Los cambios químicos son procesos en los que una sustancia se transforma en otra, con estructura, composición y propiedades diferentes a la inicial. La oxidación, la fermentación y la combustión son ejemplos de estas reacciones, las cuales ocurren de forma constante en nuestro día a día.
Oxidación
Fermentación
Combustión
Definición
Cambio químico que ocurre cuando una sustancia entra en contacto con el oxígeno para formar óxido.
Cambio químico producido por microorganismos que transforman una sustancia en un compuesto orgánico simple.
Cambio químico que se produce cuando un material oxidable arde al entrar en contacto con el oxígeno del aire.
Tipo de reacción
Oxidación.
Oxidación.
Oxidación.
Velocidad
Puede ser rápida o lenta; todo depende del tipo de sustancia.
Suele ser lenta; por ejemplo, el proceso de fermentación del vino dura una dos semana.
Suele ser rápida; por ejemplo, la combustión del butano dura solo unos segundos.
¿SABÍAS QUE MUCHAS COSAS DE LAS QUE USAMOS EN NUESTRA VIDA DIARIA PROVIENEN DE LA NATURALEZA? EL AGUA QUE BEBEMOS, LA ROPA QUE USAMOS, NUESTRA COMIDA Y LA MADERA PARA FABRICAR NUESTROS MUEBLES. A TODOS ESTOS MATERIALES QUE EXTRAEMOS DE LA NATURALEZA Y UTILIZAMOS PARA SATISFACER NUESTRAS NECESIDADES LOS LLAMAMOS RECURSOS NATURALES.
¿CÓMO PODEMOS CLASIFICAR LOS RECURSOS NATURALES?
LOS RECURSOS NATURALES SON TODOS LOS FACTORES ABIÓTICOS Y BIÓTICOS DE LA NATURALEZA QUE EL HOMBRE PUEDE UTILIZAR CON EL FIN DE SATISFACER SUS NECESIDADES.
RECUERDA QUE LOS FACTORES BIÓTICOS SON LOS QUE TIENEN VIDA, COMO LOS SERES VIVOS Y LOS FACTORES ABIÓTICOS SON ELEMENTOS QUE NO TIENEN VIDA COMO EL AGUA, EL AIRE Y EL SUELO.
LOS RECURSOS NATURALES PUEDEN CLASIFICARSE EN RENOVABLES, NO RENOVABLES E INAGOTABLES.
RECURSOS RENOVABLES
SON AQUELLOS QUE NO SE AGOTAN MEDIANTE SU UTILIZACIÓN, PUEDEN MANTENERSE E INCLUSO AUMENTAR EN EL TIEMPO. ESTOS RECURSOS SE REGENERAN NATURALMENTE EN UN TIEMPO RELATIVAMENTE CORTO. POR EJEMPLO LAS PLANTAS, LOS ANIMALES, EL AGUA Y EL AIRE.
EL AIRE ES UNO DE LOS RECURSOS NATURALES RENOVABLES QUE NO SE AGOTA NI CON EL TIEMPO NI CON EL USO.
RECURSOS NO RENOVABLES
LOS RECURSOS NO RENOVABLES SON AQUELLOS QUE, COMO SU NOMBRE LO INDICA, NO SE RENUEVAN O TARDAN MUCHOS AÑOS EN RENOVARSE.
COMO EJEMPLO DE RECURSOS QUE SE AGOTAN CON EL USO CONSTANTE PODEMOS MENCIONAR: EL PETRÓLEO, EL CARBÓN Y EL GAS CON EL QUE COCINAMOS EN NUESTROS HOGARES.
¿Sabías qué?
YA SON TANTOS LOS LUGARES DE LA TIERRA QUE HAN SIDO EXPLORADOS Y EXPLOTADOS PARA EXTRAER PETRÓLEO QUE ACTUALMENTE SON MUY POCAS LAS RESERVAS QUE QUEDAN.
