Calentamiento Global y Química

CALENTAMIENTO GLOBAL

Definición

Fenómeno que se observa en la gran porción de alza en las medidas de la temperatura en la tierra, estas muestran en promedio un aumento en la temperatura de la atmósfera que rodea nuestro planeta y de los océanos en las últimas décadas.

Causas: 

Es causado por la mala actividad del hombre basada en la quema de combustibles, la deforestación, la ganadería, etc. Todos estos factores incrementan la cantidad de gases de efecto invernadero, llegando así a formar parte del calentamiento global. Esto mayormente es provocado por las sociedades industrializadas.

Consecuencias:
Aumento de la temperatura global

Este calor afecta a las precipitaciones debido a que el proceso de evaporación se ve acelerado al haber temperaturas más altas, y esto aumenta la humedad en el aire y las precipitaciones que afectan a todo el planeta, ya que origina frecuentes inundaciones y deslizamientos de tierra, lo que produce grandes pérdidas materiales y humanas. Además de las grandes enfermedades por los diferentes insectos tropicales y las enormes pérdidas de agua dulce, trayendo la sequía total.

Cambio climático

Definición
Se llama cambio climático a la modificación del clima con respecto al historial climático a una escala global o regional.

Causas
El cambio climático ocurre por una exacerbada acción del efecto invernadero, resultado del incremento de las concentraciones de las gases de efecto invernadero, es decir, de la cantidad y variedad de algunos de los gases que la componen, y todo esto ocurre por la mano del hombre, produciendo los diferentes desastres naturales que actualmente los estmaos viviendo.

Consecuencias

• La elevación de la temperatura mundial, los reservorios de agua dulce en estado sólido (polos y nieves eternas) se comenzarían a derretir aumentando el nivel del mar y consumiendo parte de la costa de los diferentes países o continentes.
• Grandes cantidades de precipitaciones lluviosas, acabando con los ecosistemas de miles especies biológicas o alterando la temperatura de su ecosistema propagando su muerte.
• Los países predicen hambre y enfermedades y no es ilógico pensar que eso pase porque con tanta inundación, sequía, extinción, etc. no va a haber mucho margen para los cultivos y la ganadería.

EFECTO INVERNADERO

Se le puede llamar efecto invernadero al fenómeno mediante el cual los gases componentes de una atmósfera planetaria retienen parte de la energía que expulsa la tierra luego de ser calentada por la radiación solar.

Relación del C.G con el E.I

Relación del C.G con el M.A
Por las actividades del hombre productoras de gases de efecto invernadero se está incrementando excesivamente la entrada de rayos UV a nuestro planeta, el cual está afectando a todo nuestro medio ambiente como podemos ver los deshielos en Alaska, altos índices de muertes por cáncer a la piel, Incendios forestales, etc.

Contaminación atmosférica
La contaminación atmosférica hace referencia a la alteración de la atmósfera terrestre susceptible de causar Impacto ambiental por la adición de gases o partículas sólidas o líquidas en suspensión en proporciones distintas a las naturales que pueden poner en peligro la salud del hombre y la salud y bienestar de las plantas y animales, atacar a distintos materiales, reducir la visibilidad o producir olores desagradables.

Capa de ozono

Definición
Zona de la estratosfera terrestre que contiene una concentración relativamente alta de ozono. Esta capa, que se extiende aproximadamente de los 15 km a los 40 km de altitud.

Importancia

El ozono se produce mediante el efecto de la luz solar sobre el oxígeno y es la única sustancia en la atmósfera que puede absorber la dañina radiación ultravioleta (UV-B) proveniente del sol. Este delgado escudo conocido por Capa de Ozono,( ozono estratosférico), hace posible la vida en la tierra.

