PRINCIPIOS BÁSICO DE QUÍMICA Dr. Quim. Mario Ceroni Galloso mceronig@gmail.com

PRINCIPIOS BÁSICO DE QUÍMICA

Dr. Quim. Mario Ceroni Galloso

mceronig@gmail.com

¿QUÉ HACEMOS LOS QUÍMICOS?

Sintetizamos nuevas sustancias.

Preparamos nuevos materiales.

Mejoramos procesos químicos

Analizamos todo lo que nos rodea

Hacer química segura

Materia

Mezcla homogénea heterogénea

Sustancias puras

•

•

•

•

100 mL 10 mL

20 °C 20°C

1g/mL 1 g/mL

Mezclas

Átomos y moléculas

PAH hidrocarburos aromáticos policíclicos

CO, CO2, NOx, O3, SO2, SO3, RCl

Moléculas en el universo

PAH que incorpora N

Gas

Baja densidad

Se expande y comprime

Llena todo el recipiente

Líquido

Alta densidad

Difícil de expandir y comprimir

Toma la forma del recipiente

Sólido

Alta densidad

Difícil de expandir y comprimir

Forma rígida

Estados de la materia

Plasma

Es un gas donde los átomos han perdido parte de sus electrones (se han ionizado).

Existen iones positivos y electrones.

Plasma frío

Plasma caliente

Condensado de Bose-EinsteinEste estado se da en ciertos materiales a muy bajas temperaturas (cerca del cero absoluto –273 °C) donde los átomos forman una burbuja mecánico-cuántica

El condensado es una propiedad cuántica que no tiene análogo clásico.

La superconductividad es un ejemplo de condensado. La supercondutividad está caracterizada por la ausencia de resistencia eléctrica.

El magneto de samario-cobalto flota a muy bajas temperaturas arriba de un disco de cerámica de YBa2Cu3O7

La superfluidez es otro ejemplo de condensado. El Helio cuando se enfría se licua, si seguimos enfriando los átomos de Helio descienden al nivel de mínima energía. Esto hace los átomos no adquieran energía por fricción, lo que hace que no disipe energía por movimiento. El resultado es una ausencia casi completa de viscosidad.

Se le atribuye un efecto cuántico macroscópico óptico al condensado Bose-Einstein de átomos de sodio que al inducirle electromagnéticamente el estado de traslucidez que tiene la propiedad de reducir la velocidad de la luz en forma asombrosa. Hasta 20 millones de veces su velocidad en el vacío, equivalente a 17 metros por segundo (m/s).

Día mundial del consumido15 marzo

Alimentos

GrasasLos ácidos grasos trans (AGT) son insaturados (uno o mas enlaces dobles). Presentes en forma natural en carne de cordero, leche, productos lácteos. En los aceites vegetales los AGT están en menor proporción, pero con el hidrogenación y tratamiento térmico aumentan. Están presentes en las papas fritas, croquetas, panes, etc. Los AGS y AGT causan trastornos cardiacos, aumentan el nivel de lipoproteínas de baja densidad (LDL-colesterol)

Los aceites y grasas naturales son en general cisHH

(CH2)7COOHH3C(H2C)7

Ac. Oleico (cis) Ac. Elaídico (trans)

HH3C(H2C)7

(CH2)7COOHH

Algunos ácidos grasos poliinsaturados Omega 3 y omega 6

A partir del grupo metilo se pueden establecer las dobles ligaduras (ácidos grasos poliinsaturados) así los omega, serán: omega-3 (inicia dobles ligaduras entre el carbono 3 y el 4), los omega-6 (inician dobles ligaduras entre el carbono 6 y 7), los omega-9 (inicia doble ligaduras entre el

carbono 9 y 10).

Fuente más ricas en omega 3:

Aceite de canola, soya, pescados

Nombre Sistemático Nombre Trivial Símbolo Corto Peso Molecular PF°C

9,12-octadecadienoico Linoléico 18:2(n-6) 280.4 -5

6,9,12-octadecatrienoico -linolénico 18:3(n-6) 278.4 -

8,11,14-eicosatrienoico dihomo--linolénico 20:3(n-6) 306.5 -

5,8,11,14-eicosatetraenoico Araquidónico 20:4(n-6) 304.5 -50

7,10,13,16-docosatetraenoico - 22:4(n-6) 332.6 -

4,7,10,13,16-docosapentaenoico - 22:5(n-6) 330.6 -

9,12,15-octadecatrienoico -linolénico 18:3(n-3) 278.4 -11

6,9,12,15-octadecatetraenoico Estearidónico 18:4(n-3) 276.4 -57

8,11,14,17-eicosatetraenóico - 20:4(n-3) 304.5 -

5,8,11,14,17-eicosapentaenoico EPA 20:5(n-3) 302.5 -54

7,10,13,16,19-docosapentaenoico DPA 22:5(n-3) 330.6 -

4,7,10,13,16,19-docosahexaenoico DHA 22:6(n-3) 328.6 -44

5,8,11-eicosatrienoico Acido Meádico 20:3(n-9) 306.5 -

Tabla 1. Ácidos grasos insaturados

Colesterol bueno y el malo

El colesterol es un esteroide. Tiene grupo: alcohol, alqueno, HC cíclicos y acíclicos. No se disuelve en agua circula en la sangre en forma de complejos macromoleculares llamados lipoproteínas. Se combina con ácidos grasos formando ésteres.

Las lipoproteínas transportan al colesterol del hígado al resto del cuerpo.