EL MAYOR USO QUE SE LE DA AL PETRÓLEO ES PARA FABRICAR EL COMBUSTIBLE DE LOS VEHÍCULOS.
¡MÁS ÁRBOLES PARA EL PLANETA!
LOS ÁRBOLES SON UN RECURSO NATURAL IMPORTANTE, YA QUE NOS BRINDAN EL OXÍGENO QUE RESPIRAMOS Y PROTEGEN EL AMBIENTE DE LOS EFECTOS DEL CLIMA, UTILIZAMOS SU MADERA PARA HACER LEÑA, PAPEL Y CONSTRUIR MUCHOS OBJETOS QUE USAMOS A DIARIO. AUNQUE SON UN RECURSO RENOVABLE, ALGUNOS DEMORAN MUCHOS AÑOS EN CRECER, POR ESO DEBEMOS CUIDARLOS, HACER UN BUEN USO DE ELLOS Y NO MALGASTAR LO QUE NOS DAN, TAMBIÉN, DEBEMOS SEGUIR PLANTÁNDOLOS PARA QUE BENEFICIEN A OTROS EN EL FUTURO.
RECURSOS INAGOTABLES
SE LLAMAN “PERMANENTES” O “INAGOTABLES” AQUELLOS RECURSOS QUE NO SE AGOTAN A PESAR DE LA EXPLOTACIÓN CONSTANTE DEL SER HUMANO. ENTRE ESTOS RECURSOS ENCONTRAMOS LA LUZ SOLAR, LA ENERGÍA DE LAS OLAS, EL MAR Y EL VIENTO.
¿Sabías qué?
CADA HORA LLEGA A LA SUPERFICIE DE NUESTRO PLANETA SUFICIENTE ENERGÍA SOLAR COMO PARA SATISFACER LAS NECESIDADES DE ENERGÍA DURANTE TODO UN AÑO.
LA ENERGÍA DE LOS VIENTOS SE LLAMA ENERGÍA EÓLICA Y SE UTILIZA PARA GENERAR ELECTRICIDAD.
¡ENCUENTRA LOS RECURSOS NATURALES!
OBSERVA LAS SIGUIENTES IMÁGENES E INDICA CUÁLES SON RECURSOS NATURALES.
¡CUIDEMOS NUESTROS RECURSOS!
OBSERVA LAS SIGUIENTES IMÁGENES, COLOCA UN “NO” A LAS ACCIONES QUE NO DEBEMOS HACER Y UN “SÍ” A LAS ACCIONES QUE DEBEMOS HACER PARA CONSERVAR LOS RECURSOS NATURALES.
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RECURSOS PARA DOCENTES
Infografía “Recursos naturales de las actividades económicas”
Con este recurso podrá dar a conocer la importancia que tienen los recursos naturales en las actividades que realizamos los seres humanos para satisfacer nuestras necesidades.
Los movimientos y las transformaciones que presenciamos en nuestro día a día se originan gracias a la energía. Ésta no es más que la capacidad de producir cambios o la capacidad de un sistema físico para hacer el trabajo o mover algo contra una fuerza, como la gravedad. Hay muchos tipos de energía diferentes en el universo. Toma muchas formas.
El Sol provee energía a través de radiaciones electromagnéticas que son aprovechadas por el hombre.
Transformación y conservación de la energía
Con la transformación de la materia también hay transformaciones de una energía a otra. Además, la energía puede conservarse, es decir, mantenerse constante, traspasarse en forma de calor o trabajo, y también degradarse, es decir, puede perder su calidad en el proceso de transformación.
La ley de la conservación de la energía dice que la energía no se crea ni se destruye, sólo se transforma.
Formas de energía
La energía se entiende como la capacidad que posee un cuerpo de realizar distintos tipos de trabajo, como el movimiento, el calor o la luz. Esta energía puede manifestarse de muchas maneras, como energía mecánica, energía química, energía térmica, energía radiante, energía eléctrica, energía magnética y energía nuclear.
En el proceso de fotosíntesis, la energía de la luz solar es convertida en energía química, la cual se almacena en los enlaces de carbohidratos.
