Página 137 - Libro de Química de Primero de Bachillerato

Recuerda que la Ley de la conservación de la materia indica que en una reacción química los átomos se reacomodan pero su número total permanece constante. Haz un balance de la ecuación para comprobarlo.

Para la conservación de la energía, piensa en la ruptura y formación de enlaces. Calcula la diferencia de energías de enlace: si es negativa, la reacción libera calor.
Ejemplo de energía de enlace (kJ·mol⁻¹): C–H ≈ 413, O=O ≈ 498, C=O (en CO₂) ≈ 799, O–H ≈ 463.

Análisis del problema: Se debe explicar cómo la combustión del metano ilustra que la materia y la energía no se crean ni se destruyen, solo se transforman.

Resolución paso a paso:

1. Escribimos la ecuación química ajustada de la combustión del metano:
   $$\mathrm{CH_4 + 2\,O_2 \rightarrow CO_2 + 2\,H_2O}$$
2. Contamos los átomos en reactivos y productos:
   • C: 1 átomo ↔ 1 átomo
   • H: 4 átomos ↔ 4 átomos (en 2 H₂O)
   • O: 2×2 = 4 átomos ↔ 2 (en CO₂) + 2 (en 2 H₂O) = 4 átomos
   La masa total se conserva porque el número de átomos de cada elemento es idéntico antes y después de la reacción.
3. En el proceso se rompen enlaces en CH₄ y O₂ y se forman enlaces en CO₂ y H₂O. La diferencia de energía entre los enlaces rotos y los formados se libera en forma de calor (energía térmica).

Conclusión / Respuesta final: La combustión del metano muestra la Ley de la conservación de la materia porque la cantidad de átomos de cada elemento permanece constante de reactivos a productos, y demuestra la conservación de la energía porque la energía química se transforma en calor sin que se cree ni se destruya energía, solo cambia de forma.

Lista los productos de la combustión: CO₂ y H₂O (vapor). Investiga cómo cada uno influye en el efecto invernadero.

• Revisa el concepto de potencial de calentamiento global (GWP).
• Piensa en contaminantes formados a altas temperaturas (NO_x).
• Relaciona calor liberado con islas de calor urbanas y aumento de temperatura.

Análisis del problema: Se piden las consecuencias ambientales de liberar grandes cantidades de productos y energía provenientes de la combustión de CH₄.

Resolución paso a paso:

1. Emisión de CO₂ (gas de efecto invernadero): Aumenta la concentración atmosférica de dióxido de carbono, intensificando el calentamiento global.
2. Generación de H₂O en forma de vapor: El vapor de agua es otro gas de efecto invernadero que contribuye al cambio climático.
3. Incremento de temperatura local y global: La liberación de calor directo eleva la temperatura del entorno cercano y, a gran escala, aumenta la energía térmica del sistema climático.
4. Contaminantes secundarios: A altas temperaturas pueden formarse NO_x, que favorecen la lluvia ácida y el smog fotoquímico.
5. Alteración de ecosistemas: Cambios de temperatura y composición atmosférica afectan hábitats, ciclos del agua y biodiversidad.

Conclusión / Respuesta final: La combustión masiva de metano intensifica el efecto invernadero por el CO₂ y H₂O liberados, eleva la temperatura global, puede generar contaminantes como NO_x y provoca múltiples desequilibrios ecológicos.

Antes de diseñar el esquema:

1. Define el proceso elegido en 1 o 2 líneas.
2. Busca en el recurso interactivo:
   • Ejemplos cotidianos.
   • Variables que influyen (temperatura, presión, concentración).
   • Aplicaciones tecnológicas.
   • Ventajas y desventajas.
3. Organiza la información usando la regla del 5 ± 2: de 3 a 7 ideas principales alrededor del tema central.

Usa íconos o pequeños dibujos para mejorar la memoria visual.

Propuesta de desarrollo: A modo de ejemplo se escoge oxidación. El esquema final podría incluir:

• Definición breve: Reacción química en la que una sustancia pierde electrones.
• Ecuación ejemplo: $$4Fe + 3O_2 \rightarrow 2Fe_2O_3$$
• Factores que favorecen: Humedad, presencia de electrolitos, temperatura.
• Aplicaciones: Formación de óxidos protectores (aluminio), generación de energía en pilas.
• Prevención de corrosión: Galvanizado, pinturas, aleaciones inoxidables.

El esquema puede tener formato de mapa mental o diagrama de flujo, con colores y flechas que conecten los subtemas.

Escoge sustantivos o verbos esenciales relacionados con tu proceso. Pregúntate: ¿Qué conceptos no pueden faltar para entenderlo?

Consejos:

• Usa palabras breves (1–2 vocablos).
• Agrúpalas por categorías (definición, ejemplos, variables).
• Mantén la lista entre 8 y 12 términos para evitar saturación.

Ejemplo de lista (proceso: combustión):

• Reactivo
• Oxidante
• Energía de activación
• Producto
• Calor
• Dióxido de carbono
• Balance
• Aplicaciones

Reflexiona con honestidad:

• Enumera los conocimientos nuevos y las habilidades desarrolladas.
• Describe acciones concretas: experimentos, discusiones, esquemas.
• Ponte en contexto: ¿qué problema podrías resolver aplicando lo aprendido?

Usa la estructura Lo sé → Lo aplico → Lo transfiero para organizar tus ideas.

Ejemplo de respuesta completa:

1. ¿Qué he aprendido?
   He comprendido cómo la combustión del metano demuestra la conservación de la materia y la energía y los impactos ambientales asociados.
2. ¿Cómo lo he aprendido?
   Mediante la lectura del caso, el balanceo de la ecuación, la discusión en grupo y la elaboración de un esquema interactivo.
3. ¿Para qué me ha servido?
   Para relacionar principios teóricos de la química con problemáticas ambientales reales y mejorar mis habilidades de trabajo colaborativo.
4. ¿En qué otras ocasiones puedo usarlo?
   Al analizar otros procesos químicos (corrosión, fotosíntesis) y al evaluar tecnologías energéticas según su impacto ambiental.