miércoles, 18 de febrero de 2015

CBT Leona Vicario Villa del Carbón.

Química II.

Mario Alberto Gonzalez Becerril.

PRODUCTO INTEGRADOR.


Ericka Guadalupe Portillo Gómez.


Cuarto semestre.

Grupo único.

Ciclo escolar

2014-2015.




Temario.

 1.1 Tanta agua nos podemos morir.
1.1.1 Distribución del agua en la tierra.
1.1.2 Calidad del agua.
1.1.3 Fuentes de contaminación.

1.2 Importancia del agua para la humanidad.
1.2.1 Agua para la agricultura, industria y la comunidad.
1.2.3 Purificación del agua.

1.3 El por qué de las maravillas del agua.
1.3.1 Estructura y propiedades de los líquidos.
1.3.2 Propiedades del agua.
1.3.3 Composición del agua.
1.3.4 Estructura molecular del agua.

1.4 Problemática del agua.
1.4.1 Uso responsable del agua.
1.4.2 La reflexión sobre el agua debe favorecer su uso racional.




Distribución del agua en la tierra.

Se ha calculado que el volumen total de la hidrosfera es de 1500 millones de kilómetros cúbicos distribuidos  de la siguiente manera:

Mares
97%
Casquetes polares
2%
Agua superficial
0.040%
Agua atmosférica
0.001



Calidad del agua.


Calidad del agua es un término usado para describir las características químicas, físicas y biológicas del agua. La calidad del agua depende principalmente del uso que se le va a dar. No es simplemente decir que: "esta agua está buena," o "esta agua está mala." Agua perfectamente apropiada para lavar un automóvil puede no ser lo suficientemente de buena calidad para ¡agua potable a servirse en un banquete en honor de la Reina de Inglaterra!
El impacto humano en los sistemas acuíferos ha originado problemas de control de calidad del agua. Bacterias y microorganismos han invadido a los suministros del agua potable, causando algunas veces serias enfermedades a los habitantes de un pueblo. Se han detectado contaminantes químicos en arroyos, dañando la vida vegetal y animal; así mismo, ha ocurrido; derramamiento de drenaje forzando a la gente a hervir el agua que beben; plaguicidas y otros químicos se han infiltrado en la tierra y han contaminado los mantos acuíferos; escurrimientos contaminados de los caminos y estacionamientos han afectado la calidad del agua de los arroyos urbanos.
La calidad del agua ciertamente es un tema prioritario en la actualidad, en parte por el tremendo crecimiento de la población mundial y la expansión y desarrollo urbano; las áreas rurales también contribuyen a incrementar los problemas de la calidad del agua. El uso de fertilizantes en la agricultura puede resultar en un exceso de nitrógeno y fósforo en el agua superficial y el agua subterránea. Estos excedentes químicos llamados "nutrientes" porque actúan como alimento para las plantas, pueden bajar la calidad del agua.

Las capas más cercanas a la Tierra, es decir la troposfera y la estratosfera, poseen una composición importante para el hombre, pues por ejemplo la composición de la troposfera interviene en la respiración.
Esta capa está constituida por nitrógeno, oxígeno y dióxido de carbono, siendo el nitrógeno, con aproximadamente un 78% de concentración, el más abundante. También se encuentra un pequeño porcentaje de gases nobles como pueden ser, el argón y el neón.
La composición química del aire, a nivel del mar sigue las concentraciones ( %) de la siguiente tabla:

Concentración (%)

Elemento químico
78.08 %Nitrógeno
20.95 %Oxígeno
0.93 %Argón
0.03 %CO2
0.018 %Neón
0.005 %Helio
0.001 %Criptón
0.00006 %Hidrógeno
0.00004 %Ozono
0.000008%Xenón

http://quimica.laguia2000.com/quimica-ambiental/composicion-quimica-de-la-atmosfera


El aire y las propiedades de los gases.

Ahora tenemos un buen conocimiento de la mezcla gaseosa homogénea conocida como aire.
Aunque los gases son invisibles muchas de sus propiedades son iguales aunque difieran en su composición. Los gases poseen 5 propiedades características que se comparten de manera generalizada:
1-. Los gases son comprensibles: Al presionarlos dentro de un recipiente pueden disminuir  su volumen, ejemplo al inflar un balón de fútbol.
2-. Los gases tiene bajas densidades: Es decir por cada unidad de volumen pesan menos que los líquidos y los sólidos, ejemplo un kilogramo de algodón, ocupa menos que un kilogramo de oxido. 
3-. Los gases llenan un recipiente de manera uniforme, ejemplo un globo adquiere una forma semiesférica uniforma.
4-. Los gases se mezclan por completo, ejemplo al obtener cloro el olor se percibe en toda el aula.
5-. Un gas ejerce una presión uniforme en todo el recipiente que lo contiene.

Tema abordado en la clase.


Leyes de los gases.

Competencia Diciplinar Extendida.

Comprenderá las leyes de los gases y se aplicara a su desarrollo.

Existen tres factores que intervienen en el comportamiento de un gas:
Presión. 
Temperatura.
Volumen.


Del recipiente que los contiene. Esta relación fue estudiada desde el siglo XVI. En 1660 Roberth Boyle enuncio lo siguiente "la presión y el volumen de un gas a temperatura constante son inversamente proporcionales".
P1 V1= P2 V2
En un motor de automóvil la mezcla de combustible gaseoso y aire penetra en un cilindro y lo comprime en el movimiento del pistón antes de la ignición. 

Tema estudiado durante la clase.

Ley de Charles Temperatura y volumen.

Para el político nombrado ley de Charles, vea Charles B. Ley
En termodinámica y química física, Ley de Charles es a ley del gas y caso específico del ley ideal del gas, que indica eso:En la presión constante, el volumen de una masa dada de un gas ideal aumenta o disminuye por el mismo factor que su temperatura (en Kelvin) aumenta o disminuye.


La ley primero fue publicada cerca Jose louis Gay-lussac en 1802, solamente él se refirió al trabajo inédito cerca Jacques Charles de alrededor 1787. Esta referencia ha conducido a la ley que era atribuida a Charles. La relación había sido anticipada por el trabajo de Guillaume Amontons en 1702. Ley de Charles, Ley de Boyle, y Ley de Gay Lussac forme ley combinada de gas. Los tres leyes del gas conjuntamente con Ley de avogrado puede ser generalizado por ley ideal del gas.