Energía mecánica
El movimiento y los cambios de posición en los objetos se deben a la energía mecánica. Ésta resulta de la suma de dos formas de energía: la energía cinética, que es la energía que tienen los cuerpos en movimiento; y la energía potencial, que está relacionada con la posición del cuerpo. La energía potencial puede ser gravitatoria o elástica.
Cuando el vagón de una montaña rusa llega a la parte más elevada aumenta su energía potencial, mientras que al bajar y aumentar su velocidad incrementa su energía cinética.
Fuentes de energía
Las fuentes de energía son aquellos recursos naturales o cuerpos que almacenan energía que puede transformarse en energía utilizable. Pueden ser renovables o no renovables. Las fuentes de energía renovables son las más abundantes en la naturaleza y son inagotables, por ejemplo: la energía hidráulica, la energía solar y la energía geotérmica. En cambio, las fuentes no renovables son las más utilizadas a pesar de ser limitadas, por ejemplo los combustibles fósiles.
La energía nuclear es una fuente de energía no renovable. Un ejemplo de ella es la bomba atómica.
Fenómenos ondulatorios
Una onda es una perturbación que se propaga en el espacio. Las ondas pueden comportarse de distintas maneras según el medio en el que se encuentren y se caracterizan por transportar energía, más no materia. Las ondas pueden ser transversales o longitudinales según la dirección en la que se propagan; también se pueden clasificar como mecánicas o electromagnéticas según el medio de propagación.
La luz y el sonido son ejemplos de ondas.
El calor y la temperatura
Aunque en nuestro vocabulario estos términos se usen sin distinción, el calor y la temperatura no son lo mismo. El calor es una forma de energía que se transfiere de un material más caliente a otro menos caliente, mientras que la temperatura es la medida de la cantidad de movimiento de las moléculas de un sistema; es decir, es una medida de la energía térmica.
La temperatura es una magnitud que puede medirse con un termómetro.
Impacto ambiental y catástrofes naturales | ¿qué aprendimos?
IMPACTO SOBRE LA BIÓSFERA
La biósfera es el subsistema que sustenta la vida de la superficie de la Tierra, se extiende desde la atmósfera hasta las zonas más profundas del océano. La biósfera es un ecosistema global compuesto por organismos vivos (biota) y factores abióticos (no vivos). De todos los seres vivos que habitan en el planeta, el hombre, con su modo de vida, provoca que su impacto en la Tierra sea mayor que el causado por cualquier otra especie. Dentro de las actividades humanas que afectan la biósfera se encuentran: el uso de energías a base de carbón, las cuales aumentan los gases de efecto invernadero; la deforestación, la cual contribuye con eliminar a los pulmones naturales del planeta; y la quema de basura, que genera gases tóxicos para el ambiente.
El término “biósfera” fue utilizado por primera vez en 1875 por Eduard Suess.
IMPACTOS EN LA TRAMA TRÓFICA
Se conoce como red trófica a la interconexión natural entre las cadenas tróficas de un ecosistema determinado. Cada uno de los compartimentos por los que fluye la energía recibe el nombre de nivel trófico, y a su vez están conformados por las especies o los eslabones. Para que las relaciones entre los organismos que conforman cada una de las redes funcionen de manera adecuada debe existir un equilibrio. Entre las actividades que dañan las redes tróficas se encuentran: la deforestación, los incendios provocados, la minería, los vertidos industriales y la pesca indiscriminada. A largo plazo, todas ellas provocan la desaparición o disminución de varios eslabones, lo cual a su vez trae como consecuencia la desaparición de otras especies y por lo tanto un desequilibrio en los ecosistemas.
El concepto de red alimenticia tiene su origen en los escritos de Charles Darwin.
