Title: Unidad 4
Course: Química Plus + 3 BGU

Hidrocarburos insaturados y aromáticos

Una de las más espectaculares formas de unión que presenta el carbono está dada por su insaturación.

La diversidad de estructuras orgánicas que puede formar el carbono al juntarse consigo mismo, se ve elevada a infinitas posibilidades debido a que el carbono no solo puede armar incontables uniones, sino que esas uniones son de diversos tipos y combinaciones.

Estructuras que cuentan con átomos, que se hallan en las mismas posiciones y que sin embargo responden de manera diversa a las leyes de comportamiento químico, eso solo lo puede mostrar el estado de insaturación entre átomos de carbonos que forman parte de  una cadena.

   Objetivos

1. O.CN.Q.5.2. Demostrar conocimiento y comprensión de los hechos esenciales, conceptos, principios, teorías y leyes relacionadas con la Química a partir de la curiosidad científica, generando un compromiso potencial con la sociedad.
2. 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.
3. O.CN.Q.5.10. Manipular con seguridad materiales y reactivos químicos teniendo en cuenta sus propiedades físicas y químicas, considerando la leyenda de los pictogramas y cualquier peligro específico asociado con su uso, actuando de manera responsable con el ambiente.

 La Química y las profesiones

El ingeniero forestal

El ingeniero forestal es un profesional que se ha preparado en el ámbito de investigación científica y técnica, con pertinencia social y medioambiental. Es capaz de planificar, dirigir y ejecutar proyectos ambientales de producción y manejo forestal. Está preparado para manejar proyectos de carácter forestal en cuencas hidrográficas, gestión de la biodiversidad de ecosistemas forestales, proyectos de sostenibilidad y biorremediación.

Puede incursionar en los campos de investigación, consultoría, docencia, producción y manejo forestal, manejo integral de cuencas hidrográficas, aplicación de tecnologías de productos forestales; y prevención, cuidado y conservación de la biodiversidad de los bosques.

Universidades que ofertan esta carrera en Ecuador: Universidad Nacional de Loja, Universidad Técnica Estatal de Quevedo, Universidad Agraria del Ecuador, Escuela Superior Politécnica del Chimborazo y Universidad Estatal de Bolívar.

Encuentra más información de esta carrera en:

http://unl.edu.ec/agropecuaria/ofertaacademica/carrera-de-ingenier%C3%ADa-forestal#sthash.LUZ58pmk.dpuf

Compuestos orgánicos: hidrocarburos insaturados

● Compuestos orgánicos: hidrocarburos insaturados

Saberes previos

Los alquenos son la materia prima para elaborar plástico. Nombra al menos 10 usos del plástico en tu hogar.

Desequilibrio cognitivo

Un hidrocarburo insaturado, ¿tiene la misma estabilidad que uno saturado?

Se denominan hidrocarburos insaturados a los compuestos orgánicos que se hallan constituidos por carbono e hidrógeno, que al menos presentan un enlace doble o un triple.

Los alquenos y los alquinos

Alqueno | Alquino
Enlace doble | Enlace triple
Grupo funcional: | Grupo funcional: – C ≡ C –
Distancia entre carbonos: 1,34 Å | Distancia entre carbonos: 1,20 Å
Un enlace σ, un enlace π | Un enlace σ, dos enlaces π

Problema propuesto y resuelto

Escribe la estructura de los isómeros insaturados correspondientes al cicloalcano:

a)

b)

c)

A los alquenos también se los llama olefinas o etilenos; a los alquinos se los denomina acetilenos debido al primer compuesto de la serie homóloga etileno y acetileno, respectivamente.

Una diferencia importante entre los hidrocarburos saturados alcanos, y los insaturados alquenos y alquinos es su reactividad. La doble y triple unión se halla formada por un enlace sigma  y uno o dos enlaces pi π, respectivamente, cuya reactividad es mucho mayor debido a la tensión que se genera entre los átomos de carbono para formar este tipo de uniones.

Formulación

La fórmula general establecida para los alquenos y alquinos solo corresponde a compuestos con un único enlace doble o triple.

Alqueno | Alquino
Fórmula general: C_nH_2n | Fórmula general: C_nH_2n–2

La fórmula general de los alquenos es similar a la de los ciclos alcanos debido a que son compuestos isómeros. Por ejemplo:

Fórmula molecular C_3H_6 | Ciclopropano | Propeno CH_2 = CH – CH_3

Interdisciplinariedad

Química y Biología

Las feromonas son compuestos químicos insaturados, que transmitidos por el ambiente, llegan al sistema olfatorio de un animal y producen una respuesta fisiológica o comportamiento específico.