El fórmula para la ley es:

donde:V es volumen del gas
T es temperatura del gas (medido adentro Kelvin)
k es una constante.

En otras definiciones termodinámica-basadas, la relación entre la masa fija de un gas en la presión constante es inverso proporcional a la temperatura aplicada al sistema, que puede ser utilizado más a fondo estipulando un sistema donde α representa expansivity cúbico de un gas, con θ la representación de la temperatura midió del sistema en Kelvins:
V = Vo(1 + αθ)
Para mantener la constante, k, durante la calefacción de un gas en la presión fija, el volumen debe aumentar. Inversamente, refrescar el gas disminuye el volumen. El valor exacto del constante no necesita ser sabido para hacer uso la ley en la comparación entre dos volúmenes de gas en la presión igual:.
Por lo tanto, como la temperatura aumenta, el volumen del gas aumenta.
Teóricamente como un gas alcanza cero absoluto el volumen también alcanzará un punto de cero.
Esta ley es un ejemplo de la variación directa.


https://sites.google.com/site/fisicacbtis162/services/1-3-2-ley-de-charles




Teoría cinético molecular de los gases ideales.


Los gases tiene muchas propiedades comunes que los distinguen de los otros dos estados físicos (solido, liquido) y existe una explicación muy simple de la naturaleza de los gases que cubre no solo estas propiedades únicas, Si no otras mas, tal suposición es conocida como teoría cinético molecular de los gases, mismo que se explica en los siguientes postulados:
1-. Un gas consiste en un conjunto de pequeñas partículas que se trasladan con movimiento rectilíneo y obedecen las Leyes de Newton.

2-. Las moléculas de un gas no ocupan volumen.

3-. Los choques entre moléculas son perfectamente elásticos ( esto quiere decir que no se pierde ni se gana energía durante el choque).

4-. No existen fuerzas de atracción ni de repulsión entre las moléculas.

5-. El promedio de energía cinética de una molécula es de 3 k T/2 ( siendo T temperatura absoluta en Kelvin y la K una constante).

Tema abordado en clase.


Ley de Gay Lussac.

"A volumen constante, la presión que ejerce el gas es directamente proporcional a la temperatura absoluta que soporta"
De acuerdo al enunciado de ésta ley, se puede establecer la siguiente expresión matemática:


P1 = P2 (V=Cte)
 T1    T2 


En donde:
            P= Presión
           T= Temperatura
           V= Volumen (el cual es constante)



http://estquimica.blogspot.mx/p/ley-de-gay-lussac.html




Ley de Avogrado.




observó que si se colocaban masas de gases iguales a su peso molecular, a la misma temperatura y presión, todos ocupaban el mismo volumen.
En condiciones estándar de presión y temperatura (P = 1 atm y T = 273 K), el volumen ocupado es de 22.4 l.
Otra manera de expresar la Ley de Avogadro, es como sigue: volúmenes iguales de gases diferentes, bajo las mismas condiciones de temperatura y presión, contienen el mismo número de partículas y, por lo tanto, el mismo número de moles. 
        
                                                      V  ___nT_
                                                                  P


http://servicios.encb.ipn.mx/polilibros/fisicoquimica/gases/ley%20avogadro.htm





El aire que inhalamos y exhalamos.

El aire está compuesto principalmente por nitrógeno, oxígeno y argón. El resto de los componentes, entre los cuales se encuentran los gases de efecto invernadero, son el vapor de agua, dióxido de carbono, metano, oxido nitroso y ozono, entre otros. Otro tipo de substancias pueden estar presente en pequeñas cantidades como polvo, polen y esporas, y Ceniza volcánica. También es detectable la presencia de elementos vertidos a la atmósfera en forma de contaminante como el cloro y sus compuestos, flúor, mercurio y compuestos de azufre.
El aire entra por nuestra boca y se instale en los pulmones y este se expanda como las ramas de un árbol por todo nuestro cuerpo. El aire que exhalamos está constituido por 21% de O2 esto es N2 y lo que exhalamos es 16% en una respiración tranquila se inhala en 500 ml de aire los cuales 100ml son de oxigeno este se inhala de 80 ml por lo que en cada respiración se absorbe unos 20 ml de oxigeno, inhalamos oxigeno o2 y exhalamos dióxido de carbono co2.

https://sites.google.com/site/quimicaiiepoem/1-1-7-el-aire-que-inhalamos.



Ciclos biogeoquímicos.




Ciclo del Carbono:


El carbono se encuentra en la atmósfera como bióxido de Carbono gaseoso. Las plantas toman el Bióxido de carbono directamente del medio donde vive y con él fabrican carbohidratos y algunos lípidos durante la fotosíntesis. Al alimentarse de plantas, los animales ingieren los compuestos complejos elaborados a partir de bióxido de carbono y agua. El bióxido de carbono regresa a la atmósfera a través de la respiración de los seres vivos, por desintegración bacteriana o como residuo de las combustiones.



Ciclo del Nitrógeno:

Representa un ejemplo típico de nutrientes gaseosos. Constituye el elemento predominante de la atmósfera (79%). Las bacterias nitrificant.es fijan el nitrógeno atmosférico y lo convierten en sales de nitrógeno, nitritos o nitratos, que las plantas absorben del suelo a través de sus raíces.
Con el nitrógeno, la planta fabrica proteínas durante la fotosíntesis, las cuales son ingeridas en forma directa por herbívoros o Indirecta por carnívoros. Cuando los organismos mueren, sus cuerpos son desintegrados por la acción bacteriana, formándose amoniaco; otras bacterias convierten el amoniaco en nitratos, o lo liberan en forma gaseosa por acción de bacterias desnitrificantes; de esta manera el nitrógeno regresa a la atmósfera.