DESASTRES NATURALES E INDUCIDOS
Se define como desastre natural a la pérdida de vidas humanas o bienes materiales a causa de fenómenos naturales. En esta categoría se incluyen los terremotos, los cuales ocurren cuando la tierra libera energía acumulada y hace que el suelo tiemble, los huracanes, los tifones y los ciclones, mismo tipo de fenómeno meteorológico en el que una gran tormenta gira en círculos y supera los 118 km/h, los tsunamis, que se producen a causa de una erupción o un deslizamiento, las mangas de agua, fenómeno natural que ocurre en aguas tropicales, y las sequías e inundaciones. Por otro lado, los desastres inducidos son aquellos provocados por la acción del ser humano, como los incendios, la deforestación y la contaminación.
Los desastres naturales pueden causar serios daños, entre ellos, pérdidas de vidas.
MOVIMIENTOS DE MASAS TERRESTRES
Las placas tectónicas se encuentran en constante movimiento. Sus bordes son activos, por lo que es frecuente que se produzcan fenómenos como los sismos, terremotos, tsunamis y erupciones volcánicas. Estas últimas, además de provocar la pérdida de muchas vidas humanas, tienen impactos graves en el medio ambiente, por ejemplo: la lluvia de cenizas, que modifica las características del agua, el humo, que posee gases nocivos tanto para el ser humano como para los seres vivos, y la lluvia ácida, la cual destruye la capa vegetal. Ante estas catástrofes existen medidas que suponen una prevención y garantizaran la posibilidad de sobrevivir, entre ellas se encuentran: identificar lugares seguros dentro o fuera del hogar, utilizar ropa que proteja la piel, alejarse de postes o cualquier objeto que tenga electricidad y, la más importante de todas, mantener la calma.
Las consecuencias de los desastres naturales generalmente son catastróficas, pero en los países subdesarrollados recuperarse económicamente es más difícil que en los desarrollados.
TEMPERATURA AMBIENTAL
El efecto invernadero es un proceso natural que calienta la superficie de la Tierra gracias a la presencia de ciertos gases que se encuentran en la atmósfera, como el dióxido de carbono, el vapor de agua, el metano, el ozono y los clorofluorocarbonos. Sin embargo, la actividad humana ha intensificado este fenómeno y algunas de las consecuencias de ello son: aumento de la radiación solar, acidificación de los océanos y derretimiento de los polos. Por otro lado, el calentamiento global es el aumento de la temperatura media de la atmósfera terrestre y del agua del mar. Algunas de las consecuencias de este fenómeno son: el deshielo de los casquetes polares, la disminución de la superficie cubierta por nieve o por hielo y la muerte de muchas especies, entre otras.
Si los gases de efecto invernadero siguen aumentando, la temperatura de la Tierra también lo hará.
EVIDENCIAS DE DEGRADACIÓN DE LA CAPA DE OZONO
La capa de ozono es una capa profunda de la estratósfera que rodea la Tierra y protege todo nuestro planeta de gran parte de la radiación ultravioleta. A lo largo de los años, la capa de ozono se ha visto afectada por las actividades humanas. El agujero de la capa de ozono es una de las consecuencias de ello, es una zona donde la cantidad de ozono está reducida de manera anormal. Para evitar la continua degradación de la capa, se recomienda corroborar que los productos que se compran estén libres de compuestos dañinos, no utilizar productos que contengan sustancias que alteren la capa de ozono, como cloro y bromo y, sustituir los extintores que usen gas halón por aquellos elaborados a base de agua, gas carbónico, nitrógeno o argón.
El ozono es un gas de color azul conformado por tres átomos de oxígeno en cada una de sus moléculas.
Se le llama compuesto o molécula orgánica a las sustancias químicas que están compuestas por carbono y forman enlaces carbono-carbono-carbono-oxígeno. La principal característica de estos compuestos es que pueden ser combustibles.
