ENERGIA QUIMICA
ALIMENTOS
EFICIENCIA DE UN MOTOR DE COMBUSTION INTERNA
EFECTO INVERNADERO
LLUVIA ACIDA
CICLO DEL CARBONO
CICLO DEL NITROGENO
BALANCEO DE ECUACIONES DE COMBUSTION

ENERGIA QUIMICA ALMACENADA

La energía química se halla de muchas maneras: es aquella que hace fluir a los electrones como corriente eléctrica,o bien, está acumulada en los enlaces químicos o en la excitacón térmica de las moleculas, es también la que aparece por existir una diferencia de concentración de alguna sustancia y, otras más. de cualquier forma, esta energía se puede transformar en diversas manifestaciones de energía.

CALOR LIBERADO AL QUEMAR COMBUSTIBLES

¿Qué manifestaciones se producen al quemar combustibles? ¿Qué ciencia las estudia?

Cuando queremos quemar leña, buscamos un cerillo, un encendedor o simplemente prendemos un papel, con la cuál se comienzan a prender las astillas de la madera, las cuáles harán que arda la leña. El calor liberado por el papel ardiendo hace que las astillas se quemen y éstas, a su vz, enciendan la leña. Este es un fenómeno cotidiano, pero al que poca gente le presta atención. Sin embargo, no sólo estamos interesados en este proceso, también queremos saber que tipo de energía se desprende al efectuarse esta reacción química de combustión.

LA TERMOQUÍMICA

Es la rama de la química encargada del estudio del calor que interviene en las reacciones químicas. El calor liberado en las reacciones químicas tiene muchas aplicaciones en la vida diaria. Gases como el Metano, Etano, Propano y Butano pueden reaccionar con el oxígeno del aire (decimos que hay una combustión).

El Acetileno que también es un gas, al reaccionar con el oxígeno del aire desprende luz y mucho calor, que incluso puede fundir metales por lo que se utiliza para soldar y cortar metales. La temperatura de la llama obtenida al reaccionar el acetileno con el oxígeno en el llamado SOPLETE OXIACETILENICO puede llegar entre 3000 o 3500 ºC.

Se ha comprobado experimentalmente que la cantidad de energía calorífica desprendida o absorbida en las reacciones no es arbitraria, depende de la clase de combustible y de los productos de la reacción, de las cantidades empleadas así como de la temperatura y presión.

ALIMENTOS

LA vida sin energía es imposible. No hay ningún sistema viviente que pueda permanecer vivo por mucho tiempo sin algún tipo de combustible, es decir, el alimento que lo mantenga vivo.

Para que un organismo pueda desarrollarse de manera optima, requiere de cierta cantidad de alimento, el cuál debe consumirse en forma balanceada para que logre su propósito.

EFICIENCIA DE UN MOTOR DE COMBUSTION INTERNA

LA mayoría de los vehículos en que te transportas para ir a la escuela, o para realizar tus actividades cotidianas, funcionan mediante un motor de combustión interna llamado también motor de explosión, debido a que la combustión la realiza en su interior. Son máquinas térmicas cuyo fin es transformar en trabajo el calor generado por un combustible, en este caso la gasolina, diesel o gas natural.

Motor de combustión interna de cuatro tiempos o Ciclo de OTTO

DIOXIDO DE CARBONO O CALENTAMIENTO GLOBAL DEL PLANETA

En la atmósfera el dióxido de carbono se encuentra en una proporción de 0.03 a 0.04% en la composición del aire. Se origina, junto con otros, por los gases que expelen los volcanes, como resultado de la respiración animal y vegetal, por la combustión de muchas sustancias y por la descomposición de plantas y animales muertos.

PROPIEDADES FISICAS

Es un gas más denso que el aire, muy soluble en agua, fácilmente se licua y solidifica formando un sólido de color blanco, llamado hielo seco.

