UTEL Tarea #1 Introduccion a La Quimica Fulvio Menconi 000053510

8/17/2019 UTEL Tarea #1 Introduccion a La Quimica Fulvio Menconi 000053510

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Nombre de la materia

Química.

Nombre de la Licenciatura

Ingeniería Industrial.

Nombre del alumno

Fulvio Menconi Cardin.

Matrícula

000033510

Nombre de la Tarea

Importancia de la Química.

Unidad #1

Introducción a la Química.

Nombre del Tutor

Osvaldo Ivan Bello Hernandez.

Fecha

15-03-2016

1


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Unidad #: 1

Introducción a la química

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Instrucciones:Elige 7 sustancias de la tabla anterior, identifica las siguientes características de cada una de ellas e integra lainformación en una presentación.

1. Si se trata de un elemento o compuesto.2. El estado de la materia que presenta.3. Los cambios físicos o químicos que presenta (cambios de fase) y a qué condiciones de presión y

temperatura.4. Menciona una aplicación en ingeniería e incluye una imagen.

Sustacias:

1. Oxigeno.2. Cobre.3. Amoniaco.4. Carbono.5. Acido sulfurico.6. Calcio.7. Aluminio.

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Unidad #: 1


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Oxigeno.

1.- Oxígeno: O, elemento, estado Gaseoso.______________________________________________

Elemento químico gaseoso, símbolo O, número atómico 8 y peso atómico 15.9994. Es de gran interés por serel elemento esencial en los procesos de respiración de la mayor parte de las células vivas y en los procesosde combustión. Es el elemento más abundante en la corteza terrestre. .El oxígeno forma parte del grupo delos anfígenos en la tabla periódica y es un elemento no metálico altamente reactivo que formafácilmente compuestos (especialmente óxidos) con la mayoría de elementos, excepto con los gasesnobles helio y neón. Asimismo, es un fuerte agente oxidante y tiene la segunda electronegatividad más alta detodos los elementos, solo superado por el flúor .1 Medido por su masa, el oxígeno es el tercer elemento másabundante del universo, tras el hidrógeno y el helio, y el más abundante en la corteza terrestre, formandoprácticamente la mitad de su masa. Debido a su reactividad química, el oxígeno no puede permanecer en la

atmósfera terrestre como elemento libre sin ser reabastecido constantemente por la acción fotosintética de losorganismos que utilizan la energía solar para producir oxígeno elemental a partir del agua. El oxígenoelemental O2 solamente empezó a acumularse en la atmósfera después de la aparición de estos organismos,aproximadamente hace 2500 millones de años. El oxígeno diatómico constituye el 20,8 % del volumen dela atmósfera terrestre, a parte (en volumen) del aire es oxígeno. Dado que constituye la mayor parte de lamasa del agua, es también el componente mayoritario de la masa de los seres vivos. Muchas de lasmoléculas más importantes que forman parte de los seres vivos, como las proteínas, los ácidos nucleicoslos carbohidratos y los lípidos, contienen oxígeno, así como los principales compuestos inorgánicos queforman los caparazones, dientes y huesos animales. El oxígeno elemental se producepor cianobacterias, algas y plantas, y todas las formas complejas de vida lo usan para su respiración celularEl oxígeno es tóxico para los organismos de tipo anaerobio obligado, las formas tempranas de vida quepredominaban en la Tierra hasta que el O2 comenzó a acumularse en la atmósfera. Otra forma (alótropa) de

oxígeno, el ozono (O3), ayuda a proteger la biosfera de la radiación ultravioleta a gran altitud, en lallamada capa de ozono, pero es contaminante cerca de la superficie, donde es un subproducto del esmog. Aaltitudes aún mayores de la órbita baja terrestre, el oxígeno atómico tiene una presencia significativa y causaerosión en las naves espaciales.

En condiciones normales de presión y temperatura, el oxígeno es un gas incoloro e inodoro con fórmulamolecular O2, en el que dos átomos de oxígeno se enlazan con una configuración electrónica en estadotriplete. Este enlace tiene un orden de enlace de dos y se suele simplificar en las descripciones comoun enlace doble o como una combinación de un enlace de dos electrones y dos enlaces de tres electrones.

Propiedades físicas

_______________________________________________________________________________

El oxígeno es más soluble en agua que el nitrógeno; esta contiene aproximadamente una molécula de O2 pocada dos moléculas de N2, comparado con la proporción en la atmósfera, que viene a ser de 1:4. Lasolubilidad del oxígeno en el agua depende de la temperatura, disolviéndose alrededor del doble (14,6 mg•L−1

a 0 °C que a 20 °C (7,6 mg•L−1). A 25 °C y 1 atmósfera de presión, el agua dulce contiene alrededor de6,04 mililitros (ml) de oxígeno por litro, mientras que el agua marina contiene alrededor de 4,95 ml por litro. A5 °C la solubilidad se incrementa hasta 9,0 ml (un 50 % más que a 25 °C) por litro en el agua y 7,2 ml (45 %más) en el agua de mar.