Existen dos tipos o series de compuestos orgánicos: la serie acíclica, que comprende los compuestos cuyos carbonos están unidos formando cadenas abiertas, ramificadas o no, y la serie cíclica, que comprende los compuestos cuyos carbonos forman cadenas cerradas, anillos o ciclos. Los anillos formados exclusivamente por átomos de carbono se llaman homocíclicos o isocíclicos y, si contienen algún átomo de otro elemento, se llaman heterocíclicos. Entre los primeros, merece especial mención el anillo bencénico, que constituye el núcleo de los compuestos de la llamada serie armática.
Los compuestos acíclicos se denominan alifáticos debido a que los primeros compuestos de este tipo que se estudiaron fueron los ácidos grasos (del griego aliphos, grasa).
Todos los combustibles son compuestos orgánicos.
Los átomos de carbono se denominan primarios, secundarios, terciarios o cuaternarios según estén enlazados a uno, dos, tres o cuatro átomos de carbono.
En química orgánica existen varios agrupamientos de átomos a los que corresponden propiedades características. Estos agrupamientos se llaman grupos funcionales; y de los compuestos cuya molécula contiene un determinado grupo funcional se dice que pertenecen a la misma función química. Así, por ejemplo, un compuesto posee la función aldehído cuando en su molécula tiene el grupo funcional CHO. El resto de la molécula se denomina radical, y puede influir en la reactividad del grupo funcional.
No obstante, cuando se formulan reacciones de los grupos funcionales es frecuente representar el radical escribiendo simplemente R o Ar, según se trate de un radical hidrocarbonado o un radical aromático.
Finalmente, una misma molécula puede contener varias funciones de la misma clase (función múltiple) o bien diversas funciones de distinta clase (función mixta).
Los átomos de carbono se denominan primarios, secundarios, terciarios o cuaternarios según estén enlazados a uno, dos, tres o cuatro átomos de carbono.
Los alcanos son compuestos que están formados solo por enlaces entre átomos de carbono e hidrógeno. Comúnmente se los suele llamar también hidrocarburos.
El alcano más simple es el metano, cuya fórmula molecular es CH4. Admitiendo la tetravalencia del carbono y la monovalencia del hidrógeno, solamente es posible una estructura para el metano:
El alcano con dos átomos de carbono, el etano, tiene por fórmula molecular C2H6. Su fórmula estructural es:
Cuando el número de átomos de carbono es n, su fórmula molecular es CnH2n+2. Los alcanos pueden suponerse derivados del metano por sustitución sucesiva de un hidrógeno por un grupo metilo, CH3.
Los alcanos pueden ser de cadena lineal o de cadena ramificada. En la cadena normal cada átomo de carbono está unido directamente a lo sumo a otros dos, es decir, los carbonos son primarios o secundarios; en las cadenas ramificadas existen también átomos de carbono terciarios o cuaternarios:
El metano es el alcano más simple.
Una cadena ramificada se puede considerar como una cadena normal en la que la parte de sus átomos de hidrógeno han sido sustituidos por grupos CnH2n+1, que se denominan cadenas laterales.
Dado que la fórmula estructural desarrollada ocupa mucho espacio, para los alcanos de cadena larga se acostumbra usar la fórmula estructural abreviada, que se escribe poniendo entre paréntesis las cadenas laterales (y los sustituyentes) para indicar que esos átomos o grupos están directamente unidos al átomo de carbono precedente no escrito entre paréntesis. Por ejemplo, la última fórmula que hemos escrito en forma desarrollada, en forma abreviada se escribiría:
CH3 CH(CH3)CH2 C(CH3)3
Nomenclatura de los alcanos
Los primeros químicos nombraban en general los compuestos haciendo referencia a su origen. Esto dio lugar a una nomenclatura vulgar que, en muchos casos, aún se emplea. A medida que fue aumentando el número de compuestos orgánicos conocidos se fue haciendo evidente la necesidad de sistematizar la nomenclatura, de manera que el nombre de un compuesto reflejara su estructura. La nomenclatura actual se basa en la establecida en el Congreso de Química de Ginebra de 1892 (nomenclatura de Ginebra), que ha sido revisada repetidas veces, siendo las últimas reglas las que recomendó en 1957 la Comisión de Nomenclatura de la Unión Internacional de Química Pura y Aplicada (IUPAC). En esta obra seguiremos el sistema de la IUPAC, aunque usaremos nombres vulgares cuando éstos estén muy arraigados.