Cuando una célula se divide o rompe tiene que forman una membrana nueva para lo cual es necesario el colesterol. También es un nutriente.

Junto con otros lípidos, las lipoproteínas puede depositarse en las paredes internas de las arterias, bloqueándolas y llegar a ocasionar accidentes cardiovasculares como el infarto de miocardio.

Un alto nivel de LDL está asociado con ateroesclerosis, infarto al miocardio y apoplejía.

Las HDL también transportan colesterol, pero pueden retirar el colesterol de las arterias y devolverlo al hígado.

Las LDL más pequeñas y oxidadas se unen a las paredes de las arterias ocasionando una lesión,

Cigarrillo vs asbesto

Emisiones del cigarrillo

Cancerigenos humanos Benceno, 2- naftilamina, 4-aminobifenil, níquel, polonio

Cancerigenos humanos probables

Formaldehído, hidrazina, benzopireno, anilina, cadmio

Tóxicos CO, amoniaco, acroleína, óxidos de nitrógeno.

Cerca de 4 000 sustancias. 60 probables cancerígenos

Si el cigarrillo no hubiera sido conocido y ahora, una empresa trataría de introducirla al mercado no sería admitido.

El asbesto (amianto) son fibras muy finas y delgadas, resisten al calor, no se corroen. Se han usado en más de 5000 productos: tablillas, tubos, láminas onduladas, frenos, pinturas, etc.

Especie Amosita Antofilita Crisotila Crocidolita Tremolita

SiO2 49 – 53 56 – 58 37 – 44 49 – 53 51 – 62

MgO 1 – 7 28 – 34 39 – 44 0 – 3 0 – 30

FeO 34 – 44 3 – 12 0 – 6 13 – 20 1,5 – 5

Fe2O3 -- -- 0,1 – 5,0 17 – 20 --

Al2O3 2 – 9 0,5 – 1,5 0,2 – 1,5 -- 1,0 – 4,0

H2O 2 –5 1,0 – 6,0 12 – 15 2,5 – 4,5 0 – 5

CaO -- -- 0 – 5 -- 0 – 18

Na2O -- -- -- 4 – 8,5 0 – 9

Análisis químico de las fibras de asbesto

La tasa anual de fallecimientos por cada millón de personas es de 40 para los fumadores y entre 0,005 a 0,093 para los escolares expuestos a asbesto en las escuelas.

( 5 - 93 de cada mil millones). Asbesto

(40 de cada millón). Cigarrillo

Plástico vs vidrio

Estructura Monómero Polímero

FF

F F

Tetrafluoro etileno Politetrafluoroetileno

Teflon

Empaque, recubrimiento sartenes

HH

H H

Etleno Polietileno

Botellas, bolsas, juguetes

HH

H CH3

Propileno ¨Polipropileno (vectra, herculón)

Botellas, películas, alfonbras

Estructura Monómero Polímero

HH

H Cl

Cloruro de vinilo Policloruro de vinilo (PVC)

Recubrimientos, tuberías, impermeables

HH

H CN

Acrilonitrilo Poliacrilonitrilo (Orlón, acrilan)

Alfombras, telas

HH

H

Estireno Poliestireno

Envases alimentos y bebidas, aislantes

Estructura Monómero Polímero

HH

H OCH3

O Acetato de vinilo Poliacetato de vinilo

Pintura de látex, adhesivos,

recubrimientos textiles

CH3H

H OCH3

O Metil metacrilato Polimetacrilato de metilo (Plexiglas, Lucite)

Objetos transparente, lentes de contacto, pinturas de látex

Policarbonato

Cómo se hacen los plásticos

Problema con plásticos

El valor de n 500 y 50 000. Los polímeros no tienen igual longitud.

HH

H H

HH

H H. .

n

Pigmentos prohibidos: As, Pb, Cd, Cr, Co, Cu, Ni, Hg

Cadenas cortas

Al calentarlos con otras sustancias generan tóxicos: policlorodibenzo-p-dioxinas, PCDD y las policlorodibenzofuranos

Vidrio

Los vidrios son materiales no cristalinos. Casi todo el vidrio es silicato, basada en una red tridimensional de óxido de silicio. El vidrio de cuarzo se prepara calentando SiO2 a mas de 2000 ºC y se vierte el líquido en bloques

especiales.

Sustancia De sosa y sal De borosilicato De plomo

SiO2 73 81 60

CaO 11 - -

PbO - - 24

Na2O 13 5 1

K2O 1 - 15

B2O3 - 11 -

Otros 2 3 < 1

Composición en % aprox. de vidrios comunes.

El 90 % del vidrio utilizado hoy en día es el vidrio de sosa y sal, tiene un punto de fusión bajo, por lo que es más fácil de darle forma de recipientes como las botellas de gaseosas. En el laboratorio de química se usa el vidrio de borosilicato que no se agrieta por la tensión térmica al calentarlo. Los vidrios de plomo tienen alto índice de refracción (resplandecen como piedras preciosas) se usan en fina cristalería.

Cómo se hace una botella de vidrio

Materia prima:

Vitrificantes: Sílice, óxido de boro

Fundentes:Carbonato de sodio

Estabilizantes: cal

Agua

Por ejemplo, una de

10 000 personas puede sufrir de cáncer si durante una vida de 70 años consume diariamente 0,01 mg de arsénico /L de agua según la OMS..

Vacunas y mercurio

Tiomerslal para preservar la vacuna 0,05 mg

Podría causar alteraciones neurológicas