3

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tps://es.wikipedia.org/wiki/Grupo_de_la_tabla_peri%C3%B3dica


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Unidad #: 1


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El oxígeno se condensa a 90,20 K (−182,95 °C, −297,31 °F) y se congela a 54,36 K (−218,79 °C−361,82 °F). Tanto el O2 líquido como el sólido son sustancias con un suave color azul cielo causado pola absorción en el rojo, en contraste con el color azul del cielo, que se debe a la dispersión de Rayleigh de laluz azul. El O2 líquido de gran pureza se suele obtener a través de la destilación fraccionada de aire

licuado. El oxígeno líquido también puede producirse por condensación del aire, usando nitrógeno líquidocomo refrigerante. Es una sustancia altamente reactiva y debe separarse de sustancias inflamables. El 55 %de la producción mundial de oxígeno se consume en la producción de acero Otro 25 % se dedica a la industriaquímica. Del 20 % restante la mayor parte se usa para aplicaciones medicinales, oxicorte, como oxidanteen combustible de cohetes y en tratamiento de aguas.38

Medicina: Oxigenoterapia

_______________________________________________________________________________

El propósito esencial de la respiración es tomar el O2 del aire y, en medicina, se usan suplementos deoxígeno. El tratamiento no solo incrementa los niveles de oxígeno en la sangre del paciente, sino que tiene elefecto secundario de disminuir la resistencia al flujo de la sangre en muchos tipos de pulmones enfermos,

facilitando el trabajo de bombeo del corazón. La oxigenoterapia se usa para tratar el enfisema, la neumoníaalgunas insuficiencias cardíacas, algunos desórdenes que causan una elevada presión arterial pulmonar ycualquier enfermedad que afecte a la capacidad del cuerpo para tomar y usar el oxígeno.

Los tratamientos son lo suficientemente flexibles como para ser usados en hospitales, la vivienda del pacienteo, cada vez más, con instrumentos móviles. Así, las tiendas se solían usar como suplementos de oxígenopero han ido sustituyéndose por las máscaras de oxígeno y las cánulas nasales. La medicina hiperbárica (dealta presión) usa cámaras especiales de oxígeno para aumentar la presión parcial del O2 en el paciente ycuando son necesarias, en el personal médico. La intoxicación por monóxido de carbonola mionecrosis (gangrena gaseosa) y el síndrome de descompresión a veces se tratan con estos aparatos. Eaumento de la concentración del O2 en los pulmones ayuda a desplazar el monóxido de carbono dehemogrupo de hemoglobina. El oxígeno es tóxico para la bacteria anaerobia que causa la gangrena gaseosa

de manera que aumentar su presión parcial ayuda a acabar con ellas.

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El síndrome de descompresión lessucede a los buzos que salen demasiado rápido del mar, lo que resulta en la formación de burbujas de gasinerte, sobre todo nitrógeno, en su sangre. También se usa oxígeno para pacientes que necesitan ventilaciónmecánica, normalmente a concentraciones superiores al 21 % encontrado en el aire ambiental. Por otra parte,el isótopo 15O se usó de forma experimental en la tomografía por emisión de positrones.

Industria

_______________________________________________________________________________

La mayor parte del O2 producido con propósito comercial se utiliza para la fundición del Hierro en acero.

La fundición de mena de hierro en acero consume el 55 % del oxígeno producido comercialmente. En esteproceso, el O2 es inyectado mediante una lanza de alta presión en el molde de hierro, que expulsa las

impurezas de Azufre y el exceso de Carbono, en forma de sus respectivos óxidos, SO2 y CO2. Las reaccionesson exotérmicas y la temperatura asciende hasta los 1700 Cº. Otro 25 % de este oxígeno se dedica a laindustria química. El etileno reacciona con el O2 para crear óxido de etileno, que, a su vez, se convierteen etilenglicol, el material usado como base para fabricar una gran variedad de productos,incluyendo anticongelantes y polímeros de poliéster (los precursores de muchos plásticos y textiles).

El oxígeno se usa en el oxicorte quemando acetileno con O2 para producir una llama muy caliente. En esteproceso, el metal de hasta 60 centímetros de grosor se calienta primero con una pequeña llama deoxiacetileno para después ser rápidamente cortado por un gran chorro de O2. 4

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Unidad #: 1


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Cobre.

2.- Cobre: Cu, elemento, se presenta en la naturaleza en estado sólido y es un metal. ________________________________________________________________________________

El cobre, del latín cuprum, cuyo símbolo es Cu, es el elemento químico de número atómico 29. Se trata deun metal de transición de color rojizo y brillo metálico, se caracteriza por ser uno de los mejores conductoresde electricidad (el segundo después de la plata). Gracias a su alta conductividad

eléctrica, ductilidad y maleabilidad, se ha convertido en el material más utilizado para fabricar cableseléctricos y otros componentes eléctricos y electrónicos. El cobre posee varias propiedades físicas quepropician su uso industrial en múltiples aplicaciones, siendo el tercer metal, después del hierro y del aluminiomás consumido en el mundo. Es de color rojizo y de brillo metálico y, después de la plata, es el elemento conmayor conductividad eléctrica y térmica. Es un material abundante en la naturaleza; tiene un precio accesibley se recicla de forma indefinida; forma aleaciones para mejorar las prestaciones mecánicas y es resistente a lacorrosión y oxidación.

