Title: Unidad 5
Course: Química Plus + 1 BGU

Compuestos binarios: óxidos ácidos

Mientras los óxidos básicos se encuentran fácilmente en toda la Tierra, por ser sólidos y por sus vistosos colores, los óxidos ácidos son más ‘etéreos’, casi invisibles y escurridizos. Para ser conocidos, el ser humano primero tuvo que modificar su concepción acerca del aire, dejar de considerarlo un elemento y admitir que era una mezcla y que en su interior se escondían sustancias nuevas que se formaban y transformaban a la par de las tormentas eléctricas, erupciones volcánicas o combustión de materiales. Además se debió ampliar el concepto de ‘aires’ o ‘vapores’ y bautizar a ciertas sustancias con el nombre de gases.

   Objetivos

1. O.CN.Q.5.1. Reconocer la importancia de la Química dentro de la ciencia y su impacto en la sociedad industrial y tecnológica para promover y fomentar el Buen Vivir asumiendo responsabilidad social.
2. O.CN.Q.5.5. Identificar los elementos químicos y sus compuestos principales desde la perspectiva de su importancia económica, industrial, medioambiental y en la vida diaria.
3. O.CN.Q.5.8. Obtener por síntesis diferentes compuestos inorgánicos u orgánicos que requieren procedimientos experimentales básicos y específicos, actuando con ética y responsabilidad.

 La Química y las profesiones

El ingeniero en alimentos

El ingeniero en alimentos se encarga del procesamiento de alimentos; garantiza la calidad físico-química, nutricional, sensorial, así como la inocuidad de los productos alimentarios.

Tiene una visión adecuada sobre la cadena de producción, transporte y mantenimiento de alimentos.

Desarrolla y adapta nuevas tecnologías de procesamiento con la finalidad de producir alimentos sanos y nutritivos, con una gestión de calidad estandarizada.

Investiga y desarrolla nuevos productos, selecciona la materia prima y garantiza la inocuidad del alimento, la conservación de su sabor y la preservación temporal que garantice su calidad al consumidor.

Algunas de las universidades que ofertan esta profesión son: Universidad de San Francisco de Quito, Universidad Tecnológica Equinoccial, Universidad Técnica de Machala, Universidad del Azuay, Universidad de las Américas, Escuela Politécnica del Litoral, Universidad de Guayaquil, Universidad Técnica de Ambato.

Conoce más sobre esta carrera en: www.espol.edu.ec

Estados de oxidación de los no metales

● Estados de oxidación de los no metales

Saberes previos

Cuando se quema un pedazo de papel, madera o alcohol se produce un óxido muy conocido, ¿recuerdas cómo se llama ese óxido?

Desequilibrio cognitivo

Si la mayoría de los gases son invisibles, se escapan con facilidad y se dispersan fácilmente en el aire. ¿Cómo podrías atrapar un gas para poder observarlo y estudiarlo?

Los no metales pueden asumir estados de oxidación negativos o positivos, dependiendo de la electronegatividad del otro elemento. Si forman un enlace con un metal, siempre tendrán estados de oxidación negativos (-); pero cuando se juntan con otro no metal, el más electronegativo será el que asuma el estado (-).

Cuando los no metales se combinan con el oxígeno, presentan estados de oxidación positivos debido a que el oxígeno es el segundo elemento más electronegativo de la tabla periódica, superado únicamente por el flúor, que es capaz de romper esa regla, debido a su electronegatividad de 4.

Los no metales con el oxígeno forman enlaces covalentes simples, dobles, coordinados; por ello pueden presentar varios estados de oxidación positivos.

Electronegatividad

F > O > otros no-metales

Estados de oxidación de los no metales

Familia del boro | Familia del carbono | Familia del nitrógeno | Familia del oxígeno | Halógenos
3-; 3+; 5+ | 4-; 4+ | 3-, 3+, 5+ | 2-, 2+, 4+, 6+ | 1-,1+,3+, 5+,7+
Boro
Carbono
Silicio
Germanio
Nitrógeno
Fósforo
Arsénico
Antimonio
Azufre
Selenio
Teluro
Cloro
Bromo
Yodo
Astato

Los no metales presentan ciertas individualidades en algunos estados de oxidación, entre ellas, debemos tomar en cuenta las siguientes:

▲ El flúor sirve para endurecer el esmalte de los dientes.

- El carbono puede presentar también el estado de oxidación 2+.
- El nitrógeno puede presentar estados de oxidación 3-, 1+, 2+, 3+, 4+, 5+.
- El oxígeno por su electronegatividad solo pude ser 2-.
- El flúor solo presenta el estado de oxidación 1-.

Se debe aclarar que el estado de oxidación positivo (+) en los no metales, no corresponde a una pérdida de electrones, sino a enlaces covalentes en los cuales átomos electronegativos como el oxígeno atraen con mayor fuerza los electrones hacia sí, creando una carga aparente, es decir creando polos positivos y negativos en el enlace.

Formación de los óxidos ácidos

Ejercicio resuelto y propuesto

Ejercicio resuelto

Establece la fórmula molecular, estructura de Lewis y fórmula estructural del óxido ácido que se forma cuando se combinan el ion nitrógeno (5+) y el ion óxido (2-).

