Química… ¿para qué?

1. Química… ¿para qué? fibras sintéticas detergentes cosméticos medicamentos pinturas plásticos alimentos vestido calzado limpiadores arte diversión deporte cerámicas

2. ¿Cuál fue el principio? El origen del Universo • Hace 15 000 millones de años: la gran explosión • Medio segundo después (T = 1010 K) electrones, protones y neutrones • Cuando T = 109 K ¡ya hay núcleos!

3. ¿y después? • A los 5 000 K: átomos de hidrógeno y helio • 500 000 años después: Aparece la Tierra un planeta muy especial

4. ¿Cómo fue? elementos químicos compuestos nuevos compuestos clave de: la Gran Diversidad Natural en donde, la reacción química fue y es el motor principal.

5. ¿Cómo sabemos… • Mil millones de años: microorganismos • Cien millones de años: primeras plantas y últimos dinosaurios. • ¿de qué están hechas las cosas? • ¿qué son los colores? • ¿qué es el calor? • ¿qué es la electricidad? • ¿por qué hay sólidos, líquidos y gases? • ¿qué es el fuego?

6. el fuego • Primera fuente artificial de luz y calor del ser humano. • Producto de un proceso químico: combustión

7. Combustiones

8. COMBUSTIÓN Se necesitan tres elementos: • combustible • comburente • energía

9. clorato de potasio + azúcar KClO3 (S) + C6H12O6(S)? Las dos reacciones más importantes son: 2 KClO3 (s) 2KCl(s)+ 3O2(g) C6H12O6(s)+ 6O2(g) 6CO2(g)+6H2O(g) Abuelita de los cerillos de fricción.

10. Oxidaciones

11. dicromato de amonio (NH4)2Cr2O7(s)Cr2O3(s) + N2(g) + 4H2O(g) 2Mg(s) + O2(g)2MgO(s) • colorante para vidrio • flash fotográfico y pirotecnia

12. El oxígeno • Constituye el 21 % en volumen del aire. • Es el elemento más abundante en la corteza terrestre. • Sus átomos forman casi la mitad de la masa de la corteza y el número de átomos de oxígeno en ella es mayor que la suma de los átomos de todos los demás elementos juntos. • El oxígeno reacciona con casi todo lo que se le pone enfrente; cuando reacciona con el hidrógeno forma agua (H2O): 2H2(g)+ O2(g)------> 2H2O(l) que es el óxido de dihidrógeno y las características de este líquido difieren enormemente de las de los elementos de donde proviene. • Forma óxidos de dos tipos: ácidos y básicos.

13. Óxidos básicos oxígeno + metal Ejemplos: 4Na(s)+ O2(g) -----> 2Na2O(s) óxido de disodio 2Ca(s) + O2(g) -----> 2CaO(s) óxido de calcio Generan sustancias básicas al disolverlos en agua: Na2O(s) + H2O(l) --------> 2NaOH(ac) hidróxido de sodio CaO(s) + H2O(l) --------> Ca(OH)2(ac) hidróxido de calcio

14. Óxidos ácidos oxígeno + no metal Ejemplos: C(s) + O2(g) -------> CO2(g) dióxido de carbono 2S(s) + 3O2(g) ------> 2SO3(g) trióxido de azufre Generan sustancias ácidas al disolverse en agua CO2(g) + H2O(l) -----> H2CO3(ac) ácido carbónico SO3(g) + H2O(l) ------> H2SO4(ac) ácido sulfúrico

15. Día y noche C6H12O6 + OH- C6H11O6- + H2O O2 (g)  O2 (ac) O2 (ac) + indicador  indicador + O2 (incoloro) (azul) indicador  O2 + C6H11O6- indicador + productos (azul) (amarillo claro) C6H12O6 + O2 (g) + OH- H2O + productos

16. Ácidos y bases

17. ÁCIDOS Y BASES ¿Para qué? • La formación de un compuesto colorido durante un cambio es indicativo de una reacción química. • Nuestro paladar tolera sabores fundamentalmente ácidos. • Indispensables en agricultura.

