¿Qué les sucede a las sustancias al quemarlas?
Ø Diseño colectivo de una actividad experimental para establecer cómo afecta el calor a sustancias comunes orgánicas e inorgánicas (pan, azúcar, sal, polvos para hornear, etc.). Con base en las observaciones, clasificar las sustancias en orgánicas e inorgánicas. Comentar la conveniencia de realizar clasificaciones para el estudio de la materia. Elaborar un informe escrito que incluya las observaciones y conclusiones obtenidas. (A40)
Las Sustancias orgánicas
Son sustancias químicas que contienen carbono, formando enlaces covalentes carbono-carbono o carbono-hidrógeno. En muchos casos contienen oxígeno, nitrógeno, azufre, fósforo, boro, halógenos y otros elementos menos frecuentes en su estado natural. Estos compuestos se denominan moléculas orgánicas. No son moléculas orgánicas los compuestos que contienen carburos, los carbonatos y los óxidos de carbono. La principal característica de estas sustancias es que arden y pueden ser quemadas (son compuestos combustibles). La mayoría de los compuestos orgánicos se producen de forma artificial, aunque solo un conjunto todavía se extrae de forma natural.
Las Sustancias inorgánicas
Se denomina sustancia inorgánica a toda sustancia que carece de átomos de carbono en su composición química. Un ejemplo de sustancia inorgánica es el ácido sulfúrico o el cloruro sódico. De estos compuestos trata la química orgánica.
En Biología, el concepto de inorgánico y orgánico es muy importante y de vital importancia en temas como la nutrición de los organismos autótrofos. Estos organismos solo utilizan sustancias inorgánicas del medio (agua, sales minerales y dióxido de carbono) para su nutrición.
Las sales minerales y el agua son llamadas biomoléculas inorgánicas: son moléculas que forman parte de los organismos vivos pero que no poseen hidrocarburos en su composición molecular.
Diferencia entre una sustancia orgánica y una sustancia inorgánica
Entre las diferencias más importantes se encuentran:
- Todas las sustancias orgánicas utilizan como base de construcción al átomo de carbono y unos pocos elementos más, mientras que en las sustancias inorgánicas participan a la gran mayoría de los elementos conocidos.
- Las sustancias orgánicas se forman naturalmente en los vegetales y animales.
- La totalidad de los compuestos orgánicos están formados por enlaces covalentes, mientras que los inorgánicos lo hacen mediante enlaces iónicos y covalentes.
- La mayoría de los compuestos orgánicos presentan isómeros (sustancias que poseen la misma fórmula molecular pero difieren en sus propiedades físicas y químicas); los inorgánicos generalmente no presentan isómeros.
- Los compuestos orgánicos encontrados en la naturaleza, tienen origen vegetal o animal, muy pocos son de origen mineral; un buen número de los compuestos inorgánicos son encontrados en la naturaleza en forma de sales, óxidos, etc.
- Los compuestos orgánicos forman cadenas o uniones del carbono consigo mismo y otros elementos; los compuestos inorgánicos con excepción de algunos silicatos no forman cadenas pero si uniones
SUSTANCIA | ORGANICA | INORGANICA |
Azúcar |  | |
Pan | | |
Sal | | |
Polvos para hornear | |
Conclusiones y observaciones:
Llege a la conclusión de que hay sustancias organicas e inorgánicas .Las organicas son las que tienen carbono en su composición como la azúcar y el pan que al quemarlos hubo combustión, en el caso de la azúcar se hizo caramelo y el Pan se quemo y se hizo de color negro.Las sustancias inorgánicas son todas aquellas sustancia que carecen de átomos de carbono en su composición química como la sal y los polvos para hornear que al quemarlos no hubo combustión.
pan
azucar (caramelo)
sal
azucar(apenas quemandose)
Ø Investigación documental sobre qué es una reacción de oxidación, la producción de energía por oxidación de combustibles provenientes del petróleo, reacciones químicas que se llevan a cabo y productos de la combustión. Impurezas de los combustibles y productos que se forman. (A41)
La Reaccion de oxidación
es una reacción química muy poderosa donde un elemento cede electrones, y por lo tanto aumenta su estado de oxidación.[]Se debe tener en cuenta que en realidad una oxidación o una reducción es un proceso por el cual cambia el estado de oxidación de un compuesto. Este cambio no significa necesariamente un intercambio de electrones. Suponer esto -que es un error común- implica que todos los compuestos formados mediante un proceso redox son iónicos, puesto que es en éstos compuestos donde sí se da un enlace iónico, producto de la transferencia de electrones.
Por ejemplo, en la reacción de formación del cloruro de hidrógeno a partir de los gases di hidrógeno y di cloruro, se da un proceso redox y sin embargo se forma un compuesto covalente.
Estas dos reacciones siempre se dan juntas, es decir, cuando una sustancia se oxida, siempre es por la acción de otra que se reduce. Una cede electrones y la otra los acepta. Por esta razón, se prefiere el término general de reacciones redox.
