domingo, 14 de enero de 2018

Universidad Nacional Autónoma de México

Escuela Nacional Preparatoria N°1 "Gabino Barreda"

Tema: Huella del carbono


Asignatura: Química III

Integrantes:
Grupo: 504
Coria Moreno Luis Angel
Rios López Diana Paola
Salazar Garcia Carlos Yael

Profesora: Peláez Cuate Patricia

Introducción:

En este blog encontraras información sobre la huella del carbono que va dejando cada persona de acuerdo a las acciones y cómo repercute en el ambiente como en  la atmósfera así como los principales gases que contaminan y como el estilo de vida puede contribuir a hacer un cambio.

Objetivo:

Informar a las personas acerca de los gases que se liberan a diario, como afectan y reaccionan tanto en el medio ambiente como en el  aire y cuenten con un conocimiento  para crear conciencia del daño que le hacemos a nuestro planeta con pequeñas acciones y así  minimizar todas las consecuencias.

La huella del carbono

Es el dióxido de carbono que se libera al efectuar actividades de la vida cotidiana de cualquier ser humano, el dióxido de carbono (CO2) es uno de los gases que se liberan en la emisión de gases del efecto invernadero (GEI) este a su vez forma parte de las causas del cambio climático que a la vez da origen al calentamiento global.
Nosotros no lo vemos, pero la huella del carbono crece con las acciones que efectuamos diariamente ya que estas son posibles gracias a las reacciones de combustión.
Es el dióxido de carbono que se libera al efectuar actividades de la vida cotidiana de cualquier ser humano, el dióxido de carbono (CO2) es uno de los gases que se liberan en la emisión de gases del efecto invernadero (GEI) este a su vez forma parte de las causas del cambio climático que a la vez da origen al calentamiento global.


Nosotros no lo vemos, pero la huella del carbono crece con las acciones que efectuamos diariamente ya que estas son posibles gracias a las reacciones de combustión.
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a) Relación de la producción de CO2 y estilo de vida.

¿Qué es el dióxido de carbono en química?




A este ciclo biológico que participa el CO2 se le denomina Ciclo del Carbono. 
El CO2 (dióxido de carbono), también denominado anhídrido carbónico, es un gas cuyas moléculas están compuestas por dos átomos de oxígeno y uno de carbono. El cual ayuda a atrapar el calor proveniente del sol en nuestra atmósfera.

¿Cómo se genera el dióxido de carbono?

Aunque las actividades humanas liberan dióxido de carbono a través de la quema de combustibles fósiles, también se produce con ciertos procesos naturales.                         
El dióxido de carbono es el principal gas de efecto invernadero que contribuye al cambio climático.


Algunos procesos naturales que genera dióxido de carbono     

Cuando los seres vivos respiramos absorbemos oxígeno y expulsamos dióxido de carbono.                                                                                                                             
-Otra fuente de creación de dióxido de carbono es en los procesos de combustión (al quemar algo). El humo que se genera lleva una gran cantidad de dióxido de carbono. Imagina la cantidad de combustiones que hacemos al día, con el coche, la calefacción, las fábricas, etc. todo aquello que necesite un combustible fósil (como el petróleo) genera dióxido de carbono.                                                                                                     
-También se genera dióxido de carbono en los procesos de fermentación y descomposición.                                                                                                                   
-En el proceso contrario, las plantas convierten el dióxido de carbono de la atmósfera en oxígeno durante un proceso llamado fotosíntesis


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¿Cuál es el problema de Dióxido de Carbono?

El problema es que el hombre con su actividad está liberando grandes cantidades de dióxido de carbono a la atmósfera y está aumentando su proporción (se estima que ahora es de 382 ppm). El aumento de dióxido de carbono provoca el llamado efecto invernadero. Esto provoca un aumento de las temperaturas provocando el deshielo de los polos y la deforestación. Si disminuye la cantidad de dióxido de carbono en la atmósfera, en estos momentos, no pasaría nada porque tenemos más proporción de la adecuada, pero si bajara de la proporción adecuada también sería malo ya que aumentaría la proporción en oxígeno y esto provocará más incendios por que produciría más fácil la combustión.