Estructura orgánica con dos enlaces dobles. Se trata de la feromona que usan las abejas como alarma ante la presencia de hormigas.

Fórmulas de alquenos y alquinos

Los alquenos y alquinos se pueden representar con todas las fórmulas, pero al igual que otros compuestos orgánicos, debido a la isomería, se prefieren las fórmulas desarrolladas, semidesarrolladas y de esqueleto. Ejemplo:

Buteno | Fórmula semidesarrollada | Fórmula condensada de esqueleto

Nomenclatura de alquenos y alquinos

La IUPAC establece que el nombre de la cadena principal de un alqueno debe llevar el sufijo eno, y en el caso de los alquinos el sufijo ino, adjunto al nombre de su correspondiente alcano.

La serie homóloga de los alquenos y alquinos representa a los compuestos que llevan el doble o triple enlace en el carbono No. 1 y que además su cadena es lineal; a estos compuestos se los denomina n-alquenos y n-alquinos, respectivamente.

Serie homóloga de los alquenos

Fórmula semidesarrollada | Nombre
CH_2 = CH_2 | Eteno
CH_2 = CH – CH_3 | Propeno
CH_2 = CH – CH_2 – CH_3 | Buteno
CH_2 = CH – CH_2 – CH_2 – CH_3 | Penteno
CH_2 = CH – CH_2 – CH_2 – CH_2 – CH_3 | Hexeno
CH_2 = CH – CH_2 – CH_2 – CH_2 – CH_2 – CH_3 | Hepteno
CH_2 = CH – CH_2 – CH_2 – CH_2 – CH_2 – CH_2 – CH_3 | Octeno

TIC

Ingresa en el siguiente enlace y encontrarás información sobre las feromonas. Identifica todos los compuestos que contengan doble o triple enlace.

www.mayedu.ec/quim3/p97

Serie homóloga de los alquinos

CH ≡ CH | Etino
CH ≡ C – CH_3 | Propino
CH ≡ C – CH_2 – CH_3 | Butino
CH ≡ C – CH_2 – CH_2 – CH_3 | Pentino
CH ≡ C – CH_2 – CH_2 – CH_2 – CH_3 | Hexino
CH ≡ C – CH_2 – CH_2 – CH_2 – CH_2 – CH_3 | Heptino
CH ≡ C – CH_2 – CH_2 – CH_2 – CH_2 – CH_2 – CH_3 | Octino

Cuando el doble o triple enlace se halla en otra posición se debe anteponer, al nombre, el número del carbono donde se halla ubicado. La cadena principal siempre debe ser enumerada desde el extremo más cercano al doble o triple enlace. Por ejemplo:

CH_2 – CH = CH – CH_2 – CH_3 | 2–penteno
CH_3 – CH_2 – CH_2 – CH_2 – C ≡ C – CH_2 – CH_3 | 3–octino

Humor

Nomenclatura de alquenos y alquinos ramificados y cíclicos

Para nombrar los alquenos y alquinos se siguen las siguientes reglas:

1. Identificar y enumerar la cadena principal (más larga) desde el extremo más cercano a la insaturación.
2. En las cadenas cíclicas, el doble y triple enlace siempre se hallan entre el carbono 1 y el carbono 2.
3. En un ciclo siempre enumerar los carbonos en dirección de la diferencia más cercana a la insaturación.
4. Nombrar los radicales de acuerdo con las normas establecidas en la página 76.
5. Nombrar al último la cadena principal terminada en eno para los alquenos e ino para los alquinos.

Ejes transversales

Nutrición

Parte de la buena alimentación es consumir una ración diaria adecuada de vegetales. Algunos vegetales nos proveen de carotenos, que son compuestos antioxidantes y precursores de la vitamina A; se encuentran en vegetales como la zanahoria, brócoli, papaya; y acelga.

La estructura que se halla a continuación es un caroteno; identifica cuántos dobles enlaces contiene.

Ejemplos:

Compuesto | Nombre
Correcto: 4-Metil-2-penteno

Incorrecto: 2-Metil-3-penteno
Correcto: 7,7-Dimetil-3-nonino

Incorrecto: 3,3-Dimetil-6-nonino
Correcto: 2,3-Dietil-ciclopenteno

Incorrecto: 1,5-Dietil-ciclopenteno

Nota: en las cadenas monoinsaturadas no hace falta indicar el carbono 1, junto al nombre de la cadena principal.