Smog

Definición
Forma de contaminación originada a partir de la combinación del aire con contaminantes durante un largo período de altas presiones (anticiclón), que provoca el estancamiento del aire y, por tanto, la permanencia de los contaminantes en las capas más bajas de la atmósfera

Países con mayor índice de contaminación

1. EE.UU. - 2.530 millones
2. China - 2.430 millones
3. Rusia - 600 millones
4. India - 529 millones
5. Japón - 363 millones
6. Alemania - 323 millones
7. Australia - 205 millones
8. Sudáfrica - 201 millones
9. Reino Unido - 192 millones
10. Corea del Sur- 168 millones

Elementos que dañan la capa de ozono

• Contaminantes primarios: Emitidos directamente por la fuente, como aerosoles, óxidos de azufre, óxidos de nitrógeno, hidrocarburos, monóxido de carbono y otros menos frecuentes como halógenos y sus derivados, ciertos componentes orgánicos, metales pesados como Plomo, Mercurio, Cobre, Zinc, etc. y partículas minerales (asbesto y amianto).
• Contaminantes secundarios: Formados por reacción de los primarios. Comprende al ozono, aldehídos, cetonas, ácidos, peróxido de hidrógeno, los sulfatos (del SOx) y nitratos (del NOx), la contaminación radiactiva a partir de radiaciones ionizantes o la contaminación sonora a expensas del ruido.

Enfermedades y Prevención

Capa de ozono (contaminación)

El enrarecimiento grave de la capa de ozono provocará:

• El aumento de los casos de melanomas (cáncer) de piel.
  
• Cataratas oculares.
  
• Supresión del sistema inmunitario.
  
• Ataques asmáticos (respiratorios)
  
• Ataques cardíacos.
  

SMOG (EXESIVO)

• Sus componentes son especialmente dañinos para personas en edad avanzada, niños y personas con problemas cardiacos o pulmonares como enfisema, bronquitis y asma.
• Puede inflamar las vías respiratorias, disminuyendo la capacidad de trabajo de los pulmones, así como tos y silbidos de las vías respiratorias.
• Causa irritaciones en los ojos y en la nariz, secando las membranas protectoras de mucosa de la nariz y la garganta.

Consecuencias de los deshielos

El derretimiento de los hielos continentales no se trata de un fenómeno estacional sino de una tendencia a largo plazo, el cual podría llegar a modificar la geografía que se conoce, hasta ahora, del continente y cuyas repercusiones sobre el resto del planeta serían llegar trágicas debido al aumento en el nivel de los océanos.

Los medios satelitales se están encargando de hacer las observaciones sobre la situación, la cual se está produciendo de una forma más acelerada en la Antártica occidental -ésta abarca principalmente las regiones sudamericana y australiana.

Componentes de la atmósfera

La atmósfera está compuesta en un 78.1% de nitrógeno, un 20.9% de oxígeno, y el restante 1% por otros gases, entre los que se encuentran el argón, el helio, y algunos gases de efecto invernadero, como el bióxido de carbono (0.035%), el metano (0.00015%), el óxido nitroso (0.0000016%) y el vapor de agua (0.7%).

Preservación
Para preservar la capa de ozono:

• Disminuir a cero el uso de compuestos químicos como los refrigerantes industriales, propelentes, y fungicidas de suelo (como el bromuro de metilo)
• Realizar acciones como el reciclaje y el recojo de basura en los diferentes ambientes, mayormente hidráulicos.
• Utilizar los biocombustibles o trasforme su carro a gas, aquel humo que emana el auto al conducirlo es tan tóxico para nosotros como para el ozono.
• Tomemos conciencia de la gran cantidad de moléculas de ozono que se destruyen diariamente por la actividad humana, pero con las medidas adecuadas se podría remediar.

         

Medidas correctoras
La mayoría de las medidas correctoras pasan por disminuir el tráfico privado:

• Haciendo más competitivo el transporte público.
• Imponiendo normativas como peajes en el centro de las ciudades.
• Disminuyendo la necesidad de movilidad entre sus habitantes, con novedosos proyectos urbanísticos.
• Aumentando las zonas verdes y jardines
• Usando asfaltos especiales que absorban parte de la contaminación.

