Página 111 - Libro de Química de Tercero de Bachillerato

Análisis: Se pide redactar conclusiones generales sobre los hidrocarburos.

Desarrollo:
1. Los hidrocarburos son compuestos formados solo por carbono e hidrógeno, base de muchos combustibles y materiales cotidianos.
2. Se clasifican en alifáticos (cadenas abiertas o cerradas no aromáticas) y aromáticos (anillos con sistema de electrones conjugados).
3. Según sus enlaces pueden ser saturados (alcano) o insaturados (alqueno y alquino), lo que determina su reactividad química.
4. Son fundamentales en la obtención de energía, plásticos, solventes y otros productos industriales, pero su uso excesivo genera impactos ambientales como emisiones de gases de efecto invernadero y contaminación.
5. Es necesario buscar un uso responsable y tecnologías más limpias para reducir sus efectos negativos.

Conclusión final: Los hidrocarburos son esenciales para la vida moderna por sus múltiples aplicaciones, pero deben utilizarse de forma controlada y sustentable para minimizar su impacto ambiental.

Análisis: Se debe describir brevemente cada tipo de hidrocarburo.

Desarrollo:

1. Hidrocarburos alifáticos:
Son compuestos con cadenas abiertas (lineales o ramificadas) o ciclos no aromáticos. Incluyen alcanos, alquenos y alquinos. Ejemplos: propano, buteno, etino.

2. Hidrocarburos aromáticos:
Poseen uno o más anillos bencénicos con electrones deslocalizados. Son muy estables. Ejemplos: benceno, tolueno, naftaleno.

3. Hidrocarburos saturados:
Solo tienen enlaces simples C–C. Corresponden a los alcanos. Ejemplos: metano, etano, octano.

4. Hidrocarburos insaturados:
Presentan uno o más enlaces dobles o triples C=C o C≡C. Son más reactivos. Incluyen alquenos (dobles enlaces) y alquinos (triples enlaces). Ejemplos: eteno, propeno, etino.

Conclusión: La clasificación alifático/aromático y saturado/insaturado permite entender la estructura y reactividad de los hidrocarburos.

Análisis: Se requiere proponer representaciones estructurales típicas de cada tipo de hidrocarburo.

Desarrollo sugerido:

• Alifático saturado (alcano): Dibuja la fórmula desarrollada del butano: CH$$_3$$–CH$$_2$$–CH$$_2$$–CH$$_3$$.
• Alifático insaturado (alqueno): Eteno: H$$_2$$C=CH$$_2$$.
• Alifático insaturado (alquino): Etino: HC≡CH.
• Aromático: Anillo de benceno: un hexágono con un círculo interno o con enlaces dobles alternados y 6 átomos de C, cada uno unido a un H.

Conclusión: Estas estructuras muestran visualmente la diferencia entre cadenas abiertas y anillos, así como entre saturados e insaturados.

Análisis: Se debe elegir un hidrocarburo y explicar sus usos.

Ejemplo resuelto:

Hidrocarburo elegido: Propano (C$$_3$$H$$_8$$).

1. Datos básicos: Alcano, gas a temperatura ambiente, fácilmente licuable.
2. Propiedades relevantes: Alta energía por unidad de masa, combustión relativamente limpia si hay buen suministro de oxígeno.
3. Aplicaciones:
   • Combustible doméstico en cilindros de gas para cocinar y calentar agua.
   • Combustible industrial para hornos y procesos de secado.
   • Componente del GLP (gas licuado de petróleo).
   • Materia prima en la industria petroquímica para producir otros compuestos orgánicos.
4. Riesgos y precauciones: Es inflamable; se deben evitar fugas y almacenar los cilindros en lugares ventilados.

Conclusión: El propano es un hidrocarburo clave en el suministro de energía doméstica e industrial, pero exige un manejo seguro.

Análisis: Se solicita una reflexión sobre el papel futuro de la ciencia y la tecnología en el