Ejercicio propuesto

Establece la fórmula molecular, estructura de Lewis y fórmula estructural del óxido ácido que se forma cuando se combinan el ion carbono (4+) y el ion óxido (2-).

Composición

Los óxidos ácidos están compuestos de un no metal con oxígeno, en donde el no metal puede asumir cualquiera de sus estados de oxidación positivos (+) y el oxígeno participa con estado de oxidación (2-).

Formulación de los óxidos ácidos

Para escribir la fórmula molecular de un óxido ácido se sigue el principio de electronegatividad: primero se escribe el símbolo del No-metal y luego el símbolo del oxígeno, cada uno de ellos con el subíndice.

NoM^+ O

Cada elemento lleva un subíndice que indica su participación proporcional, es decir, el número de átomos que encontraremos en la molécula.

Una forma didáctica de establecer la fórmula molecular de los óxidos ácidos es escribir el símbolo e intercambiar el estado de oxidación sin el signo. Cuando sea posible se puede hacer una simplificación.

Ejemplo:

^

Las fórmulas mínimas de estos compuestos son las mismas fórmulas moleculares.

Estructuras de Lewis y fórmulas estructurales

Las estructuras de Lewis de estos compuestos contemplan enlaces covalentes simples, dobles y coordinados. En los óxidos ácidos se cumple siempre la regla del octeto.

Para expresar los enlaces covalentes coordinados se reemplaza a los electrones por una flecha dirigida hacia el oxígeno, debido a que es el átomo a quien se le comparten e-.

Compuesto | Estructura de Lewis | Fórmula estructural
Trióxido de dicloro |  |
Dióxido de azufre |  |

TIC

Ingresa a esta URL:

www.mayedu.ec/quim1/p128

Practica la nomenclatura sistemática y stock de los siguientes compuestos, cuyas fórmulas moleculares son:

- I_2O
- SO_3
- P_2O_5
- SiO_2

Nomenclatura de los óxidos ácidos

Al igual que los óxidos básicos, los óxidos ácidos pueden nombrarse con las dos nomenclaturas, la nomenclatura IUPAC (sistemática y stock) y la nomenclatura tradicional.

Antiguamente los óxidos ácidos se denominaban "anhídridos".

Nomenclatura IUPAC

Para la IUPAC, todos los compuestos binarios que contienen oxígeno como ion (2-) se denominan óxidos, debido a que este ion es el que da la característica de la función química ‘óxido’.

Esta organización recomienda el uso de la nomenclatura sistemática debido a que ella proporciona la composición real y de primera mano del compuesto.

Nomenclatura sistemática

Utiliza los prefijos mono, di, tri, tetra, penta… que acompañan al nombre del ion óxido. Luego se nombra el no-metal, el cual puede prescindir del prefijo mono, pero no de los otros prefijos.

Por ejemplo:
Cl_2O_3, trióxido de dicloro
Br_2O_5 pentaóxido de dibromo

El prefijo mono jamás se suprime si acompaña a la palabra óxido.

Interdisciplinariedad

Química y Geometría

Los prefijos que indican una cantidad como tri, tetra, penta, hexa, también se usan en geometría para indicar el número de lados, planos.

Ejemplo: Tetraedro

Hexágono

Nomenclatura de stock

Se escribe primero el nombre del ion óxido, seguido del nombre del no metal que lleva acompañado entre paréntesis su estado de oxidación en números romanos.

Ejemplos:
Cl_2O_3, óxido de cloro (III)
Br_2O_5 óxido de bromo (V)

Ejercicio resuelto y propuesto

Completa la tabla con los datos que faltan.

Fórmula molecular | Fórmula estructural | Nombre sistemático | Nombre stock
SiO_2 | O=Si=O | Dióxido de silicio | Óxido de silicio (II)
 |  | Trióxido de diarsénico |
TeO_3 |  |  | Óxido de teluro (VI)
Sb_2O_5 |  |  |

Formación de compuestos químicos

● Formación de compuestos químicos

Saberes previos

¿Será un mito o una realidad que no debe haber plantas en nuestro dormitorio porque en la noche despiden dióxido de carbono?

Desequilibrio cognitivo

Establece una respuesta con criterio científico a esta pregunta: ¿por qué la mayoría de óxidos ácidos son gases y los óxidos básicos son sólidos?

Interdisciplinariedad

Química y Lengua

Los prefijos son morfemas derivativos que se escriben o pronuncian delante de una raíz o lexema, lo cual forma una nueva palabra derivada.

Ejemplo el prefijo hipo que significa "debajo de":

Hipoyodoso

Nomenclatura tradicional de los óxidos ácidos

La palabra anhídrido deriva de las raíces: an: sin; hidro: agua

Su significado inicial era ‘ácido sin agua’, pero a pesar de que sabemos que su reacción con el agua produce ácidos, esta definición es errónea respecto de las propiedades que presentan, pues estos compuestos no son ácidos sino óxidos.

Nomenclatura tradicional de los óxidos de los halógenos y la familia del nitrógeno

Los halógenos (X) tienen estados de oxidación 1+,3+, 5+, 7+ cuando se combinan con el oxígeno y son capaces de formar óxidos ácidos con cada uno de estos estados de oxidación.