La conductividad eléctrica del cobre puro fue adoptada por la Comisión Electrotécnica

Internacional en 1913 como la referencia estándar para esta magnitud, estableciendo el Internationa

Annealed Copper Standard (Estándar Internacional del Cobre Recocido) o IACS. Según esta definición, la

conductividad del cobre recocido medida a 20 °C es igual a 5,80 × 107 S/m. A este valor de conductividad se

le asigna un índice 100 % IACS y la conductividad del resto de los materiales se expresa en porcentaje de

IACS. La mayoría de los metales tienen valores de conductividad inferiores a 100 % IACS pero existen

excepciones como la plata o los cobres especiales de muy alta conductividad designados C-103 y C-110.44

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Unidad #: 1


6

Propiedades mecánicas

________________________________________________________________________________

Tanto el cobre como sus aleaciones tienen una buena maquinabilidad, es decir, son fáciles de mecanizar. Ecobre posee muy buena ductilidad y maleabilidad lo que permite producir láminas e hilos muy delgados yfinos. Es un metal blando, con un índice de dureza 3 en la escala de Mohs (50 en la escala de Vickers) y suresistencia a la tracción es de 210 MPa, con un límite elástico de 33,3 MPa.2 Admite procesos defabricación de deformación como laminación o forja, y procesos de soldadura y sus aleaciones adquierenpropiedades diferentes con tratamientos térmicos como temple y recocido. En general, sus propiedadesmejoran con bajas temperaturas lo que permite utilizarlo en aplicaciones criogénicas.

Propiedades físicas

________________________________________________________________________________

El cobre posee varias propiedades físicas que propician su uso industrial en múltiples aplicaciones, siendo e

tercer metal, después del hierro y del aluminio, más consumido en el mundo. Es de color rojizo yde brillo metálico y, después de la plata, es el elemento con mayor conductividad eléctrica y térmica. Es unmaterial abundante en la naturaleza; tiene un precio accesible y se recicla de forma indefinidaforma aleaciones para mejorar las prestaciones mecánicas y es resistente a la corrosión y oxidación.

Características químicas.

________________________________________________________________________________

En la mayoría de sus compuestos, el cobre presenta estados de oxidación bajos, siendo el más común el +2aunque también hay algunos con estado de oxidación +1.

Expuesto al aire, el color rojo salmón, inicial se torna rojo violeta por la formación de óxido cuproso (Cu2Opara ennegrecerse posteriormente por la formación de óxido cúprico (CuO).45 La coloración azul del Cu+2 sedebe a la formación del ion [Cu (OH2)6]+2.46

Expuesto largo tiempo al aire húmedo, forma una capa adherente e impermeablede carbonato básico (carbonato cúprico) de color verde y venenoso. También puedenformarse pátinas de cardenillo, una mezcla venenosa de acetatos de cobre de color verdoso o azulado que seforma cuando los óxidos de cobre reaccionan con ácido acético, que es el responsable del sabor del vinagre yse produce en procesos de fermentación acética. Al emplear utensilios de cobre para la cocción de alimentosdeben tomarse precauciones para evitar intoxicaciones por cardenillo que, a pesar de su mal sabor, puede seenmascarado con salsas y condimentos y ser ingerido.

Los halógenos atacan con facilidad al cobre, especialmente en presencia de humedad. En seco, el cloro yel bromo no producen efecto y el flúor solo le ataca a temperaturas superiores a 500 °C. El cloruro cuproso y

el cloruro cúprico, combinados con el oxígeno y en presencia de humedad producen ácido clorhídricoocasionando unas manchas de atacamita o paratacamita, de color verde pálido a azul verdoso, suaves ypolvorientas que no se fijan sobre la superficie y producen más cloruros de cobre, iniciando de nuevo el ciclode la erosión.

Los ácidos oxácidos atacan al cobre, por lo cual se utilizan estos ácidos como decapantes (ácido sulfúricoy abrillantadores (ácido nítrico). El ácido sulfúrico reacciona con el cobre formando un sulfuro, CuS (covelina)o Cu2S (calcocita) de color negro y agua. También pueden formarse sales de sulfato cúprico (antlerita) concolores de verde a azul verdoso. Estas sales son muy comunes en los ánodos de los acumuladores deplomo que se emplean en los automóviles. 6

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Aplicaciones y usos del cobre [editar]

Ya sea considerando la cantidad o el valor del metal empleado, el uso industrial del cobre es muy elevado. Esun material importante en multitud de actividades económicas y ha sido considerado un recurso estratégico en

situaciones de conflicto.Cobre metálico Usos en Electricidad y telecomunicaciones.

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El cobre es el metal no precioso con mejor conductividad eléctrica. Esto, unido a su ductilidad y resistenciamecánica, lo han convertido en el material más empleado para fabricar cables eléctricos, tanto de usoindustrial como residencial. Asimismo se emplean conductores de cobre en numerosos equipos eléctricoscomo generadores, motores y transformadores. La principal alternativa al cobre en estas aplicaciones esel aluminio.41

También son de cobre la mayoría de los cables telefónicos, los cuales además posibilitan el acceso a InternetLas principales alternativas al cobre para telecomunicaciones son la fibra óptica y los sistemas inalámbricosPor otro lado, todos los equipos informáticos y de telecomunicaciones contienen cobre en mayor o menormedida, por ejemplo en sus circuitos integrados, transformadores y cableado interno.41

El cobre se emplea en varios componentes de coches y camiones, principalmente los radiadores (gracias a sualta conductividad y resistencia a la corrosión), frenos y cojinetes, además naturalmente de los cables ymotores eléctricos. Un coche pequeño contiene en total en torno a 20 kg de cobre, subiendo esta cifra a 45 kgpara los de mayor tamaño.41

También los trenes requieren grandes cantidades de cobre en su construcción: 1 - 2 toneladas en los trenestradicionales y hasta 4 toneladas en los de alta velocidad. Además las catenarias contienen unas 10 toneladasde cobre por kilómetro en las líneas de alta velocidad.10

Por último, los cascos de los barcos incluyen a menudo aleaciones de cobre y níquel para reducir e

ensuciamiento producido por los seres marinos.El ácido cítrico disuelve el óxido de cobre, por lo que se aplica para limpiar superficies de cobre, lustrando emetal y formando citrato de cobre. Si después de limpiar el cobre con ácido cítrico, se vuelve a utilizar emismo paño para limpiar superficies de plomo, el plomo se bañará de una capa externa de citrato de cobrey citrato de plomo con un color rojizo y negro.

