyes ponderales/Contaminación del suelo, agua y aire/ Smog/ Lluvia ácida /Clasificación de la materia/Sistemas dispersos/Métodos de separación de mezclas/Ácidos y Bases Adolfo Campuzano Ramirez 52405 Grupo A Maestra: Anais Trejo Chavira 2 Introducción La Química es una ciencia fascinante que nos permite entender los procesos que ocurren a nivel molecular en nuestro entorno y en los seres vivos. El estudio de los conceptos fundamentales de la química, como la mol, las leyes ponderales, la clasificación de la materia, los sistemas dispersos, los métodos de separación de mezclas y los ácidos y bases, son de vital importancia para comprender los fenómenos químicos que nos rodean. En este ensayo, se abordarán algunos de estos conceptos y su relación con problemas ambientales como la contaminación del suelo, agua y aire, la formación de smog y la lluvia ácida. Estos problemas son cada vez más relevantes en la actualidad, y el conocimiento de los fundamentos químicos que los causan es esencial para desarrollar soluciones efectivas. Se explorará cómo las leyes ponderales son esenciales para comprender la formación y disolución de los contaminantes, cómo la clasificación de la materia nos permite entender cómo se forman los sistemas dispersos y cómo estos sistemas pueden ser separados utilizando diferentes métodos de separación. Además, se analizará cómo los conceptos de ácidos y bases son clave en la comprensión de la lluvia ácida y cómo la contaminación del aire contribuye a la formación de smog. 3 ¿Qué es EL MOL? El mol es una unidad importante en química porque permite relacionar la masa de una sustancia con el número de partículas que contiene. Por ejemplo, un mol de átomos de carbono-12 tiene una masa de 12 gramos, mientras que un mol de moléculas de agua tiene una masa de 18 gramos. Esta relación entre la masa y el número de partículas es esencial para entender la estequiometría, que es el estudio de las relaciones cuantitativas entre los reactivos y los productos en una reacción química. ¿DE DONDE BIENE EL MOL? El concepto de mol fue propuesto por primera vez por el químico italiano Amedeo Avogadro en 1811. Avogadro propuso que los gases a la misma temperatura y presión contenían el mismo número de moléculas por unidad de volumen, independientemente de su peso molecular. Esto se conoce como la ley de Avogadro. Sin embargo, el valor numérico del número de Avogadro, que es la constante de proporcionalidad entre la masa de una sustancia y el número de partículas que contiene, no se determinó hasta principios del siglo XX. El valor actualmente aceptado del número de Avogadro es de 6.02214076 x 10^23 entidades elementales por mol. 4 Las Leyes Ponderales Las leyes ponderales son un conjunto de leyes que describen la conservación de la masa en las reacciones químicas y físicas. Estas leyes se basan en la observación empírica de que la masa total de los reactivos y productos de una reacción química siempre es la misma, independientemente de los cambios que puedan haber ocurrido durante la reacción. Las leyes ponderales incluyen La ley de conservación de la masa de Lavoisier y la ley de las proporciones definidas y múltiples de Proust. La ley de conservación de la masa establece que la masa total de los reactivos en una reacción química es igual a la masa total de los productos. La ley de las proporciones definidas establece que los elementos se combinan en proporciones fijas y definidas para formar compuestos químicos, Ley de las proporciones múltiples establece que cuando dos elementos forman más de un compuesto, las masas de uno de los elementos que se combinan con una masa fija del otro elemento están en una relación de números enteros simples. Las leyes ponderales son fundamentales para la química y son la base para el desarrollo de la estequiometría, que es el estudio de las relaciones cuantitativas entre los reactivos y los productos en las reacciones químicas. 