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¿Cuáles son las Aplicaciones o Usos del dióxido de Carbono?

Se utiliza en los extintores, como ya dijimos, en forma de hielo seco para apagar el fuego, ya que dificulta el contacto de las llamas con el aire y por lo tanto con el oxígeno. Se envasa en estado gaseoso pero se transforma en nieve carbónica al entrar en contacto con la atmósfera. También se utiliza como refrigerante en estado líquido en los frigoríficos o de congelados. Otra utilidad del dióxido de carbono es en las bebidas carbonatadas para que sean efervescentes, como las aguas carbonatadas o sodas. También se utiliza para crear una atmósfera de inertización, es decir crear una atmósfera protectora en materiales inflamables como por ejemplo en las soldaduras. Por último una utilidad en sanidad es para el transporte de órganos y tejidos, ya que permite transportarlos a temperaturas extremadamente bajas, indispensable para su conservación.
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¿Dónde se encuentra el dióxido de carbono?


El dióxido de carbono se encuentra principalmente y en grandes cantidades en el aire de la atmósfera, pero también en el agua.


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¿Cómo se produce el dióxido de carbono en el cuerpo humano? 

Ahora bien en el cuerpo humano se genera a partir de la inhalación, en el que la expansión de la caja torácica genera una pérdida de presión (vacío) que provoca el ingreso de aire atmosférico hasta los sacos alveolares donde la sangre libera principalmente dióxido de carbono e incorpora oxígeno por difusión
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Cada uno dejamos una huella de carbono (CO2) en el planeta según el consumo y los hábitos diarios. ¿Quieres saber cuál es la tuya?

Llamamos huella del carbono a la aportación que da el ser humano al incremento del dióxido de carbono del planeta.
Todos contribuimos al incremento  de dióxido de carbono aunque no nos demos cuenta, todos los seres humanos sin excepción contribuimos algunos en menor cantidad que otros. A continuación te mostramos una lista con algunos ejemplos o factores que favorecen el incremento del CO2:
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·         La elección de un producto en el supermercado

·         Los alimentos que consumimos
              
·         Las veces que conectamos nuestros celulares o cualquier aparato, en general la energía que consumimos a lo largo del día.

·         Las veces que conectamos nuestros celulares o cualquier aparato, en general la energía que consumimos a lo largo del día.
·         El transporte que utilizamos y la distancia que recorremos.
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·   
La manera en que cocinamos

·         Cuando se utiliza un soplete

Analizando estos ejemplos/factores nos daremos cuenta que la rutina diaria de cualquiera (que nos parece normal) deja una huella del carbono favoreciendo así al  incremento del CO2 que se emite diariamente en el mundo por nuestras acciones. Es por eso que debemos tomar conciencia y reducir el consumo, porque de no hacerlo aniquilamos a nuestro bello planeta tierra y por tanto a nosotros mismos. El planeta nos da los recursos para poder tener una vida plena y nosotros lo menos que podemos hacer es  aprovechar y reutilizar dichos recursos para evitar el deterioro del planeta y el incremento del dióxido de carbono.
Por supuesto el incremento del dióxido de carbono se dispara cada vez más pero como todos los problemas tienen solución la pregunta es:
·         Podemos cambiar nuestros hábitos mejorarlos:
·         Usar focos ahorradores led (consumen menor energía)

·         Transportarnos en bicicleta (si son distancias cortas)
·         Cocinar en una olla exprés o tapar la cacerola al cocinar
·        
Reciclar el aceite utilizado
·         Al comprar seleccionar los productos sustentables que mantienen respeto al ambiente y biodiversidad

·         Utilizar energías renovables

·         Hacer uso de las tres erres (3R)

Si todos contribuimos con pequeñas acciones como estas estaremos logrando un desarrollo sustentable y cuidando nuestro medio ambiente.
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2.1 b) Reacciones de combustión (completa e incompleta) como procesos exotérmicos.