Ciclo del Fósforo:

El fósforo es un elemento esencial para los seres vivos, ya que forma parte de la estructura de los ácidos nucleicos, y de las moléculas productoras de energía (ATP).
Es un ejemplo de nutriente sólido que forma parte del suelo; se le encuentra en forma de fosfatos disueltos en agua, cuyo origen es la corteza terrestre.
Las plantas absorben el fósforo del suelo y lo integran al ADN, ARN y ATP de todas sus células.
Los animales lo obtienen al ingerir vegetales u otros animales.
Los restos de animales y vegetales muertos, así como los materiales de desecho, sufren la acción de bacterias fosfatizantes, las cuales liberan los fosfatos incorporándolos al suelo.
El agua arrastra a la mayoría de los fosfatos del suelo y los conduce a través de ríos, lagos y mantos freáticos hasta depositarlos en el mar. El fósforo también es consumido por la flora y la fauna acuáticas.
Las aves marinas recuperan un poco del fosfato depositado en el mar al consumir productos acuáticos, pero la mayor parte de este elemento no vuelve al ciclo, por lo que prácticamente todo el fósforo que circula es el producto de nuevas aportaciones del sustrato geológico.


http://www.ejemplode.com/36-biologia/316 ciclos_biogeoquimicos:_carbono,_nitrogeno,_fosforo.html









Reacciones del oxigeno con metales y no metales.

Todo fenómeno químico puede ser representado a través de una ecuación química , que nos muestra los cambios que se llevan a cabo, así podemos describir las variaciones que se realizan cuando se oxidan los elementos metálicos y no metálicos en presencia de oxígeno y con el auxilio de la energía calorífica. A continuación se muestra un ejemplo de cada uno de estos.

Reacciones con un metal.

Un ejemplo de las reacciones del oxígeno con un metal, es la que ocurre con el magnesio al someterlo a la reacción de oxidación en una flama, pues desprende una intensa luz blanca y se convierte en un sólido blanco muy frágil; el producto de esta reacción es un óxido metálico llamado óxido de magnesio.

Reacciones con un no metal.


Todo cambio químico puede ser descrito a través de una ecuación que nos muestra las transformaciones que ocurren cuando interactúan dos o más sustancias entre sí. De esta forma podemos describir las variaciones que se realizan cuando se oxidan los elementos no metálicos en presencia de oxígeno y con el auxilio de la energía calorífica. Se puede tomar como ejemplo el carbono, cuando éste es sometido a la reacción de oxidación en la flama, se lleva a cabo su combustión y se desprende un gas llamado monóxido de carbono, en el caso de su valencia de menor valor; en la otra posibilidad cuando la valencia de intercambio del carbono es la mayor, forma el dióxido de carbono. En ambas reacciones hay desprendimiento de energía, el producto de estas reacciones son óxidos no metálicos.

http://portalacademico.cch.unam.mx/alumno/quimica1/u2/oxigeno_elementos/reacciones_oxigeno

Reactividad de los componentes del aire.

Los metales y no metales se combinan con el oxigeno para formas óxidos metálicos y anidridos  por ejemplo un clavo oxidado de color café o amarillo nos muestra el oxido ferroso. 

Características principales de los anidridos.

Son compuestos ionicos en los que el metal adquiere carga positiva y el oxigeno carga negativa.
Los óxidos metálicos o básicos al reaccionar con el agua se transforman en hidróxidos o bases.

Características principales de los anidridos.

Cuando el oxigeno reacciona con un no metal se obtiene un anhídrido u oxigeno ácido.
los anhídridos se forman por enlace covalente.
al reaccionar con agua se transforman en oxiacidos.
Cuando reaccionan con bases se transforman en sal y agua.

 Tema abordado durante la clase.



Reacciones de Combustión: 


Las reacciones de combustión son reacciones rápidas que producen una llama. En la mayor parte de las reacciones de combustión que observamos, interviene O2 del aire como reactivo, denominado comburente. La ecuación siguiente y el ejemplo de aplicación muestran una clase general de reacciones que implican el quemado o combustión de hidrocarburos (compuestos que contienen sólo carbono e hidrógeno, como CH4 y C2H4). Cuando quemamos hidrocarburos en aire, éstos reaccionan con O2 para formar CO2 y H2O.* El número de moléculas de O2 que se requieren en la reacción y el número de moléculas de CO2 y H2O que se forman dependen de la composición del hidrocarburo, que actúa como combustible en la reacción.
Por ejemplo, la combustión del propano (C3H8), un gas que se emplea para cocinar y para calefacción en los hogares, se describe con la ecuación siguiente:
 C3H8 (g) + 5 O2(g) --> 3 CO2(g) + 4 H2O(g)




Reacción exotérmica






En el caso de una reacción endotérmica la cantidad de energía contenida en los reactivos es menor, con respecto a la necesaria para la formación de los productos, por esta razón es necesario suministrar constantemente energía del entorno para que la reacción progrese.









Reacción endotérmica


Cuando los cambios químicos ocurren a presión constante (presión atmosférica), la energía suministrada o liberada en forma de calor no sólo producirá un cambio en la energía interna del sistema, sino que también se empleará para realizar trabajo, de esta forma, resulta más conveniente utilizar la entalpía H, la que toma en cuenta que el destino del calor, puede ser para realizar trabajo.
∆H0reacción = ∆Hproductos - ∆Hreactivos

http://prepa8.unam.mx/academia/colegios/quimica/infocab/unidad114.html




Calores de combustión Es el cambio de entalpia que experimenta una combustión completa en una MOL de sustancia.

C6 H12 O6 (S) + 6O2 (G) ------- CO2 + H2O

Estos conceptos se explican mejor gracias a la termo-química. Otros ejemplos de calores de combustión se muestra a continuación:

Compuesto.
Formula.
H=(K/MOL)
Propano.
C3 H8 (g)
-2219
Octano.
C8 H18 (L)
-5471
Sacarosa.
C12 H22 O11 (S)
-5644
Metano
C H4 (G)
-891
Grafito.
C (S)
-394
Glucosa.
C6 H12 O6 (S)
-2808

 Tema abordado durante la clase.


CBT Leona Vicario Villa del Carbón.

Química II

Mario Alberto González Becerril.

Ericka Guadalupe Portillo Gómez.

Cuarto semestre.

Grupo único.

Ciclo escolar
2014-2015.