5 Contaminación del suelo, agua y aire/ Smog/ Lluvia ácida ¿Qué es la contaminación? La contaminación es la introducción de sustancias dañinas en el medio ambiente que pueden tener efectos negativos en los seres vivos y en el ecosistema en general. Los tres tipos principales de contaminación son la contaminación del suelo, del agua y del aire. Además, existen fenómenos relacionados como el smog y la lluvia ácida. La contaminación del suelo ocurre cuando productos químicos tóxicos, basura y otros materiales se acumulan en el suelo, lo que puede tener un impacto negativo en la salud humana y el medio ambiente. Ejemplos de contaminantes del suelo incluyen: Vertidos de petróleo: pueden contaminar el suelo y el agua subterránea durante décadas, causando daños a la vida vegetal y animal en la zona. Pesticidas y fertilizantes: pueden acumularse en el suelo y contaminar los acuíferos subterráneos, lo que puede tener efectos tóxicos a largo plazo sobre los seres humanos, los animales y la flora. Basura: puede contener una variedad de contaminantes, como plásticos, vidrios, metales, que pueden liberar sustancias tóxicas en el suelo y en los acuíferos subterráneos. La contaminación del agua ocurre cuando sustancias tóxicas, basura y otros materiales se acumulan en ríos, lagos, océanos y otros cuerpos de agua. Ejemplos de contaminantes del agua incluyen: 6 Desechos industriales: productos químicos tóxicos pueden filtrarse en ríos y arroyos, lo que puede afectar la calidad del agua y la salud de los organismos acuáticos y los seres humanos. Desechos humanos: la falta de tratamiento adecuado de los desechos humanos puede contaminar los ríos y arroyos cercanos y afectar la salud de los seres humanos y los animales que beben agua contaminada. Pesticidas y fertilizantes: los productos químicos utilizados en la agricultura pueden filtrarse en las aguas subterráneas y los cuerpos de agua cercanos, lo que puede tener un impacto negativo en la salud humana y en el medio ambiente. El smog es un tipo de contaminación del aire que se caracteriza por la presencia de partículas finas y gases tóxicos en la atmósfera, lo que puede tener graves consecuencias para la salud humana y el medio ambiente. El smog se forma cuando la luz solar reacciona con gases como el dióxido de nitrógeno, el óxido de azufre y los hidrocarburos emitidos por los vehículos, las industrias y otras fuentes de emisiones contaminantes. Las principales causas del smog son la quema de combustibles fósiles, como el petróleo y el carbón, y la emisión de gases tóxicos por vehículos y fábricas. En las grandes ciudades, el smog es especialmente preocupante debido a la alta concentración de emisiones contaminantes y a la falta de ventilación natural. El smog también puede ser agravado por factores como la temperatura, la humedad y la topografía. 7 Los efectos del smog en la salud pueden incluir problemas respiratorios, como tos y dificultad para respirar, así como enfermedades cardiovasculares y cáncer de pulmón. Además, el smog puede dañar los cultivos y la fauna silvestre, así como contaminar el agua y el suelo. Para reducir el impacto del smog, es importante reducir las emisiones de gases tóxicos, mejorar la calidad del transporte y promover el uso de fuentes de energía más limpias y sostenibles. La lluvia ácida es un fenómeno medioambiental que ocurre cuando la atmósfera se contamina con gases como dióxido de azufre y óxidos de nitrógeno que se emiten a través de la combustión de combustibles fósiles. Estos gases reaccionan con la humedad del aire para formar ácido sulfúrico y ácido nítrico, que son arrastrados por el viento y las corrientes de aire hasta las zonas donde llueve, produciendo lluvias ácidas. El problema de la lluvia ácida es que estos ácidos, al precipitar sobre la superficie terrestre, tienen efectos negativos sobre el medio ambiente y la salud humana. Los suelos, los cuerpos de agua y los cultivos pueden sufrir daños y reducir su fertilidad, mientras que la salud humana puede verse afectada por la inhalación de los gases tóxicos emitidos por la combustión de combustibles fósiles. 