Combustión: la combustión ocurre cuando se cuenta con carbono (C) e hidrogeno (H), es lo que vendría siendo un hidrocarburo un ejemplo de hidrocarburo sencillo  es el metano (CH4) entonces podemos decir que  una reacción de combustión se da cuando ocurre una oxidación rápida donde el combustible reacciona con el comburente (este generalmente suele ser oxigeno) y al reaccionar liberan energía y dan como resultado dióxido de carbono (CO2) y vapor de agua (H2O).
 En la imagen podemos ver como el metano y el oxígeno al quemar el combustible fósil da como resultado dióxido de carbono y vapor de agua
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¿Cómo balancear una reacción de combustión?

La forma más rápida seria: primero balancear los átomos de carbono
Después balancear los átomos de hidrógeno
Y por último balancear los átomos de oxigeno

Por ejemplo si tenemos CH+ O2 = CO2 + H2O al balancearla siguiendo los pasos anteriores quedaría CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O
*Existen reacciones de combustión completas e incompletas pero ambas dependen de  condiciones que necesitan:
Un elemento combustible (sustancia que en presencia de un comburente reacciona para iniciar una reacción de oxidación rápida en la cual libera energía)
Un comburente (sustancia que al reaccionar con un combustible nos da una oxidación rápida)
Calor (es necesario para que el combustible desprenda vapor en presencia del oxígeno hasta alcanzar la temperatura de ignición)
Fuente de ignición (la fuente, objeto o medio que nos brinda el calor para la mezcla inflamable)
Una reacción de combustión completa se da cuando se tiene el oxígeno necesario para que el combustible  se queme y por tanto de como resultado vapor de agua más dióxido de carbono.
Por ejemplo al utilizar un soplete para soldar el acetileno (C2H2) está presente con el oxígeno del aire y tenemos que reacciona de la siguiente manera:
2C2H2(g)  +  5O2(g)    →    4CO2(g)+ 2H2O(g)
2C2H2(g)  +  3O2(g)    →   4CO(g) + 2H2O(g) 
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Una reacción de combustión incompleta, ocurre cuando no hay la cantidad suficiente de oxígeno para que el combustible se queme completamente, ejemplo:
2C2H2(g)  +  3O2(g)       →                4CO(g)   + 2H2O(g) 
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Hidrocarburos como fuente de energía, concepto de reacción química. 
¿Qué es un Hidrocarburo?

Son todos aquellos compuestos que resultan de la combinación de los elementos químicos carbono e hidrógeno. Los hidrocarburos surgen en la naturaleza y por ende son los principales compuestos de la química orgánica, siendo sus máximos representantes el petróleo (hidrocarburo en estado líquido) y el gas natural (hidrocarburo en estado gaseoso).
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¿En qué se puede transformar el hidrocarburo?

Pueden ser transformados en combustibles para generar energía y/o tener un uso industrial, para la fabricación de diversos productos como asfalto, plásticos, cosméticos, lubricantes de vehículos, entre otros. Incluso, el gas en su forma natural es utilizado en el día a día de los seres humanos, para la utilización de las cocinas y así preparar alimentos.
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El hidrocarburo como fuente de energía

El petróleo es un líquido formado por una mezcla de hidrocarburos. En las refinerías se separan del petróleo distintos componentes como gasolina, gasoil, fueloil y asfaltos, que son usados como combustibles. También se separan otros productos de los que se obtienen plásticos, fertilizantes, pinturas, pesticidas, medicinas y fibras sintéticas.
El gas natural está formado por un pequeño grupo de hidrocarburos: fundamentalmente metano con una pequeña cantidad de propano y butano. El propano y el butano se separan del metano y se usan como combustible para cocinar y calentar, distribuidos en bombonas. 
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Concepto de Reacción Química 

Las Reacciones Químicas son procesos en las que una o mas sustancias químicas se transforman en una u otras sustancias con propiedades diferentes. Para que pueda existir una reacción química deben hacer sustancias que reaccionan y sustancias que se forman; se denominara reactivo a la sustancia química que reacciona.
 A las sustancias que se generan debido a una reacción química se les denomina sustancia resultante o producto químico. Los cambios químicos alteran las estructuras  interna de las sustancias reaccionantes.
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La calidad del aire que respiramos