La propia vida es un fenómeno redox. El oxígeno es el mejor oxidante que existe debido a que la molécula es poco reactiva (por su doble enlace) y sin embargo es muy electronegativo, casi como el flúor
La producción de energía por oxidación de combustibles provenientes del petróleo
La etimología de la palabra PETROLEO, PETRO= roca y OLEUM= aceite, gramaticalmente significa aceite de roca. Si este aceite se analiza para verificar su constitución química orgánica , por contener el elemento Carbono (C) en sus moléculas, se encontrará una extensiva variedad de compuestos formados con hidrogeno (H) denominados HIDROCARBUROS. Los hidrocarburos son gaseosos, líquidos, semisólidos y sólidos, como aparecen en sitios de la superficie terrestre, o gaseosos y líquidos en la formaciones geológicas del subsuelo
Reacciones químicas que se llevan a cabo y productos de la combustión
La combustión es una reacción química en la cual generalmente se desprende una gran cantidad de calor y luz.
En toda combustión existe un elemento que arde (combustible) y otro que produce la combustión (comburente), generalmente oxígeno en forma de O2 gaseoso. Los explosivos tienen oxígeno ligado químicamente por lo que no necesitan el oxígeno del aire para realizar la combustión.
Los tipos más frecuentes de combustible son los materiales orgánicos que contienen carbono e hidrógeno. En una reacción completa todos los elementos tienen el mayor estado de oxidación. Los productos que se forman son el dióxido de carbono (CO2) y el agua, el dióxido de azufre (SO2) (si el combustible contiene azufre) y pueden aparecer óxidos de nitrógeno (NOx), dependiendo de la temperatura y la cantidad de oxígeno en la reacción.
En la combustión incompleta los productos que se queman pueden no reaccionar con el mayor estado de oxidación, debido a que el comburente y el combustible no están en la proporción adecuada, dando como resultado compuestos como el monóxido de carbono (CO). Además, pueden generarse cenizas.
El proceso de destruir materiales por combustión se conoce como incineración.
Para iniciar la combustión de cualquier combustible, es necesario alcanzar una temperatura mínima, llamada temperatura de ignición, que se define como, en °C y a 1 atm, temperatura a la que los vapores de un combustible arden espontáneamente.
La temperatura de inflamación, en °C y a 1 atm es aquella que, una vez encendidos los vapores del combustible, éstos continúan por si mismos el proceso de combustión.
Impurezas de los combustibles y productos que se forman.
La combustión es el proceso químico por el cual una sustancia, llamada combustible, reacciona con el oxígeno. En general, esta reacción es fuertemente exotérmica, desprendiéndose energía en forma de calor, luz o sonido.
Esta reacción no tiene lugar de forma espontánea, sino que, para que comience, ha de aportarse energía a través de una llama o de una chispa eléctrica. Eso si, una vez empezada, continúa por sí sola hasta que se agote el combustible o el oxígeno.
Es una reacción de gran importancia, tanto en la naturaleza como para la actividad humana, ya que es la forma en que los seres vivos y los artefactos humanos obtienen de forma muy mayoritaria su energía. Reacciones de combustión particularmente importantes son:
· La combustión del carbono. Su ecuación química es la siguiente: C(s) + O2(g) → CO2(g). El producto es dióxido de carbono y se desprende energía lumínica y calorífica. Cuando esta reacción tiene lugar con poco oxígeno, la reacción es entonces: C(s) + ½O2(g) → CO(g), formándose monóxido de carbono, un gas venenoso y muy peligroso.
- La combustión de hidrocarburos (compuestos cuya base es carbono e hidrógeno). En esta reacción se forma CO2 y vapor de agua. Es la reacción que tiene lugar en la combustión de los combustibles fósiles (carbón y petróleo), fuente básica de obtención de energía en nuestra sociedad. Un ejemplo de esta reacción es la combustión del metano:
CH4(g) + 2O2(g) → CO2 (g) + 2 H2O (g) |
Ø Realizar una actividad experimental para hacer énfasis en la reacción de combustión como fuente generadora de energía y contaminantes; por ejemplo, combustión de la vela e identificación del dióxido de carbono con agua de cal. (A42, A43, A44, A45).
Material:1. Una vela
2. Cerillo o encendedor
Procedimiento:
1. Ponemos la vela en un lugar firme
2. Prendemos la vela con el cerillo
Observaciones :
Al encender la vela se produce una reacción de combustión: la cera de la vela reacciona con el oxígeno del aire y produce dióxido de carbono y vapor de agua. Podemos ver que en el interior del vaso aparecen unas gotitas de agua. Es el vapor de agua producido en la combustión de la vela que se condensa en las paredes del recipiente.
En la reacción se consume un gas, el oxígeno que forma parte del aire, pero se forman otros dos, el dióxido de carbono y el vapor de agua.
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