8 La clasificación de la Materia Los sistemas dispersos y los Métodos de separación La clasificación de la materia se refiere a la manera en que se pueden agrupar las sustancias en base a sus propiedades físicas y químicas comunes. Una de las clasificaciones más comunes es la que divide la materia en sustancias puras y mezclas. Sustancias Puras son aquellas que están compuestas por una sola sustancia, con una composición química definida y propiedades físicas y químicas constantes. Las sustancias puras pueden ser elementos o compuestos químicos. Mezclas son combinaciones de dos o más sustancias que se mezclan físicamente pero no se combinan químicamente. Las mezclas pueden ser homogéneas o heterogéneas, dependiendo de si sus componentes están uniformemente distribuidos o no. Un ejemplo de sustancia pura sería el agua destilada, que está compuesta por moléculas de agua y no contiene ninguna otra sustancia. Un ejemplo de mezcla homogénea sería una solución de sal en agua, donde la sal se disuelve completamente en el agua y las moléculas de sal y agua están uniformemente distribuidas. Un ejemplo de mezcla heterogénea sería una ensalada, donde los diferentes ingredientes (lechuga, tomate, etc.) no están uniformemente distribuidos y se pueden distinguir visualmente. 9 Los sistemas dispersos Los sistemas dispersos son aquellos en los que dos o más sustancias se encuentran mezcladas en proporciones variables sin formar una solución homogénea. En estos sistemas, las sustancias pueden ser separadas mediante técnicas físicas, como la filtración, la decantación o la centrifugación. Existen diferentes tipos de sistemas dispersos, dependiendo de la fase en la que se encuentren las sustancias. Por ejemplo, un sistema disperso sólido-líquido puede ser una suspensión, donde partículas sólidas se dispersan en un líquido sin llegar a disolverse completamente. Un sistema disperso líquido-líquido puede ser una emulsión, donde dos líquidos inmiscibles se mezclan formando una mezcla heterogénea. Un sistema disperso gas-líquido puede ser una espuma, donde burbujas de gas se dispersan en un líquido formando una mezcla heterogénea. Los sistemas dispersos tienen importantes aplicaciones en la industria alimentaria, farmacéutica y química. Por ejemplo, las suspensiones se utilizan para la fabricación de pinturas y medicamentos, mientras que las emulsiones son utilizadas en la producción de cosméticos, adhesivos y alimentos como la mayonesa. Además, los sistemas dispersos también tienen aplicaciones en la biología, como en la suspensión de células para su estudio y análisis. 10 Los métodos de separación Los métodos de separación de mezclas son técnicas que permiten separar los componentes de una mezcla en sus sustancias individuales. Existen diversos métodos de separación, cada uno de los cuales se utiliza para separar una mezcla específica en función de las propiedades físicas y químicas de los componentes de la mezcla. Uno de los métodos de separación más comunes es la filtración, que se utiliza para separar sólidos de líquidos. La mezcla se pasa a través de un filtro que retiene los sólidos mientras que el líquido se separa y se recoge en otro recipiente. Destilación, que se utiliza para separar líquidos con diferentes puntos de ebullición. La mezcla se calienta y los vapores se condensan en un condensador para separar los componentes. Decantación es un método de separación que se utiliza para separar líquidos inmiscibles. La mezcla se deja en reposo hasta que los componentes se separen por sí mismos y se puede recoger cada uno por separado. Cromatografía es un método de separación que se utiliza para separar componentes de una mezcla en función de sus diferentes afinidades por un solvente y una fase estacionaria. Estos son solo algunos ejemplos de los diversos métodos de separación de mezclas que existen, cada uno de los cuales se utiliza según las propiedades de la mezcla y los componentes que se quieren separar. 