       

La química

Definición

• Ciencia Natural que estudia las sustancias, su estructura, sus propiedades, las transformaciones y las leyes que rigen estas.


• Aquella ciencia aplicada al estudio de la materia, sus propiedades y a la energía propia.


• Ciencia Empírica que estudia al método científico para decifrar las diferentes sustancias y materias existentes.


• Ciencia que estudia netamente al átomo como parte más pequeña de la materia, perteneciente a sus dimensiones.

Historia

La química comienza cuando el hombre aprende a utilizar el fuego para modificar las cosas a su provecho.

Originalmente dada en las culturas Mesopotámicas y Egipcias, unidas ambas a la grecia clásica. Aristóteles, como un gran filósofo y científico, realizaba la generalización de la teoría de Empeódodes sobre: tierra, agua, aire y fuego, al concebir estos elementos como combinaciones entre desparejas de cualidades disparejas y diferentes entre sí.

Estas ideas sencillas predominaron de una forma u otra a través de la alquimia hasta el sigle XVII donde tuvo lugar la transformación de los saberes químicos.

La alquimia es la transformación de los metales inferiores en oro, mediante el descubrimiento de la piedra filosofal, único objetivo de los alquimistas.

El razonamiento alquimista era deductivo y se basaba en la combinación de los principales elementos o reactivos como: mercurio, las sal, el azufre, etc. Proporcionaban el oro.

El despegue de la química se dio en el campo de la medicina por el profesor Teophartus Bambostus Von Honhenheim (1493 - 1451) basándose en los aportes agrícolas de George Bauer.

En este siglo aparecen los primeros científicos como Antonio Lovoiser, reconocido mundialmente como el padre de la química por su gran aporte a la química moderna. Lavoiser realizó experimentos sobre la combustión, pesando las sustancias antes y después de arder, llevándolo a la teoría de flogisto, planteando que al quemarse una sustancia, esta se combina con el O2, liberando diferentes gases.

Finalizando esta etapa de la historia Lavoiser nos planteó el siguiente esquema (FLOGISTA):

Importancia

La principal importancia de la química es el aporte que puede brindar hacia las demás ciencias como: física, biología, etc, además nos auda a comprender más sobre el mundo que nos rodea. Se podría nombrar los grandes elementos que ha traído a la humanidad principalmente comenzando por los alimentos que tenemos y consumimos.

Clasificación

• Q. inorgánica
  
• Q.orgánica
  
• Bioquímica
  
• Q. física
  
• Q. industrial
  
• Q. analítica

RELACIÓN DE LA QUIMICA CON EL M.A

Simplemente la relación de la química con el Medio Natural es simple, puesto que todo lo que nos rodea es química, ya como se los vengo diciendo con anterioridad, la química estudia a la materia y la materia es nuestro entorno.

Muchas personas piensan que la química es sólo una ciencia que destruye el Medio en el que vivimos, pero no es así esta colabora a superarnos, colabora a mantener nuestro entorno en buenas condiciones, pero el único problema somos nosotros por no aprovechar nuestras capacidades y no colaborar con esta ciencia a mejorar nuestra sociedad

La investigación en ciencias de la biología y de la química ha revelado que los procesos industriales en química y petroquímica desempeñan un papel fundamental en la resolución de problemas medioambientales, como son el cambio climático, las basuras o la eficiencia energética.

Paralelamente, los químicos y petroquímicos están investigando nuevos métodos más sostenibles y respetuosos con el medioambiente, manteniendo a la vez el desarrollo de la economía y la industria actual. Por ejemplo:

• Biocarburantes: el carburante derivado de la biomasa. Una gran variedad de productos de biomasa, como el azúcar de caña, las semillas de colza, el maiz, la paja, la madera y los residuos y desechos animales y agrícolas pueden transformarse en carburantes para el transporte;
• Bioplásticos: la producción de materiales plásticos biodegradables a partir de recursos naturales como las plantas;
• Aislamiento: la mejora de los materiales aislantes para conseguir viviendas y edificios con más eficiencia energética;
• Compuestos plásticos de bajo peso que contribuyen a reducir el consumo de carburante de los coches y los aviones;
• Pilas de combustible: cuando se utilizan para hacer funcionar los coches y las motos, las pilas de combustible de hidrógeno producen vapor de agua en lugar de gases de escape.