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Amoniaco.

3.- Amoniaco: NH3., compuesto químico, se encuentra en estado gaseoso.

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El amoníaco o gas de amonio es un compuesto químico de nitrógeno con la fórmula química NH3. Esun gas incoloro con un característico olor repulsivo. El amoniaco contribuye significativamente a lasnecesidades nutricionales de los organismos terrestres por ser un precursor de comida y fertilizante. Eamoniaco directa o indirectamente, es también un elemento importante para la síntesis de muchos fármacos ytambién es usado en diversos productos comerciales de limpieza. Pese a su gran uso, el amoniaco escáustico y peligroso. El NH3 hierve a los -33.34 °C a una presión de una atmósfera, esto ayuda a que puedaconservarse en estado líquido, bajo presión a temperaturas bajas. Sin embargo, a temperaturas mayores a

405.5 K (temperatura crítica) ningún aumento en la presión producirá la condensación de este gas. Si lapresión aumenta por encima del valor crítico de 111.5 atm, cualquier aumento por encima de este valoraumenta la compresión de las moléculas del gas, pero no se forma una fase líquida definida. El amoniacocasero o hidróxido de amonio es una solución de NH3 en agua. El amoniaco, a temperatura ambiente, esun gas incoloro de olor muy penetrante y nauseabundo. Se produce naturalmente por descomposición de lamateria orgánica y también se fabrica industrialmente. Es fácilmente soluble y se evapora rápidamenteGeneralmente se vende en forma líquida. La mayor parte (más del 80 %) del amoniaco producido en plantasquímicas es usado para fabricar abonos y para su aplicación directa como abono. El resto es usado entextiles, plásticos, explosivos, en la producción de pulpa y papel, alimentos y bebidas, productos de limpiezadomésticos, refrigerantes y otros productos. También se usa en sales aromáticas. Por su pH alcalino, escapaz de reaccionar con ácidos produciendo sales de amon io.

Propiedades ________________________________________________________________________________

El amoniaco es un gas incoloro con un olor desagradable. Es más ligero que el aire, su densidad es 0.589veces la del aire de la atmósfera. Es fácilmente condensado por sus fuertes puentes de hidrógeno entre lasmoléculas; el líquido hierve a -33.3 °C y se congela a los -77.7 °C en cristales blancos. El amoniaco se puededesodorizar fácilmente reaccionando con bicarbonato de sodio o ácido acético. Ambas reacciones formansales de amoniaco sin olor.

Sólido

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La simetría del cristal es cúbico,Líquido

________________________________________________________________________________

El amoniaco líquido posee fuertes fuerzas ionizantes reflejando su alta constante dieléctrica de 22. Eamoniaco líquido tiene una muy alta entalpía de vaporización (23.35 kJ/mol, cf. agua 40.65 kJ/mol, metano8.19 kJ/mol, fosfina 14.6 kJ/mol) y puede ser usado en laboratorios en vasos no aislados sin refrigeración. 8

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Propiedades disolventes

________________________________________________________________________________El amoniaco es miscible con agua. En una solución acuosa, puede salir con ebullición. La solución acuosa deamoniaco es una base. La concentración máxima de amoniaco en agua tiene una densidad de0.880 g/cm3 (880 kg/m3) y es frecuentemente sabido como 'amoniaco 0.880'. El amoniaco no se quema nsostiene combustión, excepto bajo estrechas mezclas de combustible de 15 a 25 % de aire.

Combustión.

________________________________________________________________________________

Cuando se mezcla con oxígeno, se quema con una llama de color verde amarillento pálido. A una altatemperatura y en la presencia de un catalizador, el amoniaco se descompone en sus elementosconstituyentes. La combustión ocurre cuando la clorina pasa a amonio, formando nitrógeno y cloruro de

hidrógeno; si la clorina está en exceso, se forma el explosivo tricloruro de nitrógeno (NCl 3).

Usos Fertilizante

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Aproximadamente el 83 % del amoniaco en el 2004 se utilizaba como fertilizantes o sales, soluciones oanhídridos. Cuando se aplicaba en suelo, ayudaba a incrementar el rendimiento de los cultivos como el maíz yel trigo. El 30 % del nitrógeno agricultural usado en los Estados Unidos es en forma de anhídrido y en emundo, 110 millones de toneladas se usan cada año.

Precursor de compuestos de nitrógeno

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El amoniaco es directa o indirectamente el precursor de la mayor parte de los compuestos que contienennitrógeno. Virtualmente, todos los compuestos sintéticos de nitrógeno son derivados del amoníaco. Uno de losderivados más importantes el ácido nítrico. El material clave se genera gracias al proceso de Ostwald poroxidación de amoniaco con aire sobre un catalizador de platino, con una temperatura entre 700 °C y 800 °C y9 atmósferas. El óxido nítrico es un intermediario en esta reacción.