11 Acidos y bases Los ácidos y las bases son dos tipos de sustancias químicas que tienen propiedades opuestas y que se definen por su capacidad para liberar o aceptar protones (iones H+). Los ácidos son sustancias que liberan protones cuando se disuelven en agua, mientras que las bases son sustancias que aceptan protones. Los ácidos pueden corroer metales y otros materiales. Algunos ejemplos comunes de ácidos son el ácido clorhídrico, presente en el estómago humano, y el ácido sulfúrico, utilizado en la industria Por otro lado, las bases tienen un sabor amargo y una textura jabonosa. Ejemplos comunes de bases incluyen la lejía y el hidróxido de sodio, utilizado en la fabricación de jabones y detergentes. El pH es una medida de la acidez o basicidad de una solución, y se expresa en una escala que va desde 0 (más ácido) hasta 14 (más básico). Una solución con un pH de 7 es considerada neutral. Las reacciones entre ácidos y bases son conocidas como reacciones de neutralización, en las que los iones H+ de los ácidos se combinan con los iones OHde las bases para formar agua y una sal. La comprensión de las propiedades y el comportamiento de los ácidos y las bases es fundamental en diversos campos, incluyendo la química, la biología, la geología y la industria, y es esencial para la comprensión de procesos como la digestión, la corrosión, la limpieza y la fabricación de productos químicos. 12 Conclusión En conclusión, el estudio de los conceptos fundamentales de la química, como la mol, las leyes ponderales, la clasificación de la materia, los sistemas dispersos, los métodos de separación de mezclas y los ácidos y bases, nos permite comprender los procesos químicos que ocurren en nuestro entorno y en los seres vivos. La contaminación del suelo, agua y aire, la formación de smog y la lluvia ácida son problemas ambientales que afectan nuestra salud y el medio ambiente. La comprensión de los fundamentos químicos detrás de estos problemas es esencial para desarrollar soluciones efectivas. Las leyes ponderales, que establecen la conservación de la masa y la energía en las reacciones químicas, son esenciales para entender cómo se forman y disuelven los contaminantes. La clasificación de la materia y los sistemas dispersos son fundamentales para entender cómo los contaminantes se diseminan en diferentes medios y cómo se pueden separar utilizando diferentes métodos de separación. Por otro lado, los conceptos de ácidos y bases son clave para comprender la lluvia ácida y cómo la contaminación del aire contribuye a la formación de smog. La comprensión de estos conceptos nos permite identificar los contaminantes, evaluar su impacto y desarrollar soluciones para minimizar su efecto en el medio ambiente. 13 Bibliogra a Ácidos y Bases - Concepto, características, indicadores y ejemplos. (n.d.). Concepto. https://concepto.de/acidos-y-bases/ colaboradores de Wikipedia. (2022, October 28). Leyes estequiométricas. Wikipedia, La Enciclopedia Libre. https://es.wikipedia.org/wiki/Leyes_estequiom%C3%A9tricas colaboradores de Wikipedia. (2023a, March 7). Métodos de separación de fases. Wikipedia, La Enciclopedia Libre. https://es.wikipedia.org/wiki/M%C3%A9todos_de_separaci%C3%B3n_de_fases colaboradores de Wikipedia. (2023b, March 7). Métodos de separación de fases. Wikipedia, La Enciclopedia Libre. https://es.wikipedia.org/wiki/M%C3%A9todos_de_separaci%C3%B3n_de_fases colaboradores de Wikipedia. (2023c, March 22). Mol. Wikipedia, La Enciclopedia Libre. https://es.wikipedia.org/wiki/Mol Corporativa, I. (n.d.). La lluvia ácida, un peligro real para los seres vivos. Iberdrola. https://www.iberdrola.com/sostenibilidad/lluviaacida#:~:text=La%20lluvia%20%C3%A1cida%20es%20una,a%20trav%C3%A9s%20de%20las%20precipitaciones. EFECTOS DE LA CONTAMINACIÓN DEL AIRE. (n.d.). https://infoaireperu.minam.gob.pe/efectos-de-la-contaminacion-del-aire/ Métodos de Separación de Mezclas - Concepto y características. (n.d.). Concepto. https://concepto.de/metodos-de-separacion-demezclas/ Mol - Concepto, cómo se calcula y volumen. (n.d.). Concepto. https://concepto.de/mol/ TOMi.digital - CLASIFICACIÓN DE LA MATERIA. (n.d.). TOMi.Digital. https://tomi.digital/es/22584/clasificacion-de-lamateria?utm_source=google&utm_medium=seo