Introducción.
El presente proyecto dará a conocer el concepto de las verificaciones de vehículos así también como cuál es su principal función, por otro lado también se abordaran las propiedades tanto físicas como químicas del aire y cuáles son los gases que lo componen, también se mencionaran las cuáles son las unidades físicas que influyen en el comportamiento de los gases. Por otro lado también se dará a conocer el concepto de IMECA.
La verificación vehicular es una actividad de control de emisión de contaminantes a la atmósfera, a través de la inspección-mantenimiento de los vehículos automotores, y se realiza en diversos países del mundo, como Estado Unidos, Canadá, Japón, países europeos y de Sudamérica.
De los tres principales contaminantes el monóxido de carbono es el más peligroso porque no se puede ver u olerlo. Una concentración de 0.5% de CO en el aire puede poner a una persona inconsciente y matarla en un lapso de 10 a 15 minutos.




Muchos se preguntaran que es la verificación vehicular o simplemente cuál es su función, pues para comenzar les daré a conocer el concepto. La verificación vehicular es una actividad de control de emisión de contaminantes a la atmósfera, a través de la inspección-mantenimiento de los vehículos automotores, y se realiza en diversos países del mundo, como Estado Unidos, Canadá, Japón, países europeos y de Sudamérica.
En México, los programas de verificación vehicular tienen como meta principal certificar que los vehículos automotores en circulación no rebasen los límites máximos permisibles de emisión a la atmósfera establecidas en las normas oficiales mexicanas aplicables, Por ello, se ha constituido como una de las principales acciones de control de emisiones vehiculares a la atmósfera.
Adicionalmente, estos programas generan algunos otros beneficios, tales como:
·         Induce el mantenimiento vehicular periódico.
·         Fomenta la renovación del sector transporte.
·         Incentiva la introducción de tecnologías y combustibles más limpios.
·         Salvaguarda la salud y el bienestar de las personas
En el siguiente Cuadro se muestra un listado de las entidades que cuentan con un programa de verificación vehicular, el número de centros de verificación que operan en cada entidad y una breve referencia con respecto a su situación actual.
 ¿Qué hacen los centros de verificación vehicular? El programa de verificación vehicular se estableció en 1991 con el objetivo de prevenir y controlar las emisiones contaminantes provenientes de vehículos automotores en circulación a fin de mejorar la calidad del aire del área metropolitana. Es básicamente un sistema centralizado en la cual seotorgan autorizaciones a una empresa para realizar la medición y verificación de las emisiones contaminantes provenientes de los vehículos automotores.

Algunos de los gases que se desprenden después de un choque son los siguientes:
Monóxido de Carbón (CO)
De los tres principales contaminantes el monóxido de carbono es el más peligroso porque no se puede ver u olerlo. Una concentración de 0.5% de CO en el aire puede poner a una persona inconsciente y matarla en un lapso de 10 a 15 minutos. Incluso una menor concentración porcentual (0.04%) puede causar dolores de cabeza y amenazar la vida de una persona tras varias horas de exposición.
El monóxido de carbón se forma cuando la mezcla de combustible es rica y hay poco oxígeno para quemar completamente todo el combustible. Entre más rica sea la mezcla de combustible, más grande será la cantidad de CO que se produce. Altas emisiones de CO indican una combustión incompleta típicamente causada por un mal ajuste en el carburador, un filtro de aire tapado, que la mariposa del carburador esté atorada, que el sistema de entrada de aire caliente esté defectuoso, falta de sensor de oxígeno, presión excesiva de combustible o un problema con la medida de inyección de gasolina entre otros.
Cuando el motor se enciende por primera vez (el propulsor está frío) la mezcla de combustible está más rica de lo normal y el convertidor catalítico aún no alcanza su temperatura de operación por lo que en este periodo se produce más monóxido de carbón que en cualquier otro. En el momento que el auto alcanza su temperatura normal o está caliente la mezcla rica es menor (por ende el CO baja) y el convertidor ya trabaja de manera óptima por lo que se encarga de transformar la mayoría del CO en dióxido de carbono (CO2).
Hidrocarburos (HC)
Las emisiones de hidrocarburos son gasolina sin quemar y vapores de aceite. Aunque no son directamente dañinos, son los mayores contribuyentes para el smog y la contaminación del ozono. Los hidrocarburos en la atmósfera reaccionan con el sol y se rompen para formar otros componentes químicos queirritan los ojos, las fosas nasales, garganta y pulmones.
Las emisiones de HC, las cuáles son medidas en partes por millón (PPM), se generan por una mala ignición (una bujía o un cable de bujía en mal estado), un pobre encendido (un incorrecto ajuste al carburador o fugas en el vacío que crean una mezcla pobre al momento del encendido), pérdida de compresión (por fuga o una válvula de escape quemada) o por un motor desgastado lo que causa que queme aceite (guías de válvulas, anillos o cilindros usados).
Para controlar las emisiones de hidrocarburos es necesario mantener la mezcla de combustible, ésta no deber ser ni muy pobre ni muy rica a la hora del encendido, se debe conservar la cámara de combustión completamente sellada (buenos anillos y válvulas) y mantener el sistema de ignición (cambiando las bujías y los cables de manera periódica).
Los HC que se producen en el motor son calcinados en el convertidor catalítico y se transforman a vapor de agua y dióxido de carbono.