Para los no metales de la familia del nitrógeno se toman en cuenta los estados de oxidación 3+, 5+.

En la nomenclatura tradicional se hace diferencia entre:

- El nombre genérico (función química) anhídrido
- El nombre específico (nombre del elemento)

Prefijos y sufijos: El nombre del elemento va acompañado de prefijos y sufijos para identificar la valencia con la que esta actuando el no metal.

- Prefijos hipo, que significa por debajo de y per, que significa enteramente, del todo.
- Sufijos oso para establecer una menor valencia, e ico para indicar una mayor valencia.

Valencia | Prefijo | Nombre del No-M^+ sin la última vocal | Sufijo
1
3
5
7
Hipo
-----
-----
Per
-oso
-oso
-ico
-ico

Ejemplos:

Cloro (valencia 1): Cl_2O ⇒ anhídrido hipocloroso

Fósforo (valencia 5): P_2O_5 ⇒ anhídrido fosfórico

Los óxidos ácidos reaccionan con el agua para formar ácidos muy fuertes, su excesiva emanación al medio produce las lluvias ácidas.

Ejes transversales

Ambiente

Art 14. Se reconoce el derecho de la población a vivir en un ambiente sano y ecológicamente equilibrado, que garantice la sostenibilidad y el buen vivir, sumak kawsay.

La Constitución de la República reconoce nuestro derecho a vivir en un ambiente sano. ¿Qué acciones realizas para mantener sano nuestro medio ambiente?

Nomenclatura tradicional de los óxidos de la familia del oxígeno

Al igual que los halógenos, estos no metales presentan varios estados de oxidación.

Elementos | Estados de oxidación
S Se Te | 2+, 4+, 6+

Debido a su electronegatividad y peculiar comportamiento, el oxígeno no comparte estos estados de oxidación.

El nombre genérico es anhídrido y para el nombre específico se emplean los prefijos y sufijos de la siguiente manera:

Valencia | Prefijo | Nombre del No-M^+ sin la última vocal | Sufijo
2 4 6 | Hipo ----- ----- | -oso -oso -oso

Ejemplos:

Azufre (valencia 2): SO ⇒ anhídrido hiposulfuroso
Selenio (valencia 4): SeO_2 ⇒ anhídrido selenioso
Teluro (valencia 6): TeO_3 ⇒ anhídrido telúrico

Ejercicio resuelto y propuesto

Ejercicio resuelto

Escribe la fórmula molecular y el nombre tradicional para los siguientes óxidos ácidos:

Nombre sistemático | Fórmula molecular | Nombre tradicional
Heptaóxido de diyodo | I_2O_7 | Anhídrido peryódico
Dióxido de selenio | SeO_2 | Anhídrido selenioso
Trióxido de dibromo | Br_2O_3 | Anhídrido bromoso

Ejercicio propuesto

Escribe la fórmula molecular y el nombre tradicional para los siguientes óxidos ácidos:

Nombre sistemático | Fórmula molecular | Nombre tradicional
Trióxido de azufre SO_3 |  |
Monóxido de dicloro |  |

Humor

- Tenemos Química
- Awww, ¿tú crees?
- Si, mira el horario

Laboratorio casero

Coloca una pastilla triturada de sal Andrews dentro de un globo de cumpleaños. Llena con agua media botella de plástico. Sin derramar el contenido del globo, tapa con cuidado la botella usando el globo como se muestra en la figura. Deja caer el contenido del globo en el agua y observa cómo el globo se va llenando de dióxido de carbono.

Nomenclatura tradicional de los óxidos ácidos de la familia del carbono y del boro

A finales del siglo XVIII, cuando se propuso utilizar una forma más sistemática para nombrar a los compuestos que se iban descubriendo o sintetizando, aún no se tenían claros los conceptos de valencia y estado de oxidación.

La nomenclatura tradicional fue muy útil hasta hace un siglo, pero a medida que los elementos iban mostrando otros estados de oxidación, el uso de sufijos y prefijos fue complicándose. Es por eso que se acordó utilizar una nomenclatura que pudiera expresar mejor la composición o estructura del compuesto.

El caso del carbono y el boro es un ejemplo de este conflicto de prefijos y sufijos. La nomenclatura tradicional indicaba que si el elemento presentaba una sola valencia, el sufijo que debía acompañar su nombre era ico.

Las investigaciones acerca del boro y del carbono mostraron que ellos no poseían una sola valencia, sino que podían presentar más estados de oxidación. Es así que el monóxido de carbono (C: 2+) y pentaóxido de diboro (B: 5+) se quedaron sin nomenclatura tradicional.

*Cabe indicar que el monóxido de carbono es un óxido neutro, es decir no es ni básico ni ácido, pero para fines didácticos anexamos y estudiamos a dicho compuesto.