Los cuatro primeros alcanos tienen nombres especiales (relacionados con su historia); a partir del quinto término se nombran según el prefijo griego o latino correspondiente al número de átomos seguido de la terminación -ano.
Los alcanos de cadena normal se indican colocando una n delante del nombre (n-butano) cuando se los quiere diferenciar de los que tienen el mismo número de átomos de carbono pero cadena ramificada en el primer enlace, a los que se antepone el prefijo iso- (iso-butano).
Los radicales monovalentes que se forman eliminando un átomo de hidrógeno de un carbono extremo de un alcano se denominan radicales alquilo. El nombre de cada radical se obtiene cambiando el sufijo -ano del nombre del alcano por -ilo, o bien por -il si el nombre del radical antecede en el nombre del compuesto (por ejemplo, el radical metilo o metil es CH3).
Para nombrar a los hidrocarburos ramificados se elige la cadena más larga y el compuesto se nombra como derivado de ese alcano de cadena normal. La cadena de carbonos se numera de un extremo a otro, eligiendo empezar por el extremo que permita que los números usados para ubicar las cadenas laterales sean lo más bajos posible. Por ejemplo, el 2-etil-3-metil-pentano sería:
Al examinar las fórmulas de los alcanos se observa que dos cualesquiera de ellos se diferencian en uno o más CH2. Una serie de compuestos en la que, como en las parafinas, los sucesivos términos se diferencian en un CH2 se denomina serie homóloga, denominándose homólogos los términos de la misma.
Los constantes físicas (densidad, solubilidad, punto de fusión, índice de refracción, etc.) de los términos de una misma serie homóloga suelen variar de un modo continuo con el aumento del peso molecular, sobre todo los puntos de fusión y de ebullición.
Propiedades generales de los alcanos
Las propiedades físicas de los alcanos siguen la gradación propia de los términos de una serie homóloga. Los cuatro primeros términos de los alcanos normales son gaseosos, del 5 al 16 son líquidos y los términos superiores, sólidos. Son incoloros e inodoros, insolubles en agua, miscibles entre sí y fácilmente solubles en disolventes orgánicos, tales como éter, sulfuro de carbono, benceno, etc. Fácilmente combustibles, arden con llama tanto más luminosa cuanto mayor es el número de carbonos de su molécula. Son estables y químicamente inertes puesto que a temperatura ambiente no son atacados por los ácidos ni las bases fuertes; ésta es la razón por la que se les denomina también parafinas (poca afinidad). Los halógenos se combinan con ellos por sustitución, formándose el derivado halogenado y el hidrácido correspondiente. Así, el metano reacciona con gas cloro dando cloruro de metilo y cloruro de hidrógeno:
CH4 + Cl2 → CH3Cl + HCl
El proceso puede proseguir hasta la sustitución de todos los hidrógenos por átomos de Cl, formándose tetracloruro de carbono.
El alcano más importante es el metano, que es muy estable, ya que sólo empieza a descomponerse por encima de los 600 °C.
Los alcanos son incoloros, inoloros e insolubles en agua.
Estado natural de los alcanos
Los alcanos son compuestos muy abundantes en la naturaleza. El primer término de la serie, el metano, se desprende en los pantanos como producto de la descomposición de sustancias orgánicas por acción de bacterias anaerobias (es decir, en ausencia de aire); de ahí su antiguo nombre de gas de los pantanos. También se desprende en las minas de carbón (grisú), donde puede provocar peligrosas explosiones. Es el principal componente del gas natural, cada día más utilizado por ser un combustible limpio y de elevado poder calorífico. Los demás alcanos se hallan contenidos en el gas natural y en el petróleo, del que pueden obtenerse muchos hidrocarburos saturados por destilación fraccionada. El propano y el butano son constituyentes del gas natural y del gas de los pozos petrolíferos, de los cuales se pueden separar por fraccionamiento. Se utilizan como combustibles, comercializándose licuados bajo presión en bombonas, a diferencia del gas natural, que se suministra por cañerías.