Nomenclatura de compuestos con varias insaturaciones
1. Identificar y enumerar la cadena principal desde la insaturación más cercana al extremo.
2. Nombrar los radicales de acuerdo con las normas establecidas anteriormente.
3. Anteponer los números de los carbonos donde se encuentran las insaturaciones al prefijo del nombre de la cadena principal.
4. Agregar el prefijo multiplicativo antes de los sufijos eno o ino.

Ejemplos:

1,3-Ciclobutadieno | 4-Etil-2,6-octadiino

Alquenos: isomería cis y trans

● Alquenos: isomería cis y trans

Saberes previos

Los alquinos son el punto de partida para fabricar tuberías de PVC. ¿Por qué es preferible el transporte de agua por tubería de PVC en lugar de tubería de hierro galvanizado? ¿Tendrá que ver algo con sus propiedades físicas y químicas?

Desequilibrio cognitivo

¿La presencia de un doble o triple enlace en una cadena será causa del incremento de estructuras isoméricas?

Una diferencia entre los alquenos y los alcanos es que los carbonos no pueden girar libremente alrededor del doble enlace.

Libre rotación de los carbonos alrededor del enlace. | Los carbonos no pueden rotar.

Ejes transversales

Nutrición

“La ingesta calórica debe estar en consonancia con el gasto calórico. Los datos científicos indican que las grasas no deberían superar el 30% de la ingesta calórica total para evitar un aumento de peso […], lo que implica dejar de consumir grasas saturadas para consumir grasas no saturadas […] y eliminar gradualmente las grasas industriales de tipo trans […]” (OMS, 2016).

Visita un supermercado y anota la información nutricional de aceites, margarinas y otras grasas.

Debido a la rigidez que mantiene el doble enlace se forman isómeros geométricos denominados cis y trans.

“Los átomos o grupos se denominan cis o trans entre sí cuando se proyectan respectivamente en el mismo o en lados opuestos de un plano de identificación de referencia común entre estereoisómeros. Los compuestos en los que se producen estas relaciones se denominan cis/trans-isómeros.” (Advanced Chemistry Development, 2016).

En la forma cis, los hidrógenos se ubican en el mismo lado del plano; en la forma trans, los hidrógenos se ubican a un lado contrario del plano cada uno.

La isomería cis y trans se produce únicamente cuando cada carbono que forma el doble enlace contiene diferentes sustituyentes.

Los isómeros geométricos de este tipo son dos especies diferentes. La nomenclatura de estos compuestos debe incluir los prefijos cis y trans, para identificar por separado a cada uno de ellos.

Laboratorio casero

El sometimiento de grasas a altas temperaturas convierte la forma cis en trans. Toma una cuchara de aceite de oliva y sométela al calor de la llama, luego establece las diferencias entre la sustancia inicial y la final.

Propiedades de los alquenos y alquinos

Propiedades físicas

Alquenos | Alquinos
- Los 3 primeros alquenos son gases; a partir de 5 carbonos hasta 18 son líquidos; el resto de alquenos son sólidos.
- Son insolubles en agua y solubles en solventes orgánicos como el alcohol y el éter.
- Sus puntos de ebullición y fusión son más bajos que su alcano correspondiente.
- Los 2 primeros alquinos son gaseosos; desde 4 carbonos hasta 15 son líquidos; los demás alquinos son sólidos.
- Son insolubles en agua, excepto el acetileno que muestra una reducida solubilidad. Solubles en solventes orgánicos.
- Sus puntos de ebullición y fusión al igual que los alcanos y alquenos, aumenta a medida que la cadena se hace más grande.

Ejes transversales

Seguridad ocupacional

En el Reglamento de seguridad y salud de los trabajadores, en el artículo 41, se especifica que es una obligación de los empleadores: “Entregar gratuitamente a sus trabajadores vestido adecuado para el trabajo y los medios de protección personal y colectiva necesarios”.

Propiedades químicas

Los alquenos y alquinos son mucho más reactivos que los alcanos debido a la presencia de insaturación, la cual es causante de las reacciones de adición: hidrogenación, halogenación, hidrohalogenación. El mecanismo de reacción de los alquenos y alquinos es de adición por rotura de los enlaces pi.

- Reacciones de combustión
Los alquenos y alquinos experimentan la combustión completa; sin embargo, al igual que otros compuestos orgánicos la reacción de combustión puede ser completa o incompleta dependiendo del suministro de oxígeno. Su potencial energético es superior a la de los alcanos respectivos en la serie homóloga; por ejemplo, la llama del acetileno puede alcanzar los 3 100°C, por eso se lo utiliza en la suelda autógena.