PROPIEDADES QUIMICAS

No es combustible, tampoco favorece la combustión; disuelto en agua se comporta como un ácido débil y se combina con los hidróxidos para formar carbonatos. Se calcula que el aumento de CO2 en la atmósfera, desde principios del siglo hasta el presente, ha aumentado la temperatura del planeta en 0.275 ºC, aproximadamente. Las emisiones de dióxido de carbono procedentes de los combustibles orgánicos del año 2000 serán tres veces mayores a las de 1965. Se cree que para principios del siglo XXI el aumento de la temperatura mundial será de 0.49 ºC. Estas cifras parecen pequeñas, hasta que se compara con la última era glacial, la cual sobrevino por un descenso de únicamente 2º a 2.5 ºC. Existe mucha controversia acerca de este punto; sin embargo, lo real es que la contaminación del aire está afectando el clima mundial y no se conoce hasta qué punto. Debido a esto diversas naciones han manifestado preocupación y existe interés en solucionar el problema de la contaminación.

EFECTO INVERNADERO

El efecto invernadero es un fenómeno atmosférico que se manifiesta por la retención del calor que proviene directamente del Sol, así como del que se refracta del suelo después de que el Sol lo ha calentado. Esta retención de calor –semejante a la que se realiza en los invernaderos–, es aumentada por contaminantes como el dióxido de carbono, que al acumularse cerca de la superficie terrestre, impide que el calor se disipe en las capas atmosféricas. Con el efecto invernadero se permite que el dióxido de carbono tenga la capacidad de actuar como condensador de calor. A partir de la revolución industrial, este gas se encuentra en mayores cantidades, a tal grado que en la actualidad existe 25% más que en los inicios del siglo pasado. Este incremento de dióxido de carbono ha tenido como consecuencia el aumento de la temperatura atmosférica, el que no es homogéneo, ya que:

1) La distribución de tierra y agua es desigual. En el hemisferio sur es menor la presencia de tierras.

2) Las estaciones del año y la producción de vegetación incide en los aportes y consumos de calor.

3) La biomasa disminuye la cantidad de dióxido de carbono y la liberación de oxígeno. Se sabe que fenómenos climatológicos, como "el niño", vientos, tormentas, nubes, lluvia, nieve, así como los cambios de energía asociados a ellos, dependen en gran parte de este equilibrio del calor. Sin embargo, el hombre lo ha modificado al añadir dióxido de carbono a la atmósfera.

NOTA: PUEDES VER UNA ANIMACION EN FLASH DEL EFECTO INVERNADERO EN LA SECCCIÓN BIOLOGÍA - ECOLOGIA

DIOXIDO DE AZUFRE Y DIOXIDO DE NITROGENO

El dióxido de azufre o anhídrido sulfuroso (SO2) se presenta en el aire como resultado de procesos naturales (gases volcánicos) y de las actividades del hombre. En países industrializados proviene principalmente de la combustión de materiales que contienen azufre y de la fusión de metales no ferrosos. Posteriormente, el dióxido de azufre se dispersa en el aire y reacciona con otras sustancias. Cuando la concentración es alta, produce efectos colaterales. Carbón y petróleo son sustancias que contienen azufre; cuando estos materiales se queman se desprenden compuestos como el dióxido de azufre, en forma de gas. La reacción que se lleva a cabo es la siguiente:

2 SO2 + O2 --------> 2SO3 Reacción de la combustión

2 SO3 + 2 H2O --------> 2 H2SO4 Reacción con el medio ambiente

Por su parte el dióxido de nitrógeno (NO2) Los óxidos de nitrógeno se forman principalmente por la combustión de compuestos que contienen nitrógeno, asimismo de los provenientes de la quema de carbón y combustibles con poco refinamiento como el petróleo diáfano y el combustóleo, utilizados principalmente en la industria y plantas generadoras de electricidad. Esta sustancia es nociva y produce desde un olor desagradable e irritación de las vías respiratorias, hasta una congestión pulmonar grave que puede causar la muerte.

