Taller Profundización Reacciones Químicas
1.
Reacciones
de adición:
Se conocen como reacciones de adición a aquellas donde dos átomos que se encuentren unidos a través de enlaces dobles o
triples, cuando se han roto, se unen a otros tipos de átomos a través de
enlaces simples. Ejemplo
CH2
= CH2 + Cl2 → ClCH2-CH2Cl
El compuesto químico 1,2-dicloroetano es un hidrocarburo clorado,
utilizado principalmente para producir el monómero de cloruro de vinilo
(plástico de PVC). Fue un plaguicida ahora
ya prohibido en todas sus formulaciones y usos por ser dañino para la salud
humana y el medio ambiente.
Ya que el dicloretano se libera
principalmente con las emisiones de fuentes industriales, y dada su alta
volatilidad, la atmósfera es la principal afectada ambientalmente por éste
producto.
Resolver:
a) Usando
modelos de esferas, preparen una explicación sobre la reacción de adición a
partir de la anterior definición y del
ejemplo.
b) El
1,2-dicloroetano es un producto que se obtiene a partir de los reactivos
______________ y _____________
c) Explique ¿Por
qué el 1,2-dicloroetano se encuentra principalmente contaminando el aire y no
el agua o el suelo?
Problema Profundización: Los COV
(compuestos orgánicos volátiles) es un amplio grupo de compuestos que lo
conforman moléculas orgánicas volátiles (se evaporan fácilmente a la atmósfera)
y generan un tipo de contaminación atmosférica conocido como smog.
La fuente
de los COV puede ser natural o artificial. La fuente natural más común es el
metano, un gas de efecto invernadero, generado por la descomposición de la
materia orgánica, por la quema de biomasa o por desechos de animales rumiantes
como las vacas. Otros COV de origen natural son los aceites esenciales
constituidos por terpenos.
Las fuentes
artificiales de compuestos orgánicos volátiles tienen su origen principalmente
en actividades industriales como la industria de pinturas, del calzado o
siderúrgica, los disolventes de la industria de lavado en seco, la evaporación
de disolventes orgánicos, los automóviles e incluso el humo del tabaco. Dentro
del hogar podemos encontrar numerosas fuentes de COV, como en los productos de
limpieza, productos de higiene personal, cosméticos, pinturas, plásticos etc.
Sin embargo,
existen diversas tecnologías para su tratamiento. En nuestra ciudad la
industria del plástico genera muchos COV que contribuyen a la formación de
smog.
De los
tratamientos existentes para los COV ¿Cuál sería el más conveniente para ser
aplicado en las empresas de nuestra ciudad, considerando los costos y la
eficiencia?
Escriba una frase en el papel iris
sobre lo que se aprendió en esta actividad en relación al medio ambiente
https://blog.condorchem.com/depuracion-de-emisiones-cov/
2.
Reacciones
de Eliminación:
Las
Reacciones de Eliminación son lo contrario de las Reacciones de Adición. Son reacciones orgánicas en las que los
sustituyentes son eliminados de una molécula formando dobles o triples enlaces. La deshidratación
de alcoholes es un tipo de reacción de eliminación. Ejemplo, la deshidratación
del etanol.
CH3CH2OH
→ CH2=CH2 + H2O
El etanol está presente
en los licores. El hígado es el responsable de la eliminación del 95 % de
alcohol ingerido del cuerpo. El resto del alcohol es eliminado por la excreción
de alcohol en el aliento, la orina, el sudor, el excremento, la leche y la
saliva. Una persona sana metaboliza alcohol en una tasa constante, que es,
aproximadamente, de 15 ml de alcohol por hora. El consumo de alcohol,
con el tiempo, produce depósitos de grasa en las células hepáticas (del
hígado), lo que da lugar a la inflamación (hepatitis) y muerte de estas
células. Al intentar reparar los daños el hígado crea cicatrices (cirrosis).
Estas cicatrices pueden acabar desembocando en un cáncer de hígado.