HC ≡ CH + 2½ O_2 → 2CO_2 + H_2O – ∆H

- Hidrogenación
Los alquenos y alquinos pueden saturarse en presencia de hidrógeno naciente y un catalizador metálico que puede ser paladio, platino o níquel. Ejemplo:

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Interdisciplinariedad

Química y Biología

Los alquenos tienen una enorme importancia biológica, puesto que están involucrados en la germinación de las semillas.

Las reacciones químicas y sus ecuaciones
- Halogenación de alquenos y alquinos
La halogenación es espontánea y en muchos casos violenta.
A diferencia de los alcanos, los hidrocarburos insaturados no necesitan luz UV para reaccionar; en los alcanos la halogenación sigue un mecanismo de sustitución; en los alquenos y alquinos sigue un mecanismo de adición al romperse el doble o triple enlace. El producto es un halogenuro de alquilo. Ejemplo:

- Hidrohalogenación
En la hidrohalogenación se adiciona un ácido hidrácido; este tipo de adición sigue la Regla de Markownicov, la cual establece que el halógeno del hidrácido buscará unirse al carbono con menos hidrógenos.

Si el hidrocarburo insaturado presenta más de 3 carbonos se aplica la regla de Markownicov, para predecir cuál de los dos isómeros se formará en mayor cantidad.

Humor

Obtención de alquenos y alquinos

Los alquenos y alquinos se obtienen principalmente por:

- Destilación del petróleo.
Pirólisis de hidrocarburos de cadenas más largas.

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- Deshidratación de alcoholes, calentando alcoholes en presencia de ácido sulfúrico concentrado. Ejemplo:

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- Deshalogenación, eliminando los halógenos de un haluro doble de alquilo en presencia de hidróxido de sodio. Ejemplo:

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Compuestos orgánicos: hidrocarburos aromáticos

● Compuestos orgánicos: hidrocarburos aromáticos

Saberes previos

¿Has visto la bolitas de naftalina? Se trata de un hidrocarburo aromático. Describe sus características y su uso.

Desequilibrio cognitivo

¿Sabías que en Química las sustancias aromáticas no siempre tienen aroma?

La palabra aromaticidad en el contexto químico no hace referencia al olor, sino las propiedades que presentan una serie de compuestos,cuyo representante principal es el benceno.

La estructura del benceno

Antes de 1865, se conocía la composición del benceno C_6H_6, pero los científicos diferían sobre su fórmula estructural y había grandes dudas respecto del porqué de su comportamiento químico singular. Entre las propuesta de estructura del benceno se hallaban algunos alquenos y alquinos lineales y otros cicloalquenos.

CH_2 = C = C = C = CH – CH_3 | CH ≡ C – C ≡ C – CH_2 – CH_3 |

El químico alemán August Kekulé (1829-1896) sabía por estudios anteriores que los enlaces entre los seis carbonos eran equidistantes, que el benceno era un compuesto cíclico y que no reaccionaba a la halogenación como un compuesto insaturado. Él propuso que la estructura del benceno describía enlaces dobles no estáticos entre carbono y carbono, y que estos se intercalaban entre unos y otros, impidiendo que se forme el típico enlace pi de los compuestos insaturados. Esto confería a la molécula una mayor estabilidad y menor actividad química que los alquenos y alquinos.

Formas resonantes o canónicas del benceno. |  | Fórmula convencional del benceno.

La estructura del benceno propuesta por Kekulé fue acertada; con el avance de la tecnología se pudo observar que el benceno presenta estructuras resonantes donde se observan las nubes electrónicas que forman los enlaces por encima y por debajo del plano de la molécula.

Ejes transversales

Prevención de riesgos

Los reactivos químicos deben cumplir con normas internacionales de envasado y etiquetado. El benceno es un reactivo fácilmente inflamable, puede causar cáncer y alteraciones genéticas; tiene efectos graves para la salud en caso de exposición prolongada por inhalación, contacto con la piel e ingestión. Su etiqueta debe llevar los siguientes pictogramas:

Busca en tu hogar materiales que lleven algún pictograma de seguridad. Y escribe en tu cuaderno de asignatura qué precauciones deben tener con estas sustancias.

Arenos y otros derivados del benceno

“El nombre genérico de hidrocarburos aromáticos monocíclicos y policíclicos es ‘areno’ ” (Advanced Chemistry Development, 2016).