Estados de oxidación de los no metales de la familia del carbono y del boro al formar óxidos

Elemento | Estado de oxidación
Carbono | 4+; 2+
Silico | 4+
Germanio | 4+
Boro | 3+; 5+

Nombres sistemáticos y nombre tradicional

Elemento y valencia | Fórmula molecular | Nombre sistemático | Nombre tradicional
B valencia 3 | B_2O_3 | Trióxido de boro | Anhídrido bórico
B valencia 5 | B_2O_5 | Pentaóxido de boro | -------
C valencia 2 | * CO | Monóxido de carbono | -------
C valencia 4 | CO_2 | Dióxido de carbono | Anhídrido carbónico
Si valencia 4 | SiO_2 | Dióxido de silicio | Anhídrido silícico
Ge valencia 4 | GeO_2 | Dióxido de germanio | Anhídrido germánico

Los óxidos ácidos propiedades

● Los óxidos ácidos propiedades

Saberes previos

¿Por qué un extintor de incendios tiene la capacidad de apagar fuego? ¿Cuál es su principio químico?

Desequilibrio cognitivo

¿De dónde proviene la gran parte de óxidos que reaccionan para formar la lluvia ácida?

Ejes transversales

Gestión de riesgo
Dentro de la normativa de gestión de riesgos se establece la obligatoriedad en las oficinas públicas de disponer de un extintor de incendios en un lugar visible.

El CO_2 que se libera de un extinguidor cubre el fuego e impide la llegada de O_2 al material combustible.

Propiedades físicas

Los óxidos ácidos con elementos de alta electronegatividad como los elementos de la familia VII A, VI A y V A, son gases. Los puntos de fusión y ebullición son bajos.

Si la electronegatividad va disminuyendo en los no metales, los óxidos van presentándose en estado sólido, por ejemplo, el dióxido de germanio y el trióxido de boro.

Varios óxidos ácidos se encuentran en la naturaleza como parte de la atmósfera terrestre y los estudios han demostrado que existen en la atmósfera de otros planetas.

Los óxidos de no metales que se presentan en estado sólido son muy quebradizos, forman parte de las rocas y en general presentan un color blanquecino.

Propiedades químicas

Muchos de los óxidos ácidos son sustancias tóxicas, como los óxidos de cloro, nitrógeno y azufre. Muchos de estos óxidos son inestables y reaccionan con el oxígeno o el ozono (O3) atmosférico, para alcanzar mayor estabilidad.

Una de las principales características químicas de estos óxidos es que reaccionan con el agua para dar como resultado oxácidos.

Usos

En la industria estos óxidos se utilizan en la fabricación de ácidos fuertes, como el ácido nítrico, sulfúrico, clórico, entre otros.

El dióxido de germanio y trióxido de diboro se emplean como semiconductores y en la fabricación de cristales.

El dióxido de carbono se usa para los extintores de incendio, debido a que la llama solo puede arder con suficiente oxígeno.

El dióxido de silicio cuando se calienta se funde, homogeneizándose, luego al enfriarse se cristaliza formándose lo que comunmente se conoce como vidrio.

Ejes transversales

Seguridad y salud
ocupacional

Programar y evaluar la ejecución de las normas vigentes en materia de prevención de riesgos del trabajo y expedir las regulaciones especiales en la materia, para determinadas actividades cuya peligrosidad lo exija.

Las reacciones químicas y sus ecuaciones

Síntesis de óxidos ácidos por combinación

Los óxidos ácidos se pueden obtener directamente por oxidación, es decir, reacción entre los no metales y el oxígeno, siendo en la gran mayoría de los casos una reacción exotérmica; algunas de estas reacciones son explosivas y otras producen llamas de colores vistosos. Una de las excepciones son los óxidos de nitrógeno que se forman en reacciones endotérmicas.

Para la producción de un óxido con estado de oxidación específico se deben ajustar ciertas condiciones de temperatura y presión, también ayudan el usos de catalizadores.

2Cl_2 + 3O_2 → 2Cl_2O_3 -∆H

2N_2 + 5O_2 → 2N_2O_5 + ∆H

C + O_2 → CO_2 -∆H

2S + 3O_2 → 2SO_3 -∆H

Ejercicio resuelto y propuesto

Ejercicio resuelto

Mediante la oxidación del yodo plantea la ecuación para obtener el pentaóxido de diyodo.

2I_2 + 5O_2 → 2I_2O_5

Ejercicio propuesto

Mediante la oxidación del fósforo plantea la ecuación para obtener el trióxido de difósforo.

→

Muchas de estas reacciones se dan en la naturaleza de forma espontánea, por ejemplo, la producción de:

Oxidación de los no metales para formar óxidos

La oxidación no solo se refiere a la combinación con el oxígeno. Se llama oxidación al proceso químico en el cual los elementos van aumentando su estado de oxidación. En el caso de los no metales, al combinarse estos con el oxígeno cambian su estado de oxidación de 0 (cero) a uno de sus estados de oxidación positivos (+); este proceso depende de la cantidad de oxígeno que esté disponible.

Ejemplo:

Cloro estado de oxidación 0 (cero) | Se combina con el oxígeno | Óxidos de cloro | Estado de oxidación del cloro
Cl_2               +               O_2 | → Cl_2O | 1+
→ Cl_2O_3 | 3+
→ Cl_2O_5 | 5+
→ Cl_2O_7 | 7+

Estrategia para resolver problemas

Para definir mejor el problema y resolverlo es conveniente que primero establezcas cuáles fueron las condiciones que lo originan.