NH3 + 2 O2 → HNO3 + H2O

El ácido nítrico es usado para la producción de fertilizantes, explosivos, etc.

Limpiador

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El amoniaco casero es una solución de NH3 en agua (hidróxido de amoniaco) usado con el propósito delimpiar superficies. Uno de sus usos más comunes es limpiar cristal, porcelana y acero inoxidable. También seusa frecuentemente para limpiar hornos y absorbiendo elementos para ablandar en la suciedad. El amoniacocasero tiene una concentración peso de 5 a 10 % de amoníaco.

Fermentación. 9

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Soluciones de amoniaco de entre el 16 % y el 25 % se usan en fermentaciones industriales como fuente denitrógeno para microorganismos y ajustar su pH durante la fermentación.

Agente antimicrobiano para alimentos.

________________________________________________________________________________

En 1895, se sabía que el amoniaco era un antiséptico fuerte. Por esto se requiere 1.4 gramos por litro parapreservar el caldo. En un estudio, amoniaco anhídrido destruyó 99.999 % de bacterias zoonóticas (Zoonosisen tres tipos de alimento para animales. El anhídrido de amoniaco se usa actualmente para eliminarcontaminación microbiana.

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Carbono.

4.- Carbono: C, elemento, solido a temperatura ambiente.

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Es sólido a temperatura ambiente. Dependiendo de las condiciones de formación, puede encontrarse en lanaturaleza en distintas formas alotrópicas, carbono amorfo y cristalino en formade grafito o diamante respectivamente. Es el pilar básico de la química orgánica; se conocen cerca de 16millones de compuestos de carbono, aumentando este número en unos 500.000 compuestos por año, y formaparte de todos los seres vivos conocidos. Forma el 0,2 % de la corteza terrestre. Susformas alotrópicas incluyen, una de las sustancias más blandas (el grafito) y una de las más duras (ediamante) y, desde el punto de vista económico, es de los materiales más baratos (carbón) y uno de los máscaros (diamante). Más aún, presenta una gran afinidad para enlazarse químicamente con otros átomos

pequeños, incluyendo otros átomos de carbono con los que puede formar largas cadenas, y su pequeño radioatómico le permite formar enlaces múltiples. Así, con el oxígeno forma el dióxido de carbono, vital para ecrecimiento de las plantas (ver ciclo del carbono); con el hidrógeno forma numerosos compuestosdenominados genéricamente hidrocarburos, esenciales para la industria y el transporte en la formadecombustibles fósiles; y combinado con oxígeno e hidrógeno forma gran variedad de compuestos como, porejemplo, los ácidos grasos, esenciales para la vida, y los ésteres que dan sabor a las frutas; además esvector, a través delciclo carbono-nitrógeno, de parte de la energía producida por el Sol.

Aplicaciones

El principal uso industrial del carbono es como un componente de hidrocarburos, especialmente loscombustibles fósiles (petróleo y gas). Del primero se obtienen, por destilación enlas refinerías, gasolinas, queroseno y aceites, siendo además la materia prima empleada en la obtención

de plásticos. El segundo se está imponiendo como fuente de energía por su combustión más limpia. Otrosusos son:

El isótopo radiactivo carbono-14, descubierto el 27 de febrero de 1940, se usa en la dataciónradiométrica.

El grafito se combina con arcilla para fabricar las minas de los lápices. Además se utiliza como aditivoen lubricantes. Las pinturas anti-radar utilizadas en el camuflaje de vehículos y aviones militares estánbasadas igualmente en el grafito, intercalando otros compuestos químicos entre sus capas. Es negro yblando. Sus átomos están distribuidos en capas paralelas muy separadas entre sí. Se forma a menospresión que el diamante. Aunque parezca difícil de creer, un diamante y la mina de un lapicero tienenla misma composición química: carbono.

El diamante es transparente y muy duro. En su formación, cada átomo de carbono está unido de forma

compacta a otros cuatro átomos. Se originan con temperaturas y presiones altas en el interior de latierra. Se emplea para la construcción de joyas y como material de corte aprovechando su dureza.

Como elemento de aleación principal de los aceros. En varillas de protección de reactores nucleares. Las pastillas de carbón se emplean en medicina para absorber las toxinas del sistema digestivo y

como remedio de la flatulencia. El carbón activado se emplea en sistemas de filtrado y purificación de agua. 11

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El carbón amorfo ("hollín") se añade a la goma para mejorar sus propiedades mecánicas. Además seemplea en la formación de electrodos (p. ej. de las baterías). Obtenido por sublimación del grafito, esfuente de los fulerenos que pueden ser extraídos con disolventes orgánicos.

La fibra de carbono (obtenido generalmente por termólisis de fibras de poliacrilato) se añade a resinas

de poliéster, donde mejoran mucho la resistencia mecánica sin aumentar el peso, obteniéndose losmateriales denominados fibras de carbono.

Las propiedades químicas y estructurales de los fulerenos, en la forma de nanotubos, prometen usosfuturos en el incipiente campo de la nanotecnología.