Los arenos son compuestos que poseen una parte aromática y otra alifática. Cuando el benceno es el sustituyente se lo denomina fenil.

En el benceno se pueden sustituir los hidrógenos; dependiendo de cuántos fueron sustituidos se presentan los siguientes casos:

- Derivados monosustituidos. Cuando solo se ha reemplazado un hidrógeno del benceno.

La IUPAC indica que se debe nombrar al sustituyente y luego se añade la palabra benceno. Sin embargo, es muy importante conocer que varios derivados monosustituidos (y polisustituidos) poseen nombres bastante utilizados en la industria, en el comercio y en el ámbito químico. Ejemplos:

Propilbenceno | Etilbenceno | Metilbenceno Tolueno | Vinilbenceno Estireno

Problema propuesto y resuelto

Escribe el nombre de los siguientes compuestos disustituidos:

a)

^

• 1,2-dietilbenceno
• Orto-dietilbenceno
• o-dietilbenceno

b)

Dentro de los compuestos monosustituidos del benceno también están considerados aquellos que llevan un grupo funcional. Ejemplo:

Fenol | Ácido benzoico | Anilina | Benzaldehído

- Derivados disustituidos. Se producen cuando dos hidrógenos del benceno han sido sustituidos; estas estructuras presentan tres formas diferentes:

Ejemplo:

- 1,4-dietilbenceno
- Para-dietilbenceno
- p-dietilbenceno

TIC

En el siguiente enlace encontrarás más información sobre el benceno descrita en una ficha técnica:

www.mayedu.ec/quim3/p106

Establece una lista con sus principales características.

- Derivados polisustituidos. Se producen cuando se sustituyen tres o más hidrógenos del benceno. Para nombrar estos compuestos se enumera la cadena bencénica desde el sustituyente más representativo. Ejemplo:

1–etil–2,4–dimetilbenceno | 3–bromo–6–nitro–4– metilfenol | Trinitrotolueno TNT

Laboratorio casero

Compra unas bolitas de naftalina, describe su estado de agregación, color, aroma. Identifica en la etiqueta los pictogramas de seguridad. No olvides utilizar guantes y mascarilla en tu experimento.

Arenos policíclicos

El benceno también puede formar cadenas de varios ciclos, que se estudian en cursos de química superior; por ahora solo nombraremos algunos muy conocidos.

Propiedades físicas del benceno

El benceno es un líquido incoloro que presenta un aroma típico; su punto de ebullición es 80°C. Su molécula es no polar, por tanto es insoluble en agua pero se disuelve en éter y cloroformo; al mismo tiempo es utilizado como solvente de grasas, resinas, cauchos y otros polímeros.

Problema propuesto y resuelto

Plantea las ecuaciones de:

1) Bromación del benceno

2) Obtención del propilbenceno

Propiedades químicas del benceno

Por presentar aromaticidad, en las reacciones químicas se conserva el esqueleto del benceno, siendo los enlaces con el hidrógeno los que sufren rotura para permitir reacciones de sustitución.

Halogenación
Los hidrógenos son sustituidos por halógenos: X.
Nitración
Los hidrógenos son sustituidos por el grupo nitro: NO_2.
Alquilación
Los hidrógenos son sustituidos por un radical alquilo: R.

Química de disoluciones y sistemas dispersos: Los polímeros

● Los polímeros

Saberes previos

Describe las características físicas de las fundas plásticas, envases plásticos, forros de cuadernos, entre otros.

Desequilibrio cognitivo

¿Sabías que las proteínas que forman tu cuerpo son polímeros?

En la actualidad existe una gran demanda de los productos llamados polímeros,  polis: mucho; meros: partes, por lo cual esta industria ha crecido extraordinariamente. Su importancia en todos los ámbitos humanos actualmente es indiscutible. En Ecuador recientemente se creó la carrera de Ingeniería de Polímeros en la Universidad Yachay.

Los polímeros son macromoléculas conformadas por unidades moleculares denominadas monómeros. Un polímero está formado por miles de monómeros. La cantidad de unidades que conforma un polímero es variable, por lo tanto, es impreciso determinar su peso molecular, mientras que el valor de su densidad es relativa a la estructura interna de polímero.

A los polímeros se los clasifica según su origen en: naturales y sintéticos.

Interdisciplinariedad

Química y Biología

La base de la vida se halla en un polímero llamado ácido desoxirribonucleico (ADN), cuyos monómeros son las bases nitrogenadas: adenina A, guanina G, citosina C, timina A.