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El aire que respiramos todos los días, está conformado principalmente por nitrógeno y oxígeno, y en pequeñas porciones por vapor de agua y dióxido de carbono. Sin embargo, diversas actividades humanas como el uso masivo del transporte viejo e ineficiente, ocasionan la emisión a la atmósfera de gases, polvos, humos y especialmente partículas que alteran su composición y que además tienen serios impactos en el ambiente y en la salud de las personas, de los animales e incluso de la vegetación.


a) Fuentes de contaminación natural y antropogénica


Contaminación por petroleo
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Contaminación natural: se puede deber, por ejemplo, a los incendios forestales, erupciones volcánicas, tormentas, terremotos y otros, pero es la que existe siempre, originada por restos animales y vegetales y por minerales y sustancias que se disuelven cuando los cuerpos de agua atraviesan diferentes terrenos.

Contaminación por radiaciones ultravioleta
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Contaminación por incendios forestales
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Contaminación volcanica
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Contaminación por explotaciones mineras
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Contaminación por procesos biológicos
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Contaminación Antropogénica: es aquella producida por los humanos, alguna de las más importantes son Industriales. Según el tipo de industria se producen distintos tipos de residuos, las más peligrosas son las que producen contaminantes más peligrosos, como metales tóxicos.

Contaminación por actividades agricolas
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Contaminación por combustión
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Contaminación por residuos sólidos
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Contaminación por dispositivos moviles
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b) Contaminantes primarios y secundarios


CONTAMINANTES PRIMARIOS  
Son aquellos que son emitidos directamente como:

  • Dióxido de azufre

  • Óxidos de nitrógeno

  • Hidrocarburos

  • Plomo

  • Monóxidos de carbono

  • Óxidos de azufre

  • Dióxido de carbono

  • Metano

  • Dióxidos de nitrógeno 

CONTAMINANTES SECUNDARIOS

Son aquellos que se forman por medio de procesos químicos de la atmósfera  a base de los contaminantes primarios, los más importantes son: 


  • Ozono (O3)

  • Ácido sulfúrico (H2SO4) 





ÓXIDOS NO METÁLICOS


Son la combinación de un átomo no metálico y un átomo de oxigeno (también son llamados anhídridos, generalmente los encontramos en estado gaseoso algunos ejemplos son: 

Anhídrido silícico (SiO2), Anhídrido carbonoso (CO), Anhídrido carbónico (CO2), Anhídrido hipocloroso (Cl2O), Anhídrido clórico (Cl2O5),Anhídrido perclórico (Cl2O7), etc.

ENLACES QUÍMICOS

En la naturaleza casi todos los átomos de la tabla periódica se encuentran en combinación con otros átomos  a excepción de los gases nobles ya que no se combinan en la naturaleza con otros. Los compuestos son ionices o convalecientes.
En un compuesto iónico uno o más electrones se transfieren de los átomos de los metales a los átomos de los no metales, la atracción o fuerza que resulta entre ambos átomos es a lo que llamamos enlaces iónicos. Ejemplo: Sal de mesa NaCl y Bicarbonato de sodio NaHCO3.
En los compuestos no metales, los enlaces covalentes ocurren cuando los átomos comparten uno o más electrones de valencia por ejemplo: Propano C3H8, Alcohol C2H6O, amoxicilina C16H19N305S.
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Un enlace químico es la fuerza que emane  de dos átomos unidos dentro de un compuesto; estos se han clasificado bajo el modelo del enlace iónico, covalente, y metálico.

Los enlaces se dan por la electronegatividad de los elementos pero 

¿Qué es la electronegatividad? Es la capacidad que tiene un átomo para atraer hacia su núcleo los electrones que forman parte del enlace, en la tabla periódica ya podemos ver los valores de electronegatividad de cada elemento dichos valores fueron determinados  experimentalmente por Linus Pauling. 