Un conjunto de átomos enlazados de un modo especifico que genera un conjunto de propiedades químicas que caracterizan a una familia de compuestos. Los compuestos que poseen el mismo grupo funcional se concentran en una misma familia y en química orgánica existen decenas de familias. En este artículo analizaremos cada una de las familias de compuestos orgánicos.
Alcanos
Grupo de compuestos formados únicamente por carbonos e hidrógenos unidos mediante enlaces simples, de modo que todos los carbonos de un alcano poseen hibridación sp3. Los representantes más simples de esta familia son el metano, el etano, el propano, y el butano, que son gases empleados como combustibles domésticos e industriales. En la forma general, los alcanos se representan como R-H.
Los compuestos orgánicos están formados por moléculas compuestas por átomos de carbono y oxígeno.
Alquenos
Familia de compuestos que contienen un doble enlace entre carbonos, el resto son enlaces simples a otros carbonos e hidrógenos. El eteno, propeno y buteno son ejemplos de alquenos. En forma general, los alquenos se representan como: CnH2n
Cabe señalar que en la formula general, los carbonos con doble enlace pueden estar unidos a un grupo R y a un, o también a dos grupos R o incluso a dos hidrogenos; en este último caso se tratará de la molécula del eteno, un gas que se utiliza para hacer madurar frutos, como anestésicos y también como precursor del polietileno.
Alquinos
Son moléculas que contienen triple enlace de carbonos el resto de los enlaces son simples ya sea entre carbonos o de estos con hidrógenos. Su representación general es: CnH2n-2
Aldehídos
En el extremo de la molécula contiene un carbonilo unido a un hidrogeno. El grupo
carbonilo es un carbón unido a oxigeno mediante un doble enlace (C=O).
Cetonas
También poseen un grupo carbonilo pero éste se encuentra en su interior de la cadena de modo que está directamente unido a dos átomos de carbono a diferencia de los aldehídos en las cetonas el carbono carboxílico no cuenta con uniones a átomos de hidrogeno.
Alcoholes
Se caracterizan por tener un grupo OH hidroxilo unido mediante un enlace simple a un carbono. Se representan en forma general como R-OH.
Seguramente es familiar la palabra alcohol, ya que uno de ellos, el etanol, es el famoso alcohol de farmacia y también el que contienen las bebidas alcohólicas y algunos otros alimentos y medicamentos.
El alcohol que poseen las bebidas alcohólicas es el etanol.
Éteres
Molécula que contiene oxígeno en su estructura, unido mediante enlace simple a dos carbonos de modo que forma parte de una cadena carbonatada. Dicho de otra forma, el oxígeno se encuentra en medio interrumpiendo la cadena de carbonos. Su fórmula general es R-O-R.
Ácidos carboxílicos
Estas moléculas también contienen un grupo carbonilo en el extremo de la molécula que está unido a un grupo hidroxilo. A la combinación entre el grupo carbonilo y el hidroxilo se le conoce como grupo carboxilo y es propio de esta familia de compuestos.
Siempre nos resulta interesante una explosión de fuegos artificiales, disfrutamos el brillo, los colores y la iluminación del cielo delante de nuestros ojos. ¿Y esto tiene algo que ver con química? Pues sí, la química está involucrada íntimamente con numerosos procesos que están presentes en nuestra cotidianidad, el destello de luces que observamos cuando explotan los fuegos artificiales no es más que un proceso de combustión, en el que la pólvora interactúa con oxígeno y un iniciador que propicia la ignición.
Fuegos artificiales, un espectáculo de combustión.