Los primeros polímeros que conoció y trabajó el ser humano fueron de origen natural. Con el avance de la tecnología hemos llegado a comprender que los organismos vivos estamos formados por polímeros.

Monómero | Polímero
Glucosa | Celulosa, almidón
Isopropeno | Caucho natural
Bases nitrogenadas | Ácidos nucleicos
Aminoácido | Proteínas
Etileno | Polietileno
Propileno | Polipropileno

Recuerda y completa el nucleótido con la base adecuada.

A |
C |
G |

Polimerización

La polimerización es la reacción por la cual se sintetizan los polímeros tomando como reactivos sus monómeros. Las reacciones de polimerización dependen de la temperatura, el tiempo y los catalizadores.

La polimerización puede ser:

Por etapas | En cadena
Se efectúa a través de un conjunto de adiciones a la cadena, hasta que hayan desaparecido todos los monómeros libres. | Cuando la polimerización consta de una sola reacción muy veloz que forma cadenas independientes, luego de lo cual ya no prosigue la reacción, aunque haya monómeros libres.
Condensación | Adición
Implica la pérdida de una molécula de agua cuando se junta un monómero para formar parte del polímero. | Se utilizan catalizadores que rompen los enlaces dobles entre carbono y carbono; estos enlaces libres permiten que los monómeros se unan y formen el polímero.

Interdisciplinariedad

Química y Música

Uno de los usos que se dio al polímero llamado poliacetato fue la fabricación de los discos musicales, que hace algunas décadas transportaron la música de diversos géneros y culturas a todos los rincones del planeta.

Clasificación de los polímeros por su aplicación:
- Elastómeros. Tienen enorme capacidad de deformación sin romperse.
- Plásticos. Se deforman y no vuelven a su forma original.
- Fibras. Poseen una elasticidad que les permite conservar su forma, pero pueden romperse con algo de esfuerzo.
- Recubrimientos. Se adhieren a otros materiales y los protegen, forman una especie de coraza.
- Adhesivos. Se adhieren con facilidad a otros materiales.
Nota: No todos los polímeros son plásticos.

Polímeros sintéticos

Son polímeros sintetizados de forma artificial, generalmente se utilizan los derivados del petróleo.

Uno de los primeros intentos de síntesis de polímeros fue hecho por el inventor estadounidense Charles Goodyear en 1839, quien de forma accidental obtuvo el caucho artificial; actualmente a este procedimiento se denomina vulcanización.

El primer polímero sintetizado completamente de forma artificial fue la baquelita, en 1909, por el químico belga Leo Hendrik Baekeland (1863-1944), quien utilizó formaldehído y fenol en el proceso de polimerización. A partir de este momento los polímeros sintéticos pasaron a formar parte de nuestra vida cotidiana.

Los polímeros sintéticos debido a su bajo costo de fabricación han ido desplazando a los materiales naturales como la madera, el cuero, los metales y el vidrio. La enorme cantidad de aplicaciones de los polímeros ha invadido todos los espacios e industrias, se los emplea en la construcción, industria textil, alimentaria, médica y muchos otros.

Polímeros de importancia industrial

Laboratorio casero

Toma una botella de plástico e introduce un poco de agua hirviendo, aplica presión con tus manos y observa cómo cambia su forma y luego la mantiene cuando vuelve a enfriarse.

Ejes transversales

Salud

El cuidado de la salud bucal incluye una buena mordida que garantice una adecuada trituración de los alimentos; luego de un tratamiento de ortodoncia, los especialistas envían a sus pacientes a usar moldes dentales hechos con termoplásticos.

Polietileno (PE): resiste bajas temperaturas y es impermeable. Por su baja densidad se lo ha utilizado en diversas aplicaciones, por ejemplo, en la elaboración de fundas. |
Polipropileno (PP): es impermeable y más duro que el polietileno, es menos flexible. No resiste temperaturas bajas, pero sí es más resistente a temperaturas altas. Se lo utiliza en recipientes para embalaje de todo tipo. |
Poliestireno (PS): es un polímero termoplástico, puede presentarse de diferentes formas: cristal, de alto impacto, expandido, extrusionado. Sirve para fabricar objetos de formas definidas con el mecanismo de inyección, se emplea como aislante de sonido o de calor en la industria de la construcción, y como envoltura protectora de impactos para diferentes artículos. |
Cloruro de polivinilo (PVC): posee una excelente resistencia eléctrica. Se clasifica en rígido y flexible. Se utiliza en la fabricación de envases, tuberías, juguetes, calzados. |
Teflón: es resistente al calor y muy flexible, es impermeable y aislante eléctrico. Se utiliza en ambientes húmedos porque no se descompone y en utensilios de cocina. |
Nailon: se lo conoce por sus aplicaciones en la industria textil, es elástico y resistente. También se lo utiliza en la fabricación de insumos médicos de cirugía. |
Metacrilato: es un polímero termoplástico que posee un alto índice de refracción, por lo cual se lo utiliza en óptica. |
Caucho: sintético, posee un alto grado de elasticidad, se utiliza para hacer resortes, aislantes eléctricos y aislantes de impacto. |