El atomo

En química y física, es la unidad más pequeña de un elemento químico que mantiene su identidad o sus propiedades y que no es posible dividir mediante procesos químicos. Unidad Mínima de la química.

Estructura atómica
La teoría aceptada hoy es que el átomo se compone de un núcleo de carga positiva formado por protones y neutrones, en conjunto conocidos como nucleón, alrededor del cual se encuentra una nube de electrones de carga negativa.

El núcleo atómico

El núcleo del átomo se encuentra formado por nucleones, los cuales pueden ser de dos clases:
Protones: Partícula de carga eléctrica positiva igual a una carga elemental, y 1,67262 × 10–27 kg y una masa 1837 veces mayor que la del electrón
Neutrones: Partículas carentes de carga eléctrica y una masa un poco mayor que la del protón (1,67493 × 10–27 kg)

La cantidad total de nucleones que contiene un átomo se conoce como número másico, representado por la letra A y escrito en la parte superior izquierda del símbolo químico. Para los ejemplos dados anteriormente, el número másico del hidrógeno es 1(1H), y el del helio, 4(4He).

Nube electrónica

Alrededor del núcleo se encuentran los electrones que son partículas elementales de carga negativa igual a una carga elemental y con una masa de 9,10 × 10–31 kg
La cantidad de electrones de un átomo en su estado basal es igual a la cantidad de protones que contiene en el núcleo, es decir, al número atómico, por lo que un átomo en estas condiciones tiene una carga eléctrica neta igual a 0.
A diferencia de los nucleones, un átomo puede perder o adquirir algunos de sus electrones sin modificar su identidad química

Masa atómica relativa
La masa atómica relativa de un elemento es la que corresponde a uno de sus átomos y equivale prácticamente a la suma de las masas de sus protones y neutrones, ya que la de los electrones es tan pequeña que puede despreciarse. Así, la mayor parte de la masa del átomo se encuentra en el núcleo.

Historia de la teoría atómica
El concepto de átomo existe desde la Antigua Grecia propuesto por los filósofos griegos Demócrito, Leucipo y Epicuro, sin embargo, no se generó el concepto por medio de la experimentación sino como una necesidad filosófica que explicara la realidad, ya que, como proponían estos pensadores, la materia no podía dividirse indefinidamente, por lo que debía existir una unidad o bloque indivisible e indestructible que al combinarse de diferentes formas creara todos los cuerpos macroscópicos que nos rodean.

Antoine-Laurent de Lavoisier postuló su enunciado: "La materia no se crea ni se destruye, simplemente se transforma."; demostrado más tarde por los experimentos del químico inglés John Dalton

Modelo de Dalton
Fue el primer modelo atómico con bases científicas, fue formulado en 1808 por John Dalton, quien imaginaba a los átomos como diminutas esferas. Este primer modelo atómico postulaba:
La materia está formada por partículas muy pequeñas llamadas átomos, que son indivisibles y no se pueden destruir.
Los átomos de un mismo elemento son iguales entre sí, tienen su propio peso y cualidades propias. Los átomos de los diferentes elementos tienen pesos diferentes.
Los átomos permanecen sin división, aún cuando se combinen en las reacciones químicas.
Los átomos, al combinarse para formar compuestos guardan relaciones simples.
Los átomos de elementos diferentes se pueden combinar en proporciones distintas y formar más de un compuesto.
Los compuestos químicos se forman al unirse átomos de dos o más elementos distintos.
Sin embargo desapareció ante el modelo de Thomson ya que no explica los rayos catódicos, la radioactividad ni la presencia de los electrones (e-) o protones(p+).