Cuando hablamos de un proceso de combustión nos referimos a una reacción química, de carácter exotérmico, que involucra un cambio de estado de oxidación, en el cual hay una transformación de la materia para producir energía y esta puede apreciarse en forma de luz o calor. La cual necesita de tres actores principales: El comburente, es aquel agente que provoca se lleve a cabo la oxidación, el oxígeno (O2). El combustible, un material que contiene fundamentalmente carbono, en estado sólido, líquido o gaseoso, este es que es el que se quema. Y el iniciador, que pudiera ser calor o temperatura, y que representa la energía de activación para que el proceso pueda llevarse a cabo.
La energía eléctrica puede generarse gracias a un proceso de combustión.
Una reacción química es exotérmica cuando se genera un desprendimiento de energía en la transformación de reactivos a productos.
Todo es cuestión de oxígeno.
Los tres actores mencionados anteriormente (combustible comburente e iniciador), son los protagonistas de la escena principal. Es necesaria la presencia de todos o el proceso no podrá llevarse a cabo. En caso de tener solo el combustible y el comburente, sin la presencia de un iniciador, la combustión no será inducida. Todo es cuestión de oxígeno (O2), pues si existe una deficiencia de este, el carbono no se oxidará por completo, de forma que producirá compuestos con bajo estado de oxidación como el monóxido de carbono (CO), compuestos no quemados o incluso parte de combustible, a este se le denomina combustión incompleta, pues el combustible no fue quemado por completo. Mientras que cuando se producen compuestos con mayor estado de oxidación, todo el carbono presente en el combustible se transforma en dióxido de carbono (CO2) y el hidrógeno en agua (H2O), se denomina combustión completa, pues el combustible se quemó en su totalidad.
Las industrias utilizan a diario la combustión.
Ahora bien, la elección entre la combustión completa e incompleta, será de acuerdo a las necesidades, en algunos casos la energía necesaria implica la incineración total del combustible.
Sin embargo en diversos casos industriales se desea transformar la materia prima en pequeñas fracciones que sirvan como alternativas energéticas para cubrir la demanda de otros procesos. Por ejemplo la producción de otros gases inflamables, que permitan la obtención de una energía controlada con respecto a la obtenida cuando el proceso es completo.
Como hemos visto, la combustión, representa uno de los procesos químicos que más está relacionado con todo lo que nos rodea, existen muchos ejemplos de la vida diaria que involucran este fenómeno, pues evidentemente necesitamos energía para desarrollar todas nuestras actividades, que van desde labores sencillas en el hogar hasta aplicaciones a nivel industrial.
La combustión es parte del uso cotidiano.
Por ejemplo, cuando necesitamos desplazarnos de un lugar a otro por motivo de viaje, para ir al trabajo, a la escuela o a grandes distancias, generalmente la vía que escojamos utiliza combustible fósil a excepción de los trenes y autos eléctricos. La gasolina es el combustible que se usa con más frecuencia, es una mezcla de hidrocarburos, que al combinarse con oxígeno y una fuente de ignición, se quema y produce energía, la cual es almacenada y distribuida para permitir el cumplimiento de las diversas funciones.
Metano, el hidrocarburo más simple.
Los hidrocarburos son moléculas formadas principalmente por carbono e hidrógeno.
El monóxido de carbono (CO2) es tan tóxico, que es capaz de interrumpir el transporte de oxígeno en la sangre de los seres vivos, provocando un envenenamiento de la misma. Y como sin oxígeno no hay vida, te recomendamos tener mucho cuidado con este gas incoloro.
CALENTAMIENTO GLOBAL
Efecto del calentamiento global
¡Pero no todo es energía! En la transformación de la materia hay reacciones de desecho, dando lugar a productos no deseados como gases altamente tóxicos, tanto que pueden llegar a ser perjudiciales para los seres vivos, entre los cuales podemos destacar el monóxido de carbono (producto de la combustión incompleta) y el dióxido de carbono (producto de combustión completa). Estos gases son contaminantes de la atmosfera, ya que participan en el calentamiento global, el efecto invernadero, la lluvia ácida y otras alteraciones ambientales.
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