Con el oxígeno forma tres compuestos gaseosos: monóxido de carbono, CO, dióxido de carbono, CO 2, ysubóxido de carbono, C3O2. Los dos primeros son los más importantes desde el punto de vista industrial. Ecarbono forma compuestos de fórmula general CX4 con los halógenos, donde X es flúor, cloro, bromo o yodo

A temperatura ambiente el tetrafluoruro de carbono es gas, el tetracloruro es un líquido y los otros doscompuestos son sólidos. También se conocen tetrahalogenuros de carbono mixtos. Quizá el más importantede ellos es el diclorodifluorometano, CCl2F2 llamado freón.

El carbono y sus compuestos se encuentran distribuidos ampliamente en la naturaleza. Se estima que elcarbono constituye 0.032% de la corteza terrestre. El carbono libre se encuentra en grandes depósitos comohulla, forma amorfa del elemento con otros compuestos complejos de carbono-hidrógeno-nitrógeno. Ecarbono cristalino puro se halla como grafito y diamante.

Grandes cantidades de carbono se encuentran en forma de compuestos. El carbono está presente en laatmósfera en un 0.03% por volumen como dióxido de carbono. Varios minerales, como caliza, dolomita, yesoy mármol, tienen carbonatos. Todas las plantas y animales vivos están formados de compuestos orgánicoscomplejos en donde el carbono está combinado con hidrógeno, oxígeno, nitrógeno y otros elementos. Losvestigios de plantas y animales vivos forman depósitos: de petróleo, alfalto y betún. Los depósitos de gas

natural contienen compuestos formados por carbono e hidrógeno.

El elemento libre tiene muchos usos, que incluyen desde las aplicaciones ornamentales del diamante en joyería hasta el pigmento de negro de humo en llantas de automóvil y tintas de imprenta. Otra forma decarbono, el grafito, se utiliza para crisoles de alta temperatura, electrodos de celda seca y de arco de luz,como puntillas de lápiz y como lubricante. El carbón vegetal, una forma amorfa del carbono, se utiliza comoabsorbente de gases y agente decolorante.

Los compuestos de carbono tienen muchos usos. El dióxido de carbono se utiliza en la carbonatación debebidas, en extintores de fuego y, en estado sólido, como enfriador (hielo seco). El monóxido de carbono seutiliza como agente reductor en muchos procesos metalúrgicos. El tetracloruro de carbono y el disulfuro de

carbono son disolventes industriales importantes. El freón se utiliza en aparatos de refrigeración. El carburo decalcio se emplea para preparar acetileno; es útil para soldar y cortar metales, así como para preparar otroscompuestos orgánicos. Otros carburos metálicos tienen usos importantes como refractarios y como cortadoresde metal.

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Acido Sulfurico.

5.-Ácido sulfúrico: H2SO4 compuesto químico, líquido a temperatura ambiente.

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Extremadamente corrosivo cuya fórmula es H2SO4. Es el compuesto químico que más se produce en emundo, por eso se utiliza como uno de los tantos medidores de la capacidad industrial de los países. Una granparte se emplea en la obtención de fertilizantes. También se usa para la síntesis de otros ácidos y sulfatos yen la industria petroquímica.

Generalmente se obtiene a partir de dióxido de azufre, por oxidación con óxidos de nitrógeno en disolución

acuosa. Normalmente después se llevan a cabo procesos para conseguir una mayor concentración del ácido Antiguamente se lo denominaba aceite o espíritu de vitriolo, porque se producía a partir de este mineral.

La molécula presenta una estructura piramidal, con el átomo de azufre en el centro y los cuatro átomos deoxígeno en los vértices. Los dos átomos de hidrógeno están unidos a los átomos de oxígeno no unidos porenlace doble al azufre. Dependiendo de la disolución, estos hidrógenos se pueden disociar. En agua secomporta como un ácido fuerte en su primera disociación, dando el anión hidrogeno sulfato, y como un ácidodébil en la segunda, dando el anión sulfato. Además reacciona violentamente con agua y compuestosorgánicos con desprendimiento de calor.

Formación del ácido

El ácido sulfúrico se encuentra disponible comercialmente en un gran número de concentraciones y grados de

pureza. Existen dos procesos principales para la producción de ácido sulfúrico, el método de cámaras deplomo y el proceso de contacto. El proceso de cámaras de plomo es el más antiguo de los dos procesos y esutilizado actualmente para producir gran parte del ácido consumido en la fabricación de fertilizantes. Estemétodo produce un ácido relativamente diluido (62%-78% H2SO4). El proceso de contacto produce un ácidomás puro y concentrado, pero requiere de materias primas más puras y el uso de catalizadores costosos. Enambos procesos el dióxido de azufre (SO2) es oxidado y disuelto en agua. El óxido de azufre (IV) es obtenidomediante la incineración de azufre, tostando piritas (Disulfuro de hierro), tostando otros sulfuros no ferrosos, omediante la combustión de sulfuro de hidrógeno (H2S) gaseoso. Históricamente existió otro método anterior aestos, pero hoy en desuso, el proceso del vitriolo.2 13

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Obtención en laboratorio

Se puede obtener haciendo pasar una corriente del gas dióxido de azufre (SO2) en disolución de peróxido dehidrógeno (H2O2):

Esta disolución se concentra evaporando el agua.