Óxidos de Nitrógeno (NOX)
El nitrógeno crea el 78% del aire que respiramos. Aunque normalmente es inerte y no se involucra directamente en el proceso de ignición, en temperaturas de combustión por arriba de los 1370°C el oxígeno y el nitrógeno se combinan formando varios componentes llamados “óxidos de nitrógeno”. Este evento ocurre normalmente cuando el motor tiene mucha carga y la válvula reguladora está completamente abierta.
Los NOX en concentraciones pequeñas en partes por millón, pueden causar irritaciones en los ojos, nariz y pulmones, así como dolores de cabeza. En altas concentraciones pueden provocar bronquitis y agravar otras enfermedades relacionadas con los pulmones. Una vez en la atmósfera, reaccionan con el oxígeno para formar ozono (el cuál es también tóxico para respirar) y smog.
Para reducir la formación de NOX, se utiliza un dispositivo llamado Escape de Recirculación de Gas (EGR por sus siglas en inglés). Éste al recircular una pequeña cantidad  de gas de escape y ponerlo de vuelta en la entrada de aire para diluir la mezcla de aire-combustible, se genera un efecto  de “enfriamiento” en la combustión, manteniendo así las temperaturas por debajo de la formación del NOX.
Emisiones de Vapor
Los vapores de combustible que emanan del tanque pueden ser otra fuente de smog y contaminación del ozono. Es por ello que en los últimos 20 años los tanques de combustible han sido mejor sellados para prevenir la pérdida de estos vapores.
Un tanque de combustible debe tener cierta ventilación para que éste pueda “respirar” durante los cambios de temperatura y cuando el motor está trabajando. Para hacerlo varias mangueras están conectadas a una frasco lleno de carbón usualmente localizado en el compartimento del motor. Las partículas de carbón en el recipiente succionan y guardan los vapores cuando el motor no está trabajando. Después, cuando el motor es encendido, una “válvula de purga” se abre para direccionar los vapores al motor donde son quemados.
Si el frasco o algunas de las mangueras tiene alguna fuga (o la tapa de gasolina no está bien sellada) los vapores del combustible pueden escaparse a la atmósfera rápidamente. La cantidad de contaminación realmente se acumula, especialmente durante la temporada de calor. En algunos centros de emisiones se checa la presión del tanque de combustible así como el flujo de la “válvula de purga”.
A continuación de describirán las propiedades físicas y químicas del aire.
Propiedades físicas.
·         Es de menor peso que el agua.
·         Es de menor densidad que el agua.
·         Tiene Volumen indefinido.
·         No existe en el vacío.
Es incoloro, inodoro e insípido.
Propiedades químicas.
·         Reacciona con la temperatura condensándose en hielo a bajas temperaturas y produce corrientes de aire.
·         Está compuesto por varios elementos entre ellos el oxígeno (O2) y el dióxido de carbono elementos básicos para la vida.

De acuerdo con la altitud, composición, temperatura y otras características, la atmósfera que rodea a la Tierra y comprende las siguientes capas o regiones:
·         Troposfera. Alcanza una altura media de 12 km. (es de 7km. En los polos y de 16km. En los trópicos) y en ella encontramos, junto con el aire, polvo, humo y vapor de agua, entre otros componentes.

·         2. Estratosfera. Zona bastante mente fría que se extiende de los 12 a los 50km de altura; en su capa superior (entre los 20 y los 50km) contiene gran cantidad de ozono (O3), el cual es de enorme importancia para la vida en la tierra por que absorbe la mayor parte de los rayos ultravioleta del sol.

·         3. Mesosfera. Zona que se sitúa entre los 50 y los 100km de altitud; su temperatura media es de 10 °C; en ella los meteoritos adquieren altas temperaturas y en su gran mayoría se volatilizan y consumen..

·         4. Ionosfera. Empieza después de los 100km. Y va desapareciendo gradualmente hasta los 500km de altura. En esta región, constituida por oxígeno (02), la temperatura aumenta hasta los 1000°C; los rayos X y ultravioleta del Sol ionizan el aire enrarecido, produciendo átomos y moléculas cargados eléctricamente (que reciben el nombre de iones) y electrones libres. 


·         5. Exosfera. Comienza a 500km. de altura y extiende más allá de los 1000km; está formada por una capa de helio y otra de hidrogeno. Después de esa capa se halla una enorme banda de radiaciones (conocida como magnetosfera) que se extiende hasta unos 55000km de altura, aunque no constituye propiamente un estrato atmosférico.
El aire limpio y puro forma una capa de aproximadamente 500 000 millones de toneladas que rodea la Tierra, de las su composición es la siguiente:
Componente
Concentración aproximada
1.     Nitrógeno
(N)
78.03% en volumen
  Oxígeno
(O)
20.99% en volumen
  Dióxido de Carbono
(CO2)
0.03% en volumen
  Argón
(Ar)
0.94% en volumen
  Neón
(Ne)
0.00123% en volumen
  Helio
(He)
0.0004% en volumen
  Criptón
(Kr)
0.00005% en volumen
  Xenón
(Xe)
0.000006% en volumen
  Hidrógeno
(H)
0.01% en volumen
  Metano
(CH4)
0.0002% en volumen
  Óxido nitroso
(N2O)
0.00005% en volumen
  Vapor de Agua
(H2O)
Variable
  Ozono
(O3)
Variable
  Partículas

Variable









Por otro lado las unidades químicas de los gases contaminantes se expresan de la siguiente manera como se muestra en la tabla:
Cantidad
Unidad
Símbolo
Gases y Vapores
Fracción de volumen o de masa de los principales constituyentes (por ejemplo nitrógeno, oxígeno, dióxido de carbono) en aire
Porciento (en volumen)
%
Porciento (en masa)
 %
Fracción en volumen de gases contaminantes. Indica en volumen las partes de contaminante contenida en un millón de partes de atmósfera, siempre considerando a la temperatura de 25 °C y 760 mm de presión.
Parte por millón (10-6)
ppm
Parte por billón (10-9)
ppb
Concentración en masa de contaminantes gaseosos (se debe dar la temperatura, la presión y humedad)
Miligramo por metro cúbico
mg/m3 
Microgramo por metro cúbico
μg/m3
Nanogramo por metro cúbico
ng/m3
Material Particulado
Concentración en masa de material particulado en suspensión
Miligramo por metro cúbico
mg/m3
Microgramo por metro cúbico
μg/m3
Nanogramo por metro cúbico
ng/m3

Uno de los conceptos más empleados en el término aire es IMECA pero por lo regular las personas desconocen cuál es su significado  El índice metropolitano de calidad del aire (IMECA) fue creado con las finalidad de que la población en general comprenda los niveles de contaminación existentes en el aire. Esto a través de la implementación de una escala igual para todos los contaminantes según su capacidad de ocasionar molestias al ser humano. Descriptores del índice metropolitano de la calidad del aire. Descriptores del índice metropolitano de la calidad del aire. Se tienen niveles establecidos de concentración y tiempos de exposición de los contaminantes donde el ciudadano promedio puede desenvolverse sin que se afecte de forma significativa su salud. Estos niveles son establecidos por las Normas Oficiales Mexicanas para la Calidad del Aire.


Conclusiones.
Durante este proyecto se analizaron diferentes términos los cuales nos ayudaron para poder comprender los diferentes temas que desconocíamos y por otro lado también se aprendieron los componentes tanto físicos como químicos dela aire.



                            

Referencias.







      “2015. Año del Bicentenario Luctuoso de José María Morelos y Pavón”

CBT Leona Vicario Villa del Carbón.