Obtención de óxidos ácidos por otros medios

Los óxidos ácidos también se pueden obtener a partir de la descomposición de algunos oxoácidos como por ejemplo:

H_2CO_3 → CO_2 + H_2O

2HNO_3 →N_2O_5 + H_2O

También se los produce por combustión de diferentes materiales.

C_6H_12O_6 + 6O_2 → 6CO_2 + 6H_2O

Interdisciplinariedad

Química y Gestión empresarial

En las empresas que trabajan con la producción de sustancias químicas como fármacos, reactivos, pinturas, alcoholes y otros, es muy importante el rendimiento de la reacción.

Generalmente utilizan reacciones que consuman la mínima cantidad de energía, que tengan un tiempo moderado para producirse; ni tan rápidas que no se puedan controlar, ni tan lentas que su duración sea excesiva.

Los materiales que contienen azufre o nitrógeno, como los huevos y el cabello, al quemarlos también producen óxido sulfuroso y nitroso respectivamente. El olor a pelo quemado es característico de la presencia de compuestos nitrogenados.

Descomposición de óxidos ácidos

La descomposición de un óxido ácido en sus elementos es muy difícil y requiere de la inversión de una gran cantidad de energía. No tienen ninguna utilidad industrial. Para la obtención de los elementos libres se prefiere tomarlo de la naturaleza, descomponer un hidruro o electrolizar una sal que contenga el no metal, y no obtenerlo a partir del óxido.

La ecuación química de descomposición teórica de los óxidos de no metales sería por ejemplo:

SO_2 → S + O_2 + ∆H

2SO_3 → 2S + 3O_2 + ∆H

Contaminantes y efectos que producen en el entorno natural y la salud humana

● Contaminantes y efectos que producen en el entorno natural y la salud humana

Saberes previos

¿Qué ciudades de nuestro país tienen su atmósfera contaminada? ¿Por qué?

Desequilibrio cognitivo

¿Es el dióxido de carbono un gas que perjudica el clima del planeta, o su presencia puede ser indispensable para la vida?

TIC

Ingresa a esta URL, de KiotoEduca: Recursos Educativos,  en donde puedes encontrar videos relacionados con el cambio climático:

www.mayedu.ec/quim1/p138

Nuestro planeta Tierra posee una atmósfera que se halla compuesta por nitrógeno 78 %, oxígeno 21 % y otros gases 1 %. Esta mezcla de gases sirve como una barrera contra la radiación solar, pues absorbe el 90% del calor y sin ella los días serían excesivamente calurosos y las noches heladas, lo cual no permitiría que la vida existiera en el planeta.

Óxidos ácidos: gases invernadero

Dentro del 1% de los otros gases que componen la atmósfera, encontramos fracciones mínimas de dióxido de carbono CO_2 y óxidos de nitrógeno (N_xO). Su presencia es importante porque estos gases actúan como una capa de invernadero, evitando los cambios drásticos de temperatura en la superficie del planeta, y manteniendo una temperatura promedio global de 15º C, a esto se denomina efecto invernadero.

Los ecosistemas y los seres vivos que habitan el planeta se han adaptado a esta especie de manta protectora y cualquier cambio en su composición afecta las temperaturas y produce un cambio climático.

La proliferación de las industrias y la producción de energía a partir de combustibles fósiles incrementan el porcentaje de los gases invernadero en la atmósfera, lo cual ha causado el aumento de la temperatura promedio del planeta y ha provocado estragos climáticos, esto pone en peligro la vida de todas las especies de la biósfera.

“Las concentraciones atmosféricas de dióxido de carbono, metano y óxido de nitrógeno han aumentado a niveles sin precedentes en los últimos 800 000 años. Las concentraciones de dióxido de carbono han aumentado en un 40 por ciento desde épocas preindustriales, principalmente por las emisiones de combustibles fósiles, y en segundo lugar por las emisiones netas de cambio de uso de la tierra” (ONU, 2016).

Gases invernadero:
CO_2: Dióxido de carbono
N_XO: Óxido nitroso
CH_4: Metano
H_2O: Vapor de agua

Dióxido de azufre: gas aerosol

Así como existen gases que permiten conservar la cantidad de calor, existen otros gases que enfrían la atmósfera, ese es el caso del SO_2, cuya presencia en la atmósfera hace que esta se enfríe.

El cambio climático oscila entre le excesiva producción de gases invernadero y los gases aerosoles.

Interdisciplinariedad

Química y Ganadería

El metano es un gas que contribuye al aumento del efecto invernadero, pues absorbe la energía calorífica de las radiaciones que se reflejan en la superficie terrestre. Este gas se libera a la atmósfera cuando el ganado digiere hierba, pues las bacterias intestinales liberan enormes cantidades de metano en las flatulencias.

Actividades humanas que producen los gases invernadero y gases aerosol

Desde el inicio de la Revolución industrial, la actividad antrópica o humana ha ido incrementando las emisiones de gases a la atmósfera, la combustión de leña, gas natural, carbón mineral, y ahora de petróleo, para obtener energía, lo que a su vez ha ido incrementando los niveles de dióxido de carbono (CO_2).