Proceso de cámaras de plomo

En el proceso de cámaras de plomo el dióxido de azufre (SO2) gaseoso caliente entra por la parte inferior deun reactor llamado torre de Glover donde es lavado con vitriolo nitroso (ácido sulfúrico con óxido nítrico (NOy dióxido de nitrógeno (NO2) disueltos en él), y mezclado con óxido de nitrógeno (NO) y óxido de nitrógeno(IV) (NO2) gaseosos. Parte de óxido de azufre (IV) es oxidado a óxido de azufre (VI) (SO3) y disuelto en ebaño ácido para formar el ácido de torre o ácido de Glover (aproximadamente 78% de H2SO4).

De la torre de Glover una mezcla de gases (que incluye óxido de azufre (IV) y (VI), óxidos de nitrógeno,nitrógeno, oxígeno y vapor) es transferida a una cámara recubierta de plomo donde es tratado con más aguaLa cámara puede ser un gran espacio en forma de caja o un recinto con forma de cono truncado. El ácidosulfúrico es formado por una serie compleja de reacciones; condensa en las paredes y es acumulado en episo de la cámara. Pueden existir de tres a seis cámaras en serie, donde los gases pasan por cada una de lascámaras en sucesión. El ácido producido en las cámaras, generalmente llamado ácido de cámara o ácido defertilizante, contiene de 62% a 68% de H2SO4.

Luego de que los gases pasaron por las cámaras se los hace pasar a un reactor llamado torre de Gay-Lussacdonde son lavados con ácido concentrado enfriado (proveniente de la torre de Glover). Los óxidos denitrógeno y el dióxido de azufre que no haya reaccionado se disuelven en el ácido formando el vitriolo nitrosoutilizado en la torre de Glover. Los gases remanentes son usualmente liberados en la atmósfera

Proceso de contacto

El proceso se basa en el empleo de un catalizador para convertir el SO 2 en SO3, del que se obtiene ácidosulfúrico por hidratación.

En este proceso, una mezcla de gases secos que contiene del 7 al 10% de SO 2, según la fuente deproducción de SO2 (el valor inferior corresponde a plantas que tuestan piritas y el superior a las que quemanazufre), y de un 11 a 14% de O2, se precalienta y una vez depurada al máximo, pasa a un convertidor de unoo más lechos catalíticos, por regla general de platino o pentóxido de vanadio (V2O5), donde se forma el SO3Se suelen emplear dos o más convertidores.

Los rendimientos de conversión del SO2 a SO3 en una planta en funcionamiento normal oscilan entre el 96 y97%, pues la eficacia inicial del 98%3 se reduce con el paso del tiempo. Este efecto de reducciones se ve más

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acusado en las plantas donde se utilizan piritas de partida con un alto contenido de arsénico, que no seelimina totalmente y acompaña a los gases que se someten a catálisis, provocando el envenenamiento delcatalizador. Por consiguiente, en ocasiones, el rendimiento puede descender hasta alcanzar valores próximosal 95%.

En el segundo convertidor, la temperatura varía entre 500 y 600 °C. Esta se selecciona para obtener unaconstante óptima de equilibrio con una conversión máxima a un coste mínimo. El tiempo de residencia de losgases en el convertidor es aproximadamente de 2-4 segundos.

Los gases procedentes de la catálisis se enfrían a unos 100 °C aproximadamente y atraviesan una torre deóleum, para lograr la absorción parcial de SO3. Los gases residuales atraviesan una segunda torre, donde eSO3 restante se lava con ácido sulfúrico de 98%. Por último, los gases no absorbidos se descargan a laatmósfera a través de una chimenea.

Existe una marcada diferencia entre la fabricación del SO2 por combustión del azufre y por tostación de piritassobre todo si son arsenicales. El polvo producido en el proceso de tostación nunca puede eliminarse en sutotalidad y, junto con las impurezas, principalmente arsénico y antimonio, influyen sensiblemente sobre e

rendimiento general de la planta.La producción de ácido sulfúrico por combustión de azufre elemental presenta un mejor balance energéticopues no tiene que ajustarse a los sistemas de depuración tan rígidos forzosamente necesarios en las plantasde tostación de piritas.

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Calcio.

6.- Calcio, elemento, en la naturaleza se encuentra en estado sólido, es un metal. ________________________________________________________________________________

El Calcio es un elemento químico, de símbolo Ca y de número atómico 20. Su masa atómica es 40,078 umas(unidades de masa atómica . El calcio es un metal suave grisáceo, y es el quinto más abundante en masa enla corteza terrestre. También es el ion más abundante que se encuentra disuelto en el agua de mar tantocomo por su molaridad y masa, después del sodio, cloruros, magnesio y sulfatos.1 Se encuentra en el medio interno de los organismos como ion calcio (Ca2+) o formando parte de otras

moléculas; en algunos seres vivos se halla precipitado en forma de esqueleto interno o externo. Los iones decalcio actúan de cofactor en muchas reacciones enzimáticas, intervienen en el metabolismo del glucógeno, y

junto al potasio y el sodio regulan la contracción muscular. El porcentaje de calcio en los organismos esvariable y depende de las especies, pero por término medio representa el 2,45 % en el conjunto de los seresvivos; en los vegetales, solo representa el 0,007 %. El calcio es un metal alcalinotérreo, arde con llama rojaformando óxido de calcio. Las superficies recientes son de color blanco plateado pero presenta un cambiofísico rápidamente, cambiando a un color levemente amarillo expuestas al aire y en última instancia grises oblancas por la formación de hidróxido al reaccionar con la humedad ambiental. Reacciona violentamente conel agua en su estado de metal (proveniente de fábrica) para formar hidróxidoCa(OH)2 desprendiendo hidrógeno. De lo contrario en su estado natural no reacciona con el H2O. El calciotiene seis isótopos estables de los cuales el 40Ca es el más abundante (97 %). El 40Ca y el 40 Ar son productosde la desintegración del 40K, pero mientras que el segundo se ha usado para la datación en geología, la