Resolver:
a) Usando
modelos de esferas, preparen una explicación sobre la reacción de eliminación a
partir de la anterior definición y del
ejemplo.
b) Cuando el
Etanol es descompuesto se obtienen como productos ____________ y _____________
c) Calcular. Si
el aguardiente contiene un 25% de etanol. ¿Cuántas horas requiere el organismo
promedio para metabolizar el alcohol contenido en 300 mL de aguardiente?
Problema Profundización: Además del freno del desarrollo
cerebral durante la adolescencia, el consumo de alcohol también afecta al
desarrollo neuronal en la edad adulta. El consumo de alcohol impide el
crecimiento de nuevas células y reduce en número de neuronas del cerebro en ciertas
áreas de este.
Cada vez en
más habitual el consumo en edades tempranas, sobre todo durante la
adolescencia. Este consumo que se realiza de manera social puede acabar
interfiriendo en el correcto desarrollo cerebral de los jóvenes. Asimismo, dado que durante esta etapa el
cerebro no está completamente desarrollado, los adolescentes consumidores de
alcohol están mucho más expuestos a la hora de desarrollar dificultades de
aprendizaje y de memoria.
Esta imagen muestra la actividad
cerebral durante un ejercicio de memoria en un joven de 15 años que no consume
alcohol, comparada con la actividad cerebral de otro que sí lo hace. Puede
verse como el cerebro del joven que no toma (el de la izquierda) tiene muchas
más partes del cerebro activadas mientras recuerda cosas.
Escriba una frase en el papel iris sobre lo
que se aprendió en esta actividad en relación a los hábitos saludables
Para un adolescente con proyectos profesionales, en
las artes o en el deporte ¿Cuáles son las consecuencias a corto y largo plazo
del consumo de alcohol en pequeñas o grandes dosis?
https://psicologiaymente.com/drogas/efectos-alcohol-en-cerebro
3.
Reacciones
de halogenación de alcanos
Los alcanos
principalmente reaccionan con los halógenos cloro y bromo, mediante una reacción
fotoquímica (que necesita la presencia de luz). También se puede realizar en la
oscuridad a temperaturas mayores de 250°C. La halogenación es una reacción
de sustitución, donde se sustituyen átomos de hidrogeno por átomos de halógeno
en el alcano.
Ejemplo, la
cloración del metano es una reacción de halogenación según la ecuación.
Resolver:
a) Usando
modelos de esferas, preparen una explicación sobre la reacción de halogenación
a partir de la anterior definición y del ejemplo.
b) Para
obtener El cloruro de metano (clorometano) se hace reaccionar ____________ con
_________ obteniéndose además ______________
c) Si el
clorometano se hace reaccionar con cloro (Cl2) se obtiene, también por
halogenación, diclorometano CH2Cl, escriba la ecuación de ésta nueva
reacción.
Problema
Profundización: El cloruro de metileno es altamente perjudicial para
los ecosistemas acuáticos. En nuestra ciudad, el cloruro de metileno se usa
como un disolvente de extracción en la industria de fabricación de alimentos y
bebidas, también se usa en el procesamiento de plantas para la creación de aromas
en la industria alimenticia y de bebidas y en los laboratorios farmacéuticos para
extraer productos químicos para medicamentos a partir de plantas o alimentos,
tales como esteroides, antibióticos y vitaminas. En los talleres de mecánica el cloruro de metileno se
usa como disolvente para desengrasar piezas y máquinas.
En nuestro
sector existen muchos talleres de reparación de carros o motos y se puede
observar como los aceites usados se están eliminando por procedimientos tales
como el vertido en terrenos y cauces de agua o la combustión indiscriminada que
no aprovechan su auténtico valor potencial, produciendo, por el contrario,
peligrosas contaminaciones. ¿En dónde terminará el cloruro de metileno y el
aceite usado en estos talleres?