La gran resistencia que tienen los polímeros al ser atacados por microorganismos, o condiciones climáticas, hace que su duración sea indeterminada, lo cual es ventajoso si queremos materiales de larga duración; sin embargo, esta misma propiedad está causando estragos en la naturaleza debido a que son de difícil degradación natural. El consumo de materiales desechables hechos con base en polímeros está creando enormes problemas ambientales.

Ciencia, tecnología y sociedad

Ciencia, tecnología y sociedad

¿Cómo se investiga en Química?

¿Cómo se investiga en Química?

Secciones de un artículo científico

Luego de realizar una investigación esta debe plasmarse en un documento para que pueda ser difundida a la comunidad y sus hallazgos contribuyan al progreso de la humanidad. Generalmente, el documento en el cual se difunden los resultados de una investigación es un artículo científico. Este documento consta de las siguientes secciones:

Página anteriorEl título

- Se requiere de que sea corto, conciso y claro.
- Puede ser informativo.
- Puede ser indicativo.
- Es recomendable escribir el título luego de la discusión.

El resumen

- Identificar en forma rápida y precisa el contenido del trabajo en 300 palabras.
- Contener los objetivos y el alcance de la investigación.
- Explicar la metodología empleada.
- Resumir los resultados.
- Exponer las conclusiones.

La introducción

- Se presenta la pregunta de investigación.
- El motivo que impulsó la realización del trabajo.
- La importancia para el contexto científico.
- Información anterior relacionada al tema de investigación.
- Objeto de la investigación.

Metodología

- Tipo de investigación.
- Diseño del experimento.
- Descripción de la población o la muestra.
- Especificación del entorno, lugar y tiempo donde se realizó la investigación.
- Recolección de datos.

Los resultados

- Tratamiento y procesamiento de datos obtenidos en el experimento.
- Presentación de datos y evidencias.

La discusión

- Responder a la pregunta de investigación con base en las pruebas que corroboran la veracidad del trabajo.
- Mencionar las desviaciones e incertidumbres, resultado de las mediciones y el porqué de ello.
- No deben incluirse más conclusiones que las que arrojan los resultados.
- Establecer recomendaciones.

Tarea
Investiga: ¿por qué son tan importantes el cálculo de errores e incertidumbres en la investigación científica?

Laboratorio 4

Laboratorio 4

Obtención del acetileno

Datos informativos
Institución educativa:
Nombre del estudiante: ​
Curso y paralelo: ​                                                           Fecha: ​

Reactivos

- Carburo de calcio
- Reactivo de Bayer
- Agua de bromo
- Permanganato de potasio
- Agua destilada

Materiales

- Matraz de destilación
- Tubos de ensayo
- Embudo de separación
- Manguera
- Cubeta
- Soporte universal
- Mechero de Bunsen
- Pinza
- Gradilla

Objetivos

1. Obtener el etino o acetileno en el laboratorio.
2. Comprobar la presencia del hidrocarburo por combustión.
3. Familiarizarse con la instalación del equipo de laboratorio.

Procedimiento

Primera parte:

1. Prepara en dos tubos de ensayo 4 mL de reactivo: Bayer, agua de bromo. Dejar cubiertos para uso posterior.
2. Armar el aparato para la obtención del acetileno (gráfica superior), verificar que las conexiones se hallen herméticamente conectadas, sin fugas de gases.
3. Colocar 3 g de carburo de calcio dentro del matraz, y el agua destilada en el embudo de separación, sellar y dejar caer gota a gota el agua destilada.

Segunda parte:

1. Acercar un fósforo encendido al extremo del tubo de desprendimiento y observar si se produce una combustión.
2. Acercar a la combustión una cápsula de porcelana e identificar si se produce hollín. Escribir las observaciones en la Tabla 1.

Tercera parte:

1. Burbujear el gas que se desprende del tubo en el agua de bromo.
2. Burbujear el gas en el reactivo de Bayer (solución de permanganato de potasio). Escribir las observaciones en la Tabla 2.