Modelo de Thomson

Luego del descubrimiento del electrón en 1897 por Joseph John Thomson, se determinó que la materia se componía de dos partes, una negativa y una positiva. La parte negativa estaba constituida por electrones, los cuales se encontraban según este modelo inmersos en una masa de carga positiva a manera de pasas en un pastel (de la analogía del inglés plum-pudding model) o uvas en gelatina. Posteriormente Jean Perrin propuso un modelo modificado a partir del de Thompson donde las "pasas" (electrones) se situaban en la parte exterior del "pastel" (la carga positiva).

Detalles del modelo atómico
Para explicar la formación de iones, positivos y negativos, y la presencia de los electrones dentro de la estructura atómica, Thomson ideó un átomo parecido a un pastel de frutas. Una nube positiva que contenía las pequeñas partículas negativas (los electrones) suspendidos en ella. El número de cargas negativas era el adecuado para neutralizar la carga positiva. En el caso de que el átomo perdiera un electrón, la estructura quedaría positiva; y si ganaba, la carga final sería negativa. De esta forma, explicaba la formación de iones; pero dejó sin explicación la existencia de las otras radiaciones.

Modelo de Rutherford


Este modelo fue desarrollado por el físico Ernest Rutherford a partir de los resultados obtenidos en lo que hoy se conoce como el experimento de Rutherford en 1911. Representa un avance sobre el modelo de Thomson, ya que mantiene que el átomo se compone de una parte positiva y una negativa, sin embargo, a diferencia del anterior, postula que la parte positiva se concentra en un núcleo, el cual también contiene virtualmente toda la masa del átomo, mientras que los electrones se ubican en una corteza orbitando al núcleo en órbitas circulares o elípticas con un espacio vacío entre ellos. A pesar de ser un modelo obsoleto, es la percepción más común del átomo del público no científico. Rutherford predijo la existencia del neutrón en el año 1920, por esa razón en el modelo anterior (Thomson), no se habla de éste.
Por desgracia, el modelo atómico de Rutherford presentaba varias incongruencias:

Modelo de Bohr

Este modelo es estrictamente un modelo del átomo de hidrógeno tomando como punto de partida el modelo de Rutherford, Niels Bohr trata de incorporar los fenómenos de absorción y emisión de los gases, así como la nueva teoría de la cuantización de la energía desarrollada por Max Planck y el fenómeno del efecto fotoeléctrico observado por Albert Einstein.
“El átomo es un pequeño sistema solar con un núcleo en el centro y electrones moviéndose alrededor del núcleo en órbitas bien definidas.” Las órbitas están cuantizadas (los e- pueden estar solo en ciertas órbitas)
Cada orbita tiene una energía asociada. La más externa es la de mayor energía.
Los electrones no radian energía (luz) mientras permanezcan en órbitas estables.
Los electrones pueden saltar de una a otra orbita. Si lo hace desde una de menor energía a una de mayor energía absorbe un cuanto de energía (una cantidad) igual a la diferencia de energía asociada a cada orbita. Si pasa de una de mayor a una de menor, pierde energía en forma de radiación (luz).

La tabla periódica

A mediados del siglo XIX, varios químicos se dieron cuenta de que las similitudes en las propiedades químicas de diferentes elementos suponían una regularidad que podía ilustrarse ordenando los elementos de forma tabular o periódica. El químico ruso Dmitri Mendeléiev propuso una tabla de elementos llamada tabla periódica, en la que los elementos están ordenados en filas y columnas de forma que los elementos con propiedades químicas similares queden agrupados. Según este orden, a cada elemento se le asigna un número (número atómico) de acuerdo con su posición en la tabla, que va desde el 1 para el hidrógeno hasta el 92 para el uranio, que tiene el átomo más pesado de todos los elementos que existen de forma natural en nuestro planeta. Como en la época de Mendeléiev no se conocían todos los elementos, se dejaron espacios en blanco en la tabla periódica correspondientes a elementos que faltaban.