El enlace covalente involucra a elementos no metálicos que comparten sus electrones, existen diferentes tipos de elementos 

Covalente sencillo: no metal+ no metal = cada elemento aporta un electrón al enlace 
Ejemplo: HCL ácido clorhídrico 

Covalente doble: no metal + no metal = cada elemento aporta dos electrones al enlace
Ejemplo: CO2 dióxido de carbono

Covalente triple: no metal + no metal = cada elemento aporta tres electrones al enlace

Ejemplo: N2 
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El enlace covalente no polar se da cuando los elementos poseen la misma electronegatividad como en las moléculas: H2, Br2, O2.

El enlace covalente polar se da al unirse dos no metales con distinta electronegatividad por medio de sus electrones de valencia; sin embargo la nube de electrónica se deforma hacia el elemento más electronegativo, originando polos en la molécula con cargas parcialmente positiva y otro con carga parcialmente negativa, por ejemplo: 
Agua H2O, Dióxido de carbono CO2, Ácido fluorhídrico HF, Amoniaco NH3.

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C) Difusión de los contaminantes en el aire: propiedades del estado gaseoso y teoría cinética-molecular.



Los contaminantes, cuando se emiten a la atmósfera, a través de un foco emisor, ya sea fijo o móvil, tienden a dispersarse a través de las diferentes capas de la atmósfera. Las principales causas del incremento de emisiones de contaminantes a la atmósfera, se debe en gran medida al gran desarrollo a nivel industrial, el aumento de superficies pavimentadas, así como las grandes emisiones de contaminantes a través de los tubos de escape de automóviles.

Las leyes de los gases desarrolladas por Boyle, Charles y Gay-Lussac, que establecieron las principales relaciones entre la presión, el volumen y la temperatura de un gas, están basadas en observaciones empíricas y describen el comportamiento de los gases en términos macroscópicos.
Sin embargo, existe otra opción para aproximarse al comportamiento de los gases: a través de la teoría atómica que postula, básicamente, que todas las sustancias están compuestas por un gran número de pequeñas partículas (moléculas o átomos).
En principio, las propiedades observables de cualquier gas (presión, volumen y temperatura) están directamente ligadas a las moléculas que lo componen.

Propiedades generales de los gases
                                                                             
A nivel molecular: Poseen alta entropía (alto grado de desorden molecular) debido a que las fuerzas de repulsión (Fr) o fuerzas de desorden predominan sobre las fuerzas de atracción o cohesión (Fa) 
-Poseen grandes espacios intermoleculares, las moléculas de un gas están muy separadas. Así por ejemplo a 25°C y 1 atm de presión, sólo el 0,1% del volumen que ocupa el gas está ocupado por las propias moléculas, el 99,99% es espacio vacío.

-Poseen alta energía cinética molecular, puesto que las moléculas se mueven muy rápido. A 25°C las velocidades moleculares de los gases varían entre 200 a 2000 m/s (600 a 6000 Km/h)             
A nivel estadístico

En 1827. Robert Brown botánico escoces estudiaba muestras de agua con un microscopio.
Observo que los granos de polen suspendidos en el agua se movían continuamente en direcciones irregulares. Brown repitió sus observaciones usando partículas de un colorante de agua y observo que también tenía movimiento aleatorio.
Este movimiento constante y aleatorio de minúsculas partículas de materia se llama movimiento browniano en honor a Robert Brown. La teoría cinética establece que las partículas submicroscópicas de toda la materia están en movimiento constante y aleatorio la energía de los objetos que están en movimiento se llama energía cinética.

La teoría cinética molecular consta de cinco postulados que describen el comportamiento de las moléculas en un gas.     
                          
Estos postulados se basan en algunas nociones físicas y químicas muy simples y básicas, aunque también involucran algunas suposiciones con el fin de simplificar los postulados.

1.-Un gas consiste en un conjunto de pequeñas partículas que se trasladan con movimiento rectilíneo y obedecen las leyes de Newton.
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2.-Las moléculas de un gas no ocupan volumen.
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3.-Los choques entre las moléculas son perfectamente elásticos (esto quiere decir que no se gana ni se pierda energía durante el choque).
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4.-No existen fuerzas de atracción ni de repulsión entre las moléculas.
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5.-El promedio de energía cinética de una molécula es de 3kT/2 (siendo T la temperatura absoluta y la constante de Boltzmann).
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