Proyecto integrador.

Física II
Mario Alberto González Becerril.

Presentan:
Ericka Guadalupe Portillo Gómez.
Isela Bernardino Pérez.
Francisco Molina Cano.

Cuarto semestre.

Grupo único.

2015-2016.



CALIDAD DEL AGUA.
COMPETENCIA:
Valora la importancia del agua y los elementos de prejuicios y beneficios presentes en ella.
De acuerdo a la organización de la salud 1/5 parte de la población mundial no tiene acceso a las aguas libres de contaminación, situación que se aceptan en áreas naturales donde no hay posibilidad de que el agua tenga un tratamiento previo que mejore su calidad y haga posible su uso general.
La calidad de agua se ve afectada por diversos factores como los usos de suelos, la producción industrial, agrícola, tratamiento que se le da antes de ser vertida nuevamente de los cuerpos del agua y la cantidad misma de agua en ríos y lagos ya que de esta depende su cantidad de purificación en México se emplea el llamado índice de calidad del agua que agrupa de manera ponderada algunos parámetros del deterioro de la calidad del líquido, en el cual se consideran 18 parámetros fisicoquímicos la demanda de bioquímica de óxido disuelto, coliformes, fosfatos, pH y partículas suspendidas. 
  
referencia
Expresado como:
Valor(mg/l)
Amoniaco
A
1.0
Arsénico
As
0.01
Bario
Ba
1.0
Cadmio
Cd
0.01
Cianuro
Cn
0.2
Zinc
Zn
15.0
Cloruros.
Cl-
250.0
Cobre
Cu
1.0
Mercurio
Hg
0.002
Nitratos
N
10.0
Nitritos
N
6.5-8.5
pH
Unidades
0.05
Plata
Ag
0.01
Plomo
Pb
0.01
Selenio
Se
400
Sulfatos
So

Coliformes totales.
Nmp



FUENTES DE CONTAMINACIÓN.
La mayoría de los cuerpos de agua superficiales del país reciben descargas de aguas residuales  sin tratamiento lo que ocasiona distintos niveles de contaminación.
Debido a lo anterior en el ICA se realiza el monitoreo de diferentes lagos con altos niveles de contaminación, por ejemplo el de chapola y Almoloya.
En el mundo el empleo del agua y su gestión han sido factores primordiales para aumentar la productividad de la agricultura y asegurar una producción predecible.
Al incrementar la productividad se hace necesaria la aplicación de programa para uso racional del agua y elevar las economías rurales.
A finales del siglo XX la agricultura empleaba el 70% de toda el agua utilizaba en el mundo. En la actualidad la FAU estima que el agua para riego aumentara el 15% para 2030.

IMPORTANCIA DEL AGUA EN LA HUMANIDAD.

Competencia Disciplinar Extendida.


Evalúa los factores y elementos de riesgos fisicoquímico y biológico presentes en la naturaleza que alteran la calidad de vida de una población para proponer medidas preventivas.
EL USO DEL AGUA EN LA GENERACIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA.

La fuerza cinética que produce el caudal de ríos, se aprovecha el hacer funcionar turbinas que generan energía eléctrica o este proceso se le denomina hidroeléctrico.
EL AGUA COMO ESTÁNDAR CIENTÍFICO.

El 7 de abril de 1795 el gramo, unidad de peso fue definido en Francia como “el peso absoluto de un volumen de agua pura al igual a un cubo de la centésima parte de una metro a la temperatura de la fusión del hielo”

Calor latente de fusión
Cantidad de calor necesaria para que un gramo de sustancia solida pase al estado líquido a presión constante.

Calor de evaporación.

Se define como cantidad necesaria para evaporar un gramo de sustancia líquida en un punto de ebullición y presión constante.

Calor de condensación.

Calor que se libera para condesar un gramo de gas a líquido
Tensión superficial.
Propiedad que tiene un líquido de arrastrar las moléculas superficiales hacia su centro.
Poder disolvente.
Las disoluciones acuosas son las más comunes con la propiedad de disolver otras sustancias.
ELECTROLITOS Y NO ELECTROLITOS.

¿Cuáles son los líquidos que conducen la corriente eléctrica?
pH-H+                 Acidez.                     Electrolito.
oH-                       Basidad.
Además de las diferencias de pH las disoluciones tanto de ácidos y gases difieren en su capacidad para conducir su electricidad los electrolitos son sustancias que en solución acuosa conducen una corriente eléctrica a diferencia de los no electrolitos que en solución acuosa no conduce la corriente eléctrica.

ESTRUCTURA MOLECULAR DEL AGUA.

La molécula de agua está formada por dos átomos de H unidos a un átomo de O2 por medio de dos enlaces covalentes. El  ángulo entre los enlaces H-O-H   es  de 104'5º. El oxígeno es más electronegativo que el hidrógeno y atrae con más fuerza a los electrones de cada enlace.
La molécula de agua aunque tenga una carga total neutra, presenta una distribución asimétrica de sus electrones lo que la convierte en una molécula polar, alrededor del oxígeno se concentra una densidad de carga negativa , mientras que los núcleos de hidrógeno quedan  parcialmente desprovistos de sus electrones y manifiestan, por tanto, una densidad de carga positiva.
Por ello se dan interacciones dipolo-dipolo entre las propias moléculas de agua, formándose enlaces por puentes de hidrógeno, la carga parcial negativa del oxígeno de una molécula ejerce atracción electrostática sobre las cargas parciales positivas de los átomos de hidrógeno de otras moléculas adyacentes.

Aunque son uniones débiles, el hecho de que alrededor de cada molécula de agua se dispongan otras cuatro moléculas unidas por puentes de hidrógeno permite que se forme en el agua (líquida o sólida) una estructura de tipo reticular, responsable en gran parte de su comportamiento anómalo y de la peculiaridad de sus propiedades fisicoquímicas.