Escriba una frase en el papel iris
sobre lo que se aprendió en esta actividad en relación al medio ambiente
¿Cómo se podrían tratar los aceites
usados en los talleres para disminuir su impacto ambiental negativo?
https://acp.com.co/web2017/images/pdf/combustiblesylubricantes/FAU/Manual-AU-final-14.pdf
4.
Reacciones
de condensación
Estas reacciones suceden cuando dos o más de las moléculas
orgánicas se enlazan a través de una eliminación molecular. Un ejemplo
particular ocurre en la esterificación (obtención de un éster a partir de un
ácido orgánico y alcohol), cuando el ácido etanóico (acético) se combina
con el etanol para formar el éster acetato de etilo y agua. El acetato
de etilo es uno de los componentes de los vinos “olorosos”
El metanoato de etilo
(formiato de etilo) es otro éster, en la naturaleza es uno de los compuestos
que contribuyen al sabor de las frambuesas.
Resolver:
a) Para
obtener Metanoato de Etilo se debe hace reaccionar el ácido ____________ con el
_________, obteniéndose además agua.
b) Usando
modelos de esferas, preparen una explicación sobre la reacción para obtener
metanoato de etilo
c)
Si el ácido propanóico se hace reaccionar con el
metanol se obtiene, por esterificación, propanoato de metilo, que se usa en la
fabricación de fragancias.
Escriba la
ecuación de ésta reacción.
Problema
Profundización: Los plásticos son polímeros que, como los ésteres,
se pueden obtener por procesos de condensación. Los plásticos son materiales de
amplio uso cotidiano, la “vida útil” promedio de una bolsa plástica es de
apenas 15 minutos y su descomposición puede durar muchos años y durante éste
tiempo tienen efectos adversos sobre la vida silvestre, el hábitat de la vida
silvestre, o los humanos.
Las botellas de plástico de PVC o PET tardan en degradarse de
100 a mil años; son los objetos más contaminantes. En cambio, las bolsas de
plástico se degradan en un promedio de 150 años, más rápido que las botellas,
porque son más finas. Los vasos desechables de polipropileno tardan en
degradarse en un lapso de más de mil años y es que no son biodegradables y el
plástico queda reducido a moléculas sintéticas, invisibles pero presentes.
Al degradarse, los plásticos contaminan con químicos el suelo
o el agua y aunque se ha pretendido reducir su uso solo se alcanza a reciclar
menos del 10% del total. Cada año acaban en el océano unos ocho millones de
toneladas de plástico, un material que puede tardar siglos, o más, en
desaparecer. ¿Podemos seguir disfrutando de este invento sin destruir el
planeta?
Escriba una frase en el papel iris sobre lo que se
aprendió en esta actividad en relación al medio ambiente.
¿Cuál es el verdadero impacto de
los plásticos en el hábitat y en la vida silvestre?
5.
Reacciones
de Reducción
Estas reacciones suceden cuando a un compuesto orgánico se le
aportan hidrógenos o se le eliminan oxígenos, o ambas situaciones
simultáneamente. Éstas reacciones ocurren generalmente en presencia de
catalizadores (sustancias que aceleran la reacción sin alterar los productos) y
a determinadas temperaturas.
La principal aplicación del nitrobenceno es su transformación
en anilina por reducción con hidrógeno. La anilina contiene al grupo amino (-NH2)
que está presente en muchos compuestos bioquímicos como los aminoácidos,
vitaminas y proteínas.
Resolver:
a) Para obtener
anilina a partir del nitrobenceno se utiliza como catalizador el ________ o el
_______________ a una temperatura de ________.
b) En el grupo
nitro (-NO2) cada oxígeno comparte un enlace con el nitrógeno y el
otro entre ellos. Usando modelos de esferas, preparen una explicación sobre la
reacción para obtener anilina a partir del nitrobenceno.
c)
Si de la reducción de un alqueno, empleando platino
como catalizador, se obtiene un alcano. Escriba la ecuación de reducción del
propeno.