De los gases invernadero, el CO_2 es considerado el mayor causante del calentamiento global.

En la actualidad se diferencian tres grandes fuentes de emisiones de gases invernadero:

Fuentes de emisión de gases invernadero
Procedentes del transporte Corresponden a emisiones de dióxido de carbono y otros gases debido a la combustión interna de la gasolina, diesel u otro derivado del petróleo, dentro de los automotores. | Emisiones del sector industrial Las emisiones producidas por el parque industrial en todos los países del mundo, especialmente en lo países económicamente desarrollados como Estados Unidos, China, Japón, y los países europeos. | Emisiones del sector energético Las grandes plantas de energía térmicas transforman el combustible fósil en electricidad, que se emplea en las ciudades para la iluminación, calefacción, y otras necesidades energéticas.

La elevación de la temperatura promedio anual ha provocado el derretimiento de la criósfera, es decir, el derretimiento de los casquetes polares, los hielos prístinos, los nevados de las altas montañas, otros.

A esto se suman sequías en ciertos lugares e inundaciones en otros, alteración y presencia de fenómenos naturales con mayor fuerza como huracanes, monzones, fenómenos cíclicos como el fenómeno de El Niño en nuestro país.

Vínculos entre los cambios en el estado del medio ambiente atmosférico y los impactos ambientales humanos
Cambios en el estado | Impactos mediatizados sobre el medio ambiente y sobre el ecosistema | Impactos en el bienestar humano
Salud humana | Seguridad alimentaria | Seguridad física | Socioeconómica | Otros impactos
Problemas relacionados con la contaminación del aire en el exterior
Concentración/precipitación de criterios contaminantes (que no sean ozono troposférico)

- Países desarrollados
- Países en vías de desarrollo.
Exposición a una mala calidad del aire

- Países en vías de desarrollo
- Países desarrollados
- Enfermedades respiratorias cardiacas
- Fallecimientos prematuros y morbilidad
- Asma infantil
- Rendimiento de las cosechas
- Conflictos sobre movimientos transfronterizos
- Costes sanitarios
- Años de vida ajustados por discapacidad
- Costes del control de la contaminación
- Potencial del turismo
- Visibilidad
- Clima
- Acidificación |  | - Disminución de los bosques y los ecosistemas naturales | - Corrosión de los materiales | - Costes de mantenimiento de las infraestructuras físicas | - Potencial del turismo
- Eutroficación |  | - Suministro de pesca cuando los nutrientes entran en las aguas superficiales | - Pérdida de biodiversidad | - Problemas causados por los malos olores |

▲ Los automotores producen gases invernadero, es por eso que debemos disminuir su uso.

Humor

Ejes transversales

Ambiente

En Loja, la central eólica Villonaco produce 16,5 MW de potencia. Es un proyecto emblemático del Estado ecuatoriano que provee de energía eléctrica, sin contaminar el medio ambiente.

Acciones para mitigar el cambio climático

Una de las acciones más importantes para disminuir la emisión de gases del efecto invernadero (GEI) es la que se propuso en 1997 en el Protocolo de Kioto (PK); allí se puso como eje central la responsabilidad conjunta pero diferenciada para combatir el cambio climático.

“El PK fue estructurado en función de los principios de la Convención. Establece metas vinculantes de reducción de las emisiones para 37 países industrializados y la Unión Europea, reconociendo que son los principales responsables de los elevados niveles de emisiones de GEI que hay actualmente en la atmósfera, y que son el resultado de quemar fósiles combustibles durante más de 150 años” (NU, 2016).

En nuestro país se está cambiando la matriz energética, esto quiere decir que la mayor cantidad de energía eléctrica que se produce para consumo humano e industrial proviene de hidroeléctricas y no de plantas termoeléctricas que consumen combustible fósiles. También se han creado parques eólicos en diferentes lugares del territorio ecuatoriano.

Acciones cotidianas para enfrentar el calentamiento global que se pueden realizar en nuestro medio inmediato

- Cambiar los focos incandescentes por focos fluorescentes.
- Disminuir el uso del automóvil, caminar, usar bicicleta.
- Reciclar los materiales como fundas, cartones, papel, otros.
- Evitar la compra de materiales con exceso de embalaje.
- Cambiar el calefón por ducha eléctrica.
- Cambiar la cocina de gas por cocina de inducción.
- Desconectar los dispositivos eléctricos que no usas.
- Participar de programas de reforestación.
- Construir un pequeño huerto dentro de tu hogar.

​Todas las acciones suman para superar este problema ambiental.
En la siguiente gráfica podemos ver qué tan importante es adoptar medidas y acciones para contrarrestar el calentamiento global.

Ciencia, tecnología y sociedad

Ciencia, tecnología y sociedad

Calentamiento global

Acciones para evitar el calentamiento global

Las organizaciones mundiales que luchan por la conservación de un medioambiente sano y la preservación de los ecosistemas promueven acciones que lleguen hasta los grandes productores de gases invernadero y gobiernos de los países industrializados.

Desde las comunidades más pequeñas como los barrios podemos contribuir con acciones cotidianas que ayuden a detener el cambio climático.