ENLACES COVALENTES
El enlace covalente ocurre porque los átomos en el compuesto tienen una tendencia similar hacia los electrones (generalmente para ganar electrones). Esto ocurre comúnmente cuando dos no metales se enlazan. Ya que ninguno de los no elementos que participan en el enlace querrán ganar electrones, estos elementos compartirán electrones para poder llenar sus envolturas de valencia; debido a que los  electrones están compartidos en molécula covalentes, no se forman cargas iónicas. Por consiguiente, no hay fuerzas intermoleculares fuertes en los compuestos covalentes tal como las hay en las moléculas iónicas. Como resultado, muchos compuestos iónicos son gases o líquidos a temperatura ambiente en vez de sólidos como los compuestos iónicos en las moléculas covalentes que tienden a tener una atracción intermolecular más débil. Igualmente, al contrario de los compuestos iónicos, los compuestos covalentes existen como verdaderas moléculas. 
Por ejemplo: 
El átomo de carbono forma como máximo cuatro enlaces covalentes compartiendo electrones con otros átomos. Dos carbonos pueden compartir dos, cuatro o seis electrones:



MOLECULAS POLARES Y NO POLARES
Al formarse una molécula de modo covalente el par de electrones tiende a desplazarse hacia el átomo que tiene mayor electronegatividad. Esto origina una densidad de carga desigual entre los núcleos que forman el enlace (se forma un dipolo eléctrico). El enlace es más polar cuanto mayor sea la diferencia entre las electronegatividades de los átomos que se enlazan; así pues, dos átomos iguales atraerán al par de electrones covalente con la misma fuerza y los electrones permanecerán en el centro haciendo que el enlace sea apolar. No siempre se requiere de una molécula polar, por lo que es necesario determinar un parámetro físico llamado momento dipolar eléctrico del dipolo eléctrico. Se define como una magnitud vectorial con módulo igual al producto de la carga q por la distancia que las separa d, cuya dirección es la recta que las une, y cuyo sentido va de la carga negativa a la positiva. Esta magnitud es, por tanto, un vector; y la polaridad será la suma vectorial de los momentos dipolares de los enlaces.
En moléculas diatónicas son apolares las moléculas formadas por un solo elemento o elementos con diferencia de electronegatividad muy reducida; Serán también apolares las moléculas simétricas por el mismo motivo. El agua, por ejemplo, ya mencionada anteriormente, es una molécula fuertemente polar ya que los momentos dipolares de los enlaces dispuestos en "V" se suman ofreciendo una densidad de carga negativa en el oxígeno y dejando los hidrógenos casi sin electrones.


PUENTES DE HIDROGENO.

Es un enlace que se establece entre moléculas capaces de generar cargas parciales. El agua, es la sustancia en donde los puentes de hidrógeno son más efectivos, en su molécula, los electrones que intervienen en sus enlaces, están más cerca del oxígeno que de los hidrógenos y por esto se generan dos cargas parciales negativas en el extremo donde está el oxígeno y dos cargas  parciales positivas en el extremo donde se encuentran los hidrógenos. La presencia de cargas parciales positivas y negativas hace que las moléculas de agua se comporten como imanes en los que las partes con carga parcial positiva atraen a las partes con cargas parciales negativas. De tal suerte que una sola molécula de agua puede unirse a otras  4 moléculas de agua a través de 4 puentes de hidrógeno. Esta característica es la que  hace al agua un líquido muy especial.
Los puentes de Hidrógeno, se forman por átomos de Hidrógeno localizados entre átomos electronegativos. Cuando un átomo de Hidrógeno está unido covalentemente, a una átomo electronegativo, ej.  Oxígeno o Nitrógeno, asume una densidad (d) de carga positiva, debido a la elevada electronegatividad del átomo vecino. Esta deficiencia parcial en electrones, hace a los átomos de Hidrógeno susceptibles de atracción por los electrones no compartidos en los átomos de Oxígeno o Nitrógeno; el puente de Hidrógeno es relativamente débil entre -20 y -30 kJ mol-1, la fuerza de enlace aumenta al aumentar la electronegatividad y disminuye con el tamaño de los átomos participantes. Por tanto, el puente de Hidrógeno existe en numerosas moléculas no solo en el agua. Aquí solo se tratará lo referente al agua.
La estructura del agua favorece las interacciones para formar puentes de Hidrógeno, el arreglo siempre es perpendicular entre las moléculas participantes, además, es favorecido por que cada protón unido a un Oxígeno muy electronegativo encuentra un electrón no compartido con el que interactúa uno a uno.  De lo anterior se concluye que cada átomo d Oxígeno en el agua interacciona con 4 protones, dos de ellos unidos covalentemente y dos a través de puentes de Hidrógeno.
La distancia entre los átomos de Oxígeno que intervienen en el puente de Hidrógeno, están separados por 0.28 nm lo que indica un arreglo tetraédrico de las moléculas de agua, además los puentes de Hidrógeno:
 


Unidad 3 “Corteza terrestre”
    
                  1.1 Minerales

                      1.1.2 Principales minerales de la república.
                      1.1.3 Metales no metales y semi metales.
                    1.1.4 Estado sólido, cristalino,  (modelo sintético molecular, enlace metálico, enlace iónico)
                     1.1.5 Caculos estequiometricos (relación mol-mol y relación masa-masa)

                       1.2 Petróleo
1.2.1 Importancia del petróleo en México.
                               1.2.2 Hidrocarburos.
     1.2.3 Combustiones y calor de combustión.
                               1.2.4 Refinación del petróleo
                               1.2.5 Fuentes de materias primas.

                         1.3 Suelo, soporte de la combustión
                                1.3.1 CHONPS en la naturaleza
1.3.2 PH y su influencia en los cultivos.

  


COMPETENCIAS.
      Se expresa y comunica piensa crítica y reflexivamente.

 Establece la importancia de los minerales en el desarrollo de la agilización, mediante análisis de información científica, así mismo genera una cultura de responsabilidad con el ambiente.

METALES, NO METALES Y SEMIMETALES.

De los elementos clasificados en la tabla aprox. El 80% corresponde a metales quienes se diferencian de los demás elementos por sus propiedades físicas (brillo, conductividad eléctrica y térmica, maleabilidad, ductilidad, punto de fusión, efecto termoiónico, foco eléctrico y densidad).

LAS PROPIEDADES QUÍMICAS DE LOS METALES:

      No se combinan entre sí.
      Al combinarse con no metales forman sales, cloruro de sodios.
      Se combinan con el oxígeno y forman óxidos.
      La propiedad química más importante es perder electrones (reducirse) los metales más activos remplazan a los menos activos.