prevalencia del isótopo 40Ca en la naturaleza ha impedido hacer lo mismo con el calcio. A diferencia de otros isótopos cosmogénicos producidos en la atmósfera terrestre, el 41Ca se producepor activación neutrónica del 40Ca, de este modo se sintetiza en las capas más superficiales del suelo, en lasque el bombardeo de neutrones es suficientemente intenso. Además de esto, el 41Ca ha recibido la atenciónde los científicos porque se desintegra en 41K, un indicador crítico de las anomalías del Sistema Solar. Es equinto elemento en abundancia en la corteza terrestre (3,6 % en peso) pero no se encuentra en estado nativosino formando compuestos con gran interés industrial como el carbonato (calcita, mármol, caliza y dolomita) yel sulfato (aljez,alabastro) a partir de los cuales se obtienen la cal viva, la escayola, el cemento, etc.otros minerales que lo contienen sonfluorita (fluoruro), apatito (fosfato) y granito (silicato).El metal se aísla por electrólisis del cloruro de calcio (subproducto del proceso Solvay) fundido:Reacción de óxido reducción

Cátodo: Ca2+ + 2 e- → Ca

ánodo: 2Cl-

→ Cl2 (gas) + 2e-

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Unidad #: 1


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Aluminio.

7.-Aluminio: elemento, Al . metal no ferromagnético. ________________________________________________________________________________

El aluminio es el tercer elemento más común encontrado en la corteza terrestre. Los compuestos de aluminioforman el 8 % de la corteza de la tierra y se encuentran presentes en la mayoría de las rocas, de la vegetacióny de los animales. En estado natural se encuentra en muchos silicatos (feldespatos, plagioclasas y micas)Como metal se extrae únicamente del mineral conocido con el nombre de bauxita, por transformación primeroen alúmina mediante el proceso Bayer y a continuación en aluminio metálico mediante electrólisis. Este meta

posee una combinación de propiedades que lo hacen muy útil en ingeniería de materiales, tales como subaja densidad (2700 kg/m³) y su alta resistencia a la corrosión. Mediante aleaciones adecuadas se puedeaumentar sensiblemente su resistencia mecánica(hasta los 690 MPa). Es buen conductor de la electricidad ydel calor, se mecaniza con facilidad y es muy barato. Por todo ello es desde mediados del siglo XX el metaque más se utiliza después del acero. El aluminio tiene número atómico 13. Los 13 protones que forman el núcleo están rodeados de 13 electronesdispuestos en la forma:1s 2 2s 2 2p63s 23p1 La valencia es 3 y las energías de ionización de los tres primeros electrones son, respectivamente: 577,5kJ/mol, 1816,7 kJ/mol y 2744,8 kJ/mol. Existen en la naturaleza dos isótopos de este elemento, el 27 Al yel 26 Al. El primero de ellos es estable mientras que el segundo es radiactivo y su vida media es de7,2×105 años. Además de esto existen otros siete isótopos cuyo peso está comprendido entre 23 y

30 unidades de masa atómica. El 26 Al se produce a partir del argón a causa del bombardeo por la radiación altamente energética de los rayoscósmicos, que inciden en la atmósfera sobre los núcleos de este elemento. Al igual que el 14C, la medida delas abundancias del 26 Al es utilizada en técnicas de datación, por ejemplo en procesos orogenéticos cuyaescala es de millones de años o para determinar el momento del impacto de meteoritos. En el caso de estosúltimos, la producción de aluminio radiactivo cesa cuando caen a la tierra, debido a que la atmósfera filtra apartir de ese momento los rayos cósmicos. 17

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El aluminio posee tres radios iónicos en su estado de oxidación +3, dependiendo del número de coordinacióndel átomo. Dicho esto, tenemos que para un número de 4 el radio es 53,0 pm, para 5 es 62,0 pm y para 6 es67,5 pm.

Características físicas

El aluminio es un elemento muy abundante en la naturaleza, solo aventajado por el oxígeno. Se trata de unmetal ligero, con una densidad de 2700 kg/m³, y con un bajo punto de fusión (660 °C). Su color es blanco yrefleja bien la radiación electromagnética del espectro visible y el térmico. Es buen conductor eléctrico (entre35 y 38 m/(Ω mm²)) y térmico (80 a 230 W/(m·K)).

Características mecánicas.

Es un material blando (escala de Mohs: 2-3-4) y maleable. En estado puro tiene un límite de resistencia entracción de 160-200 N/mm² (160-200 MPa). Todo ello le hace adecuado para la fabricación de cables

eléctricos y láminas delgadas, pero no como elemento estructural. Para mejorar estas propiedades se aleacon otros metales, lo que permite realizar sobre él operaciones de fundición y forja, así como la extrusión delmaterial. También de esta forma se utiliza como soldadura.

Características químicas.

UTEL Tarea #1 Introduccion a La Quimica Fulvio Menconi 000053510

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