¿Cómo se investiga en Química?

¿Cómo se investiga en Química?

Las variables

Cuando se hace una investigación en Química, las variables son todas las magnitudes a las que podemos medir o dar un valor y las características que presenta nuestro fenómeno de observación, por ejemplo, masa, densidad, radio atómico, número atómico, velocidad, volumen, concentración, color, estado de agregación, temperatura, otras.

Es muy importante en el proceso de investigación definir las variables que van a intervenir para dar sustento a nuestros resultados. Su análisis confirmará o desechará una hipótesis.

Clasificación de las variables
Dependiendo del objetivo que van a cumplir las variables o las características a las que correspondan, estas se clasifican en:

Según el tipo de característica
- Cualitativa
- Cuantitativa
Según la función de la característica
- Semántica
- Lógica

Variables cualitativas: Existen variables que no pueden expresarse con una cantidad. Por ejemplo, el estado de agregación de los óxidos ácidos.

En una investigación podríamos describir que el estado de agregación de casi todos los óxidos ácidos es gaseoso y que el de algunos es líquido y sólido.

Característica del óxido ácido | Variable
Estado de agregación | Gas Sólido

Variables cuantitativas: Son aquellas variables que sí podemos medir y asignarles un valor. En ciencias experimentales a estas variables las llamamos magnitudes o mensurandos. Según el valor que puedan asumir estas variables, se clasifican en:

Discretas | Continuas
Si solo pueden asumir el valor de un número entero (Z). Ejemplo: el número atómico (A) H ⇒​ 1      He ⇒​ 2     Li ⇒​ 3 | Estas variables pueden expresarse en números decimales. Ejemplo: la masa 0,4 mg de agua 2,1 gramos de CO_2; 7,9 kg de N_2O

En investigación siempre se busca la relación que existe entre las variables para así explicar de forma objetiva un fenómeno de la naturaleza. Ejemplo: cómo influye en el cambio climático la variación de la temperatura promedio de la Tierra en relación con la variación de la concentración de los gases invernadero en la atmósfera.

En tu cuaderno de asignatura y durante una semana, registra las temperaturas que presenta tu lugar de residencia al medio día, determina si la temperatura es una variable discreta o continua.

Laboratorio 5

Laboratorio 5

Tema: Óxidos de azufre

Datos informativos
Institución educativa:
Nombre del estudiante: ​
1er. BGU paralelo: ​                                                           Fecha: ​

Objetivo

1. Observar la formación de un óxido ácido y determinar parte de sus características.
2. Identificar un ácido con el uso del papel tornasol.

Procedimiento
Realizar todo el experimento dentro de la sorbona

Primera parte

1. Enciende el gas de un mechero Bunsen, o prende una lámpara de alcohol, realiza el experimento en el lugar más ventilado del laboratorio, mantén las puertas y ventanas abiertas.
2. Coloca un poco (menos de medio gramo) de azufre en la cuchara.
3. Acerca la cuchara con el azufre al mechero hasta que el azufre se encienda. Anota tus observaciones en la tabla 1.

Segunda parte

1. Llena con agua destilada la mitad del matraz.
2. Coloca un poco (menos de medio gramo) de azufre en el tubo de ensayo.
3. Arma la conexión entre el tubo de ensayo y el matraz con la manguera o el tubo de desprendimiento.
4. Asegúrate que los recipientes estén herméticamente taponados, al igual que las conexiones.
5. Fíjate que la manguera o el tubo de desprendimiento estén sumergidos en el agua destilada.
6. Calienta el tubo con el azufre, retíralo de la llama en cuanto empiecen a producirse los gases de azufre. No sujetes directamente el tubo, utiliza las pinzas.
7. Deja burbujear por un buen tiempo el gas en el agua destilada.
8. Cuando veas que se ha disuelto el gas en el agua, retira el tapón y coloca un papel tornasol en el interior, observa lo que sucede. Escribe tus observaciones en la tabla 2.

Reactivos

- Azufre
- Papel tornasol
- Agua destilada

Materiales

- Cuchara de deflagración
- Mechero de Bunsen
- Tubo de ensayo con tapón mono horadado
- Pinza para tubo de ensayo
- Matraz Erlenmeyer con tapón mono horadado
- Tubo de desprendimiento o manguera
- Sorbona
- Gafas y mascarillas

Seguridad y recomendaciones

1. Cuando trabajes con gases, es mejor hacerlo en un lugar bien ventilado.
2. Utiliza las gafas y la mascarilla durante todo el experimento.
3. Nunca huelas directamente los gases que se produzcan ni otro reactivo del laboratorio.
4. Si alguien se marea por los gases, llévenlo rápidamente a un lugar ventilado.
5. Si tomas en cuenta todas las precauciones, puedes trabajar con tranquilidad.

Gráfico

Observaciones:

Escribe las partes que conforman el equipo que armaste.