ELECTRONEGATIVIDAD.

Se dice que es la propiedad que tienen los elementos para retener o perder los electrones.
No metales.
Aproximadamente el 20% de los elementos se clasifican como no metales con la excepción del hidrogeno, los no metales presentan las siguientes propiedades físicas:

MALOS CONDUCTORES DE ELECTRICIDAD.

      Buenos aislantes del calor.
      Los no metales solidos suelen ser quebradizos, blandos o como polvo.
      Se presentan como solidos líquidos o bases.
      No son dúctiles y maleables.

SOLIDO CRISTALINO.

Los átomos de los metales al ceder los electrones de la última capa se convierten en iones positivos o cationes los átomos no metales al ganar esos electrones forman iones negativos o aniones.
Enlace metálico.
La mayoría de los metales cristalinos en estructuras compactas. La propiedad de los no metales para conducir la electricidad y el calor es la fuerte interacción eléctrica entre estos y sus vecinos.
En un cristal metálico los átomos se arreglarían como las canicas cuando la colocamos en un recipiente los electrones de valencia se desplazaran en el cristal de forma desordenada provocado un movimiento atómico o mejor aun un mar de electrones.
Cálculos estequiometricos.
 Competencia:
Desarrolla la habilidad de calcular la composición cuantitativa en problemas de masa a masa.
Los cálculos estequiometricos  son importantes en todo proceso químico y en particular en la industria pues la producción en términos económicos dependen mucho del estudio cuantitativo de las sustancias reaccionantes y las sustancias que se obtendrán.
Estequio= Elemento
Metria= Medida
 Por lo generar en los procesos químicos no se usan las cantidades estequiometricas que indica la ecuación pues, se trabaja con reactivos llamados limitantes cuyo porcentaje de pureza indica las relaciones estequiometricas de un producto.
Mediante cálculos estequiometricos se puede determinar la cantidad de oxigeno que se puede contener gramos de cloruro de potasio  o la cantidad de cloruro que contiene  200g de cloruro de sodio.
Las ecuaciones químicas balanceadas proporcionan las relaciones necesarias para convertir moles, gramos o números de moléculas de un reactivo o producto en el número equivalente de moles, gramos o número de moléculas de otro reactivo.

¿QUÉ ES PETRÓLEO?

Es una sustancia oleosa de color muy oscuro compuesta de hidrogeno y carbono a eso se le llama hidrocarburo.
Puede hallarse en estado líquido o en estado gaseoso, en estado líquido es llamado “aceite crudo” y en estado gaseoso “gas natural”. El origen del petróleo es similar al del carbón en ambos casos se hallan en las rocas sedimentarias, pero el petróleo procede de la descomposición de materia orgánica (especialmente resto de animales u grandes masas de plactón en un medio marino) su explotación es un proceso costoso que solo está al alcance de grandes empresas.

COMPOSICIÓN.

El petróleo varía mucho en su composición, lo cual depende del tipo de yacimiento de donde provenga, pero en promedio podemos considerar que contienen entre 83 y 86% de carbono  y entre 11 y 13% de hidrogeno.

CLASES DE PETRÓLEO EN MÉXICO.

Para exportación en México se preparan tres variedades de petróleo crudo:
*      Itsmo: ligero con densidad de 33.6 gramos API y 1.3% de azufre en peso.
*      Maya: pesado con densidad de 22 gramos API y 3.3% de azufre en peso.
*      Olmeca: Súper ligero con densidad de 39.3% gramos API y 0.8% de azufre.

IMPORTANCIA DEL PETRÓLEO.

Es el recurso natural más importante en nuestro país, porque satisface la demanda de energéticos y de petroquímicos básicos y constituye al desarrollo industrial de nuestra nación. Es un líquido viscoso, de un color café oscuro (aceite crudo). Mezcla compleja de alcanos, ciclo alcanos, alquenos y compuestos aromáticos; además contiene pequeños cantidades de oxígeno.
HIDROCARBUROS (ALCANOS, ALQUENOS Y ALQUINOS)

COMPETENCIA:
*      Valora la importancia de los hidrocarburos y el mundo de sus productos en la industria.
*      
   Los combustibles fósiles como el carbono el petróleo y el gas y el gas natural con importantes porque representan la mayor fuente de energía de la tecnología moderna.
La química orgánica se encarga de estudiar los compuestos que contiene carbono por ejemplo el gas metano cuta formula química es CH4.

ALCANOS.

Nombre
Formula molecular
Valor N
Formula estructural o condesada.
Metano
CH4
1
CH4
Etano
C2H6
2
CH3-CH3
Propano
C3H8
3
CH3-CH2-CH3
Butano
C4H10
4
CH3-CH2-CH2-CH3
Pentano
C5H10
5
CH3-CH2-CH2-CH2-CH3
Hexano
C6H14
6
CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH3
Heptano
C7H16
7
CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH3
Octano
C8H18
8
CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH3
Nonano
C9H20
9
CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH3
Decano
C10H22
10
CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH3

ISÓMEROS.

Cuando el número de átomos de carbono de la formula molecular de un alcano llega a 4 o más, es posible que se presenta el fenómeno isomería.

NOMENCLATURA DE OS ISÓMEROS ALCANOS.

De acuerdo a la IUPAC utiliza nombres formados por dos partes:
1.- Porción terminal es el nombre de la cadena continua más larga que hay en la cadena de la molécula.
2.- los nombres de las manifestaciones que están ligadas a la cadena principal se describen así las siguientes reglas para nombrar a los alcanos.
*      Hallar la cadena continua de carbones más larga. Elegir el nombre base y añadir la terminación ANO.
*      Numerar los átomos de carbono empezando por el extremo más próximo a la primera ramificación.
*      Si existen más ramificaciones considerar las que se encuentran más próximas a un extremo.
*      Asignar el nombre y número de posición a cada sustituyente en orden alfabético
a)    Usar los prefijos apropiados para agrupar sustituyentes iguales: di: dos, tri: tres, tetra: cuatro, penta: cinco y así sucesivamente.
b)    Escribir el nombre como una sola palabra usar giones para separar números y comas para separar números consecutivos.
Es importante considerar que cuando el alcano pierde un hidrogeno se convierte en un alquino, agregándose la terminación INO al nombre de la formula química.




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