En la industria química, las chimeneas de una planta de ácido nítrico producen un penacho pardo de dióxido de nitrógeno y suele constituir un serio problema para los habitantes de las zonas donde se ubican, ya que provoca enfermedades crónicas en las vías respiratorias.

LLUVIA ACIDA

Es la acidez manifiesta en algunas precipitaciones la cual se debe a los ácidos carbónico, sulfúrico y nítrico formados por la combinación del dióxido de carbono, óxidos de azufre y óxidos de nitrógeno con la lluvia o la humedad del ambiente. Con el aumento de estos gases en 25% con relación a épocas preindustriales, el agua de lluvia llega a ser 1000 veces más ácida que el agua pura. Incluso, en zonas altamente industrializadas, la acidez ha llegado a ser 10 000 veces mayor; en estos casos, las precipitaciones son más ácidas que el jugo de limón.

Las oxidaciones de los gases emitidos por industrias y su combinación con el agua de lluvia, producen una lluvia ácida de gotas muy pequeñas con cierta cantidad de ácido carbónico, sulfúrico y nítrico. Si encuentra partículas de polvo que sean básicas, la acidez disminuirá al ser neutralizada.

La acidez de las lluvias sobre animales y plantas causa graves daños, incluso afecta la fauna acuática que habita donde llega agua acidificada; algunos lagos han alcanzado una acidez de 3000 veces más que el agua pura. La lluvia ácida daña las construcciones, principalmente las más antiguas. Afecta también las hojas y raíces de las plantas y produce irritación en los ojos.

.

..

BALANCEO DE ECUACIONES

El balanceo de las ecuaciones se realiza con el fin de cumplir la ley de la conservación de la materia, enunciada por Lavoisier: "La materia no se crea ni se destruye en los cambios químicos, sólo se transforma".

Las ecuaciones químicas que se verán a continuación se equilibran por medio de balanceo, por tanteo o por inspección, es decir, tratan de balancear el número de átomos de cada elemento y, además, tener el mismo número de átomos en ambos lados de la ecuación.

Para ello se sugieren los siguientes lineamientos que, como tales, no constituyen reglas.

a) Escribir las fórmulas correctas de los reactivos y productos; una vez hecho lo anterior, no se deben cambiar durante el siguiente paso de balanceo. Ejemplo:

b) Elegir el compuesto que tenga el mayor número de átomos de un elemento, ya sea un reactivo o un producto. Por lo general, puede ser hidrógeno u oxígeno. Para balancear hay que colocar un coeficiente tentativo a la fórmula del elemento o compuesto.

Si se coloca, en este caso, un 2 al monóxido de carbono (2CO), se tendrían 2 átomos de carbono y 2 átomos de oxígeno, por lo que deberá aparecer la misma cantidad de átomos en el lado izquierdo de la ecuación. Si no se coloca ningún coeficiente delante de una fórmula, se supone que es uno. De ninguna manera se deberá cambiar la fórmula correcta de un compuesto para balancear la ecuación; únicamente los coeficientes.

c) Los radicales (iones poliatómicos) en las ecuaciones químicas, se balancean como si fuesen una sola unidad (cuando los hay).

d) Verificar todos los coeficientes para comprobar que sean números enteros y que estén en la menor proporción posible. Si los coeficientes son fracciones, entonces todos ellos deberán multiplicarse por algún número; de modo que todos, incluida la fracción, queden expresados en números enteros.

e ) El coeficiente se reduce a la relación menor posible; por ejemplo. si los coeficientes son 4, 8 ---------------------> 2, 4 pueden reducirse dividiéndose entre 2 para la relación más baja:

f) Para comprobar si la ecuación quedó correctamente balanceada por tanteo o por inspección, se coloca una palomita encima de cada átomo que se compruebe, en ambos lados de la ecuación.

(Ecuación balanceada, cumple con la ley de la conservación de la materia).

Profr. Ricardo Caudillo