Seguridad y recomendaciones

1. Manipula con cuidado todos los reactivos del laboratorio.
2. Si tienes contacto directo con alguno de ellos, pide ayuda a tu maestro.
3. El carburo de calcio reacciona con el agua, procura que no tome contacto con ella sino únicamente dentro del matraz.
4. Verifica las conexiones de los aparatos antes de iniciar la reacción.

Gráfico

Observaciones:

Identifica en la molécula del acetileno sus elementos y sus partes reactivas.

Resultado de las observaciones

Tabla 1

 | Sí | No | Color | Ecuación de combustión
Producción de combustión |  |  |  |
Presencia de hollín |  |  |  |
Color de la llama |  |  |  |

Tabla 2

 | Sí | No | Color | Ecuación de combustión
Agua de bromo |  |  |  |
Reactivo de Bayer |  |  |  |

Conclusiones

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Proyecto de emprendimiento

Proyecto de emprendimiento ^

Tema: Tazas personalizadas

Justificación

Uno de los objetos más utilizados por el ser humano desde tiempos inmemoriales son las tazas. Las personas siempre han querido grabar en ellas su personalidad y pertenencia, fabricándolas de diversas formas, tamaños, colores y diseños inscritos sobre su superficie externa e interna. Este proyecto pretende ofrecer a los miembros de la comunidad una opción de poseer un objeto que lleve parte de su identidad.

Objetivos

1. Producir tazas con diseños personalizados.
2. Contribuir en la disminución de la contaminación ambiental utilizando materiales de consumo sostenible.
3. Apoyar la curiosidad sobre la fabricación de objetos de uso cotidiano no desechables.

Materiales

- Tazas
- Cinta adhesiva
- Imagen personalizada
- Alcohol etílico
- Isopos
- Tijera
- Horno eléctrico
- Guantes
- Marcador permanente

Producción

- Recortar la imagen que se desea añadir en la taza.
- Con cinta adhesiva fijar en la taza la imagen.
- Remarcar los contornos de la imagen con marcador permanente, retirar el papel y luego grafica los detalles de la imagen. Borrar los errores con el isopo y el alcohol, si se requiere.
- Meter al horno a 300 °F o 250°C por 30 minutos.
- Retirar las tazas usando guantes.
- Dejar enfriar.

Comercialización

- Definir lugar y fecha de exhibiciones.
- Realizar promociones y descuentos.
- Tomar pedidos y entregar puntalmente.
- Buscar ferias estudiantiles y otras para exposición y promoción de las tazas.
- Atender al cliente con amabilidad y destacar las virtudes del proyecto.

Conclusiones:

- ¿Qué aprendiste del trabajo en equipo?
- ¿Cómo pueden mejorar el producto que ofrecen?
- ¿Con qué mensaje de consumo sostenible llegaron al cliente?

Evaluación del proyecto | Sí | No | En parte
Se produjeron tazas con decoraciones de buena calidad. |  |  |
Los clientes estuvieron satisfechos con el producto entregado. |  |  |
Se comprendió que el uso de material no desechable es bueno para el medioambiente. |  |  |

Autoevaluación | Sí | No | En parte
Fuiste responsable con la actividad que se te encargó en el proyecto. |  |  |
Pudiste trabajar en equipo sin dificultad. |  |  |
Tuviste una comunicación adecuada, cálida y oportuna con tus compañeros y clientes. |  |  |

Tecnologías de la Información y la Comunicación

Tecnologías de la Información y la Comunicación

Screencast

Para capturar o transmitir el escritorio de tu computadora puedes utilizar OBS, un programa libre y multiplataforma que puedes descargar desde https://obsproject.com/.

En OBS puedes definir varias escenas en el listado inferior, las cuales se componen de distintas fuentes, como la pantalla completa, la webcam y el sonido del micrófono. Agrega nuevas fuentes conel símbolo + y elimina fuentes con el símbolo –.

Grabar una presentación

1. Planea un guión para la presentación, incluye los recursos que necesites.
2. Selecciona las fuentes que necesitas. Puede ser imágenes, fuentes de audio, webcams, todo el escritorio o ventanas de programas específicos.
3. Organiza las fuentes en la ventana de vista previa.
4. En configuración → Salida → Grabando, elige dónde se guardará el video, el formato y calidad. Da clic en Aceptar.

1. Haz clic en Iniciar grabación cuando estés listo.

Graba un video en donde expliques la importancia de los polímeros en la actualidad.