Problema Profundización: Las aminas son compuestos
orgánicos presentes en muchos compuestos fundamentales para la vida como los
aminoácidos, que al combinarse forman las proteínas. También están presentes en
compuestos nocivos para la salud, entre ellos los que componen el tabaco o
cigarrillo.
En términos generales se ha afirmado que anualmente 87% de
las muertes por cáncer pulmonar están relacionadas con el tabaco. Hasta ahora
se han reconocido cerca de 5.000 elementos químicos tanto en la fase gaseosa como
en la sólida o de partículas del humo del tabaco. Muchas sustancias nocivas
presentes en el cigarrillo están más concentradas en el humo exhalado (monóxido
y dióxido de carbono, amoniaco, benceno, benzopireno, anilina, acroleína y
otros muchos), lo que incrementa la toxicidad de la atmósfera que genera. Entre
las enfermedades más peligrosas relacionadas con el consumo de cigarrillos se
encuentran: Cáncer de pulmón, Cáncer bucal, Enfisema pulmonar, Cáncer de
laringe, Cáncer de lengua, Cáncer de estómago, Osteoporosis y el Asma, aunque
también se ha correlacionado el consumo de cigarrillo, con la reducción de la
capacidad física, la infertilidad y la impotencia sexual en los hombres.
Escriba una frase en el papel iris sobre lo que se
aprendió en esta actividad en relación al medio ambiente.
Consultar, sobre los compuestos
tóxicos presentes en el cigarrillo y su perjuicio para la salud y el medio
ambiente
6.
Reacciones
de Oxidación
Estas reacciones suceden cuando a un compuesto orgánico se le
eliminan hidrógenos o se le aportan oxígenos, o ambas situaciones
simultáneamente. Dentro de las reacciones de oxidación se incluyen las
reacciones de combustión que se caracterizan por la formación de una llama y la
liberación de calor. Durante la combustión completa de los hidrocarburos
se generan como productos dióxido de carbono y agua, además calor. Si la combustión
es incompleta, en lugar de dióxido de carbono, se forma monóxido de carbono.
Ejemplo, en la combustión del metano. CH4 + 2O2
à CO2 + H2O
+ calor
Resolver:
a) 
Usando
modelos de esferas, preparen una explicación sobre la reacción de combustión
completa del metano
Usando
modelos de esferas, preparen una explicación sobre la reacción de combustión
completa del metano
b) Escriba la
ecuación balanceada para la combustión incompleta del metano.
c)
El triángulo de fuego o triángulo de combustión es un
modelo que describe los tres elementos necesarios para generar la mayor parte
de los fuegos: un combustible, un comburente (oxígeno) y energía de activación
que genere una alta temperatura (calor). Describa como se podría demostrar en
el laboratorio éste modelo.
Problema
Profundización: Los procesos de oxidación también ocurren al
interior de los organismos en diferentes procesos metabólicos. El hombre y los
animales, seres heterótrofos utilizan como fuente de energía y materia las
biomoléculas sintetizadas por los vegetales, ingeridas en los alimentos
directamente. Las biomoléculas ingeridas por el hombre se degradan
metabólicamente hasta convertirse en CO2 y H2O, y derivados nitrogenados, que
liberan energía química (ATP). Esta energía se utiliza para la realización de
trabajo y la síntesis proteica.
Una buena alimentación significa que tu cuerpo obtiene todos
los nutrientes, vitaminas y minerales que necesita para trabajar correctamente.
Para ello debes aprender a planear tus comidas inteligentemente, de modo que
sean ricos en nutrientes y bajos en calorías.
Se suele
vincular justamente a la Buena Alimentación con los deportes, a una vida con
ejercicios ya que se suelen adoptar Dietas Equilibradas para poder suplementar
estas actividades físicas, mientras que por el contrario los desequilibrios
alimenticios suelen relacionarse más bien con una Vida Sedentaria y carente de
ejercitación física.