Resultado de las observaciones

Emanación de gases | Sí   █ | No   █
Color de la llama | Breve descripción:
Olor de los gases | Breve descripción:

 | Color rojo Es ácido | Color azul Es básico | No cambia el color Es neutro
Papel tornasol |  |  |

Conclusiones

Proyecto de emprendimiento

Proyecto de emprendimiento ^

Tema: Tomates orgánicos

Justificación

Mucha de la contaminación atmosférica se debe a la combustión de combustibles fósiles de los medios de transporte. Aprender a elaborar huertos urbanos es una de las prácticas que permitiría evitar el transporte de alimentos, acción que utiliza combustible y cuyo resultado es que en muchas ocasiones los alimentos se descompongan en el viaje.

Objetivos

1. Producir tomates orgánicos para comercializarlos en ferias estudiantiles.
2. Contribuir con acciones que frenen el calentamiento global.

Actividades y recursos

Materiales

- Material de jardinería
- Semillas y tierra abonada
- Fuente de agua para riego
- Espacio de jardín para el huerto, puede ser en los hogares o en la escuela.

Producción

- Buscar un metro cuadrado de jardín o terraza para el huerto.
- Abonar la tierra con abono orgánico (gallinaza, hojarasca, otros).
- Conseguir semillas de tomate (se puede sacar directamente del fruto).
- Sembrar las semillas uniformemente y separadas a una distancia de 50 cm.
- Riega el huerto 3 veces por semana.
- Cuando la planta esté con flores, poda las ramas que no tengan flores.
- Cosecha los tomates cuando estén pintones (rojos).

Comercialización

- Definir lugar y fecha de exhibiciones.
- Elegir un día de la semana para ofertar los tomates.
- Realizar invitaciones, pueden usar las redes sociales.
- Lavar los tomates para la exhibición y la venta.
- Usar fundas recicladas.

Conclusiones:

- ¿Qué aprendiste del trabajo en equipo?
- ¿Cómo pueden mejorar su estrategia de ventas y la producción de tomates?
- ¿Qué más se podría sembrar para comercializar?

Evaluación del proyecto | Sí | No | En parte
Se cumplieron los objetivos. |  |  |
La producción del tomate fue suficiente. |  |  |
Se comercializó el producto en la población esperada. |  |  |

Autoevaluación | Sí | No | En parte
Te esforzaste porque todas las actividades del proyecto se cumplieran a tiempo y con los mejores resultados. |  |  |
Escuchaste las sugerencias de los clientes para sembrar otros vegetales. |  |  |
Tuviste una comunicación adecuada, cálida y oportuna con las personas. |  |  |

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1. Selecciona la siguiente diapositiva en el menú de la izquierda. Si deseas cambiar su orden o posición selecciona "Editar ruta"

Tarea:

Crea una presentación Prezi sobre los óxidos ácidos que son parte de los gases invernadero.

Evaluación formativa

CE.CN.Q.5.6. Deduce la posibilidad de que se efectúen las reacciones químicas de acuerdo a la transferencia de energía y a la presencia de diferentes catalizadores; clasifica los tipos de reacciones y reconoce los estados de oxidación de los elementos y compuestos, y la actividad de los metales; y efectúa la igualación de reacciones químicas con distintos métodos, cumpliendo con la Ley de la Conservación de la masa y la energía para balancear las ecuaciones.

1

Plantea la fórmula molecular y nomenclatura sistemática de los siguientes anhídridos.

Anhídrido Fórmula molecular Nombre sistemático
Anhídrido carbónico
Anhídrido perclórico
Anhídrido bórico
Anhídrido nitroso
Anhídrido sulfúrico
Anhídrido antimónico
Anhídrido hipobromoso

CO_2
Cl _2O_7
B _2O_3
N _2O_3
SO _3
Sb _2O_5
Cl _2O

Dióxido de carbono
Heptaóxido de dicloro
trióxido de diboro
trióxido de dinitrógeno
trióxido de azufre
Pentaóxido de diantimonio
monóxido de dicloro

2

Establece y argumenta cuál de estos anhídridos no interviene en la formación de la lluvia ácida.

Anhídrido sulfúrico Anhídrido nítrico Anhídrido bórico

X

3

Establece cuál de estos anhídridos no existe y responde por qué.

Anhídrido pertelúrico Anhídrido hipoyodoso Anhídrido germánico

X

CE.CN.Q.5.5. Plantea, mediante el trabajo cooperativo, la formación de posibles compuestos químicos binarios y ternarios (óxidos, hidróxidos, ácidos, sales e hidruros) de acuerdo a su afinidad, enlace químico, número de oxidación, composición, formulación y nomenclatura.

Diversidadfuncional en el aula

Si trabajan con un compañero con discapacidad recuerden que él o ella saben mejor que nadie lo que puede o no hacer. No decidan por él o ella acerca de su participación en cualquier actividad.

4

Trabajo colaborativo
Armen mesas de discusión y analicen por qué el flúor no forma anhídridos.

CE.CN.Q.5.1. Explica las propiedades y las leyes de los gases, reconoce los gases más cotidianos, identifica los procesos físicos y su incidencia en la salud y en el ambiente.

5

Estrategia deinvestigación

Actividad investigativa

Indaga en una de las redes sociales sobre cuáles son los gases invernaderos, y si estos afectan al Ecuador.

Para esta investigación no olvides utilizar buscadores que te lleven a estudios académicos serios.