18. BASES COMUNES 14 destapacaños 12.5 agua de cal 12 limpiadores con amoniaco 10.5 leche de magnesia 8 clara de huevo 7.8-8.6 bilis 7.35-7.45 sangre

19. Ácidos comunes 1-3 jugos gástricos, quitasarro 2.3 jugo de limón 2-4 refrescos (bebidas gaseosas) 3.0 manzanas agrias 3.3 jugo de manzanas 4.2 jitomates 5 café negro 6.3-6.6 leche 6.2-7.4 saliva

20. Dispersiones

21. Dispersiones • Disoluciones: Mezclas homogéneas en las que las partículas de la fase dispersa tiene el tamaño de átomos o moléculas. • Coloides: Mezclas homogéneas. Partículas entre 10 y 10000 veces más grandes que los átomos y moléculas. • Suspensiones: Tamaño promedio mayor que el de los sistemas coloidales.

22. Disoluciones gas-gas aire gas-líquido aire húmedo gas-sólido humos finos líquido-gas refrescos gaseosos líquido-líquido vinagre líquido-sólido agua de mar sólido-gas H2 adsorbido en metales sólido-líquido amalgamas dentales sólido-sólido aleaciones

23. Espumas

24. El unicel ¿Qué es? • espuma sólida (poliestireno-pentano) • impacto ambiental (?) => desarrollo de nuevas tecnologías ¿Para qué se usa? • Aislante, embalaje, material de construcción y recubrimientos impermeabilizantes.

25. Geles La capacidad de un gel para retener un disolvente puede tener utilidades prácticas diversas.

26. Alcohol sólido acetato de calcio + etanol • inmiscibilidad, • combustibles, • impacto social.

27. Poli(acrilato) de sodio absorbencia: hasta 800 veces su peso en agua ¿Para qué se usan? • Pañales desechables y toallas sanitarias. • Control de humedad en germinación y crecimiento de plantas. • Remoción de agua: combustibles y basura.

29. Energía y química

30. Cambios de estado

31. Evaporación vs ebullición

32. La energía en las reacciones químicas

33. El agua

36. ¿para qué nos sirve?

37. La energía en las reacciones químicas: • En una reacción química, la energía puede presentarse como un reactivo o un producto. Dependiendo del tipo de reacción química será la forma que ésta tome.

38. Energía en forma de calor, luz y sonido

39. Manifestaciones de la energía: La energía se puede presentar en forma de Luz, Calor y Sonido o en alguna combinación de las tres. • Energía en forma de calor y luz.

40. Los fenómenos que dan origen a la energía en forma de luz se pueden clasificar en: • Físicos: • Fluorescencia • Fosforescencia • Químicos • Quimiluminiscencia • Fotoquímica

41. La quimiluminiscencia se define como la producción isotérmica de luz visible en una reacción química.

42. Energía en forma de luz exclusivamente.

43. Bioluminiscencia: Importante en la reproducción y protección de algunas especies

44. Aplicaciones: • Análisis de DNA • Detectores quimiluminiscentes • Química Forense

45. Luciernaga

46. Un poco de historia • Las primeras referencias escritas a las luciérnagas y gusanos luminiscentes aparecen en las crónicas chinas Shih Ching (Libro de las Odas) en el período de 1500 a 1000 a.C. • Aristóteles (384-322 a.C.) en Grecia, observó la luz emitida por los peces en descomposición y lo registró en De Coloribus: “…algunas cosas no arden por su naturaleza, ni tienen fuego de ningún tipo, aún así parecen producir luz”.

47. Cristóbal Colón en su primer viaje reportó haber visto esas luces “... y era como una candelita de cera que se alzaba y levantaba, lo cual a pocos le parecía ser indicio de tierra, pero el Almirante tuvo por cierto estar junto a tierra...”.

48. El término luminiscencia fue introducido en 1888 por el químico alemán Eilhard Wiedemann para abarcar los dos fenómenos, la fluorescencia y la fosforescencia. Y definió a la luminiscencia como todos los fenómenos luminosos no causados solamente por el aumento de la temperatura.

49. Quimioluminiscencia. Es causada por reacciones químicas, como cuando el fósforo amarillo se oxida en aire, emitiendo una luminiscencia verde. Si la reacción química ocurre en un organismo viviente, tal como la luciérnaga, el proceso se llamaba bioluminiscencia

50. Bioluminiscencia