Los malos hábitos alimenticios, han contribuido al aumento de
obesidad en el mundo. De acuerdo a la OMS, en 2014, más de 1.9 billones de
adultos de 18 años en adelante, sufrían sobre peso. De ellos, más de 600
millones eran obesos. Aún para aquellos con un peso adecuado, una dieta pobre
en nutrientes se asocia con mayores riesgos para la salud, que pueden causar
enfermedades e incluso la muerte.
Escriba una frase en el papel iris sobre lo que se
aprendió en esta actividad en relación a los hábitos saludables
¿Cuáles son los hábitos saludables
para que un joven pueda potenciar su capacidad física y mental?
http://www.henufood.com/nutricion-salud/consigue-una-vida-saludable/alimentacion-y-deporte/index.html
7.
Reacciones
de Wurtz
En química orgánica, la Reacción de Wurtz, llamada así por su
diseñador Charles-Adolphe Wurtz, es una reacción de combinación adición
de un halogenuro de alquilo con sodio para formar un nuevo enlace
carbono-carbono, es decir, para obtener alcanos grandes a partir de alcanos
pequeños.
2RX + 2Na → R-R + 2Na+X- donde la R es un
radical libre y X el halógeno.
Es el tipo de reacción que sintetiza a alcanos. Ejemplo:
2 CH3-CH2-Cl + 2Na à CH3-CH2-CH2-CH3
+ 2 NaCl
Resolver:
a) En el
ejemplo anterior, los reactivos son _____________________ y ______________ a
partir de los cuales se obtiene _____________________ y _______________________
b) Usando
modelos de esferas, preparen una explicación sobre la reacción de Wurtz
mostrada en el ejemplo.
c)
Escriba una reacción de Wurtz para obtener octano a
partir del 1-bromoButano.
d) Los
combustibles como la gasolina son una mezcla de hidrocarburos cuya calidad se
mide en el “octanaje” (presencia de
octanos) que es una medida de su capacidad antidetonante para mejorar la
combustión. El isómero más importante es el 2,2,4-trimetilpentano. Dibuje la
estructura de 4 isómeros del octano, incluyendo el 2,2,4-trimetilpentano.
Problema
Profundización: El petróleo está compuesto por una mezcla de
materiales orgánicos sobre todo hidrocarburos insolubles en agua. Se produce en
el interior de la tierra mediante un proceso de transformación de la materia
orgánica procedente de sedimentos y que se acumulan en trampas geológicas que
se forman de manera natural. El petróleo obtenido se somete a una serie de
procesos, entre ellos a una destilación fraccionada para obtener compuestos
como la gasolina, además de gas, nafta, turbosina, diésel, lubricantes, combustóleo
y asfalto, cada uno de ellos con distintos puntos e intervalos de ebullición,
que van pasando al instante a ser productos de alto consumo.
Los procesos que se emplean para la extracción
de petróleo dependen en gran medida de factores como la ubicación y
características del yacimiento. Existen diferentes métodos de extracción, cada
uno con características e impactos ambientales particulares. Últimamente se han
desatado controversias por una técnica en particular conocida como Fracking
(fracturación hidráulica). Sus partidarios argumentan la alta productividad y
acceso a yacimientos inaccesibles, sus oponentes, en cambio, señalan el impacto
medioambiental de esta técnica, que en su opinión incluye la contaminación de
acuíferos, elevado consumo de agua, contaminación de la atmósfera,
contaminación sonora, migración de los gases y productos químicos utilizados
hacia la superficie, contaminación en la superficie debida a vertidos, y los
posibles efectos en la salud derivados de ello. También argumentan que se han
producido casos de incremento en la actividad sísmica, la mayoría asociados con
la inyección profunda de fluidos relacionados con el fracking.
Escriba una frase en el papel iris sobre lo que se
aprendió en esta actividad en relación al medio ambiente.
¿Cuáles son los beneficios y
perjuicios que ha traído la técnica del fracking en otros países? ¿Es
conveniente adoptarla en Colombia?
https://sostenibilidad.semana.com/medio-ambiente/articulo/fracking-llego-colombia/31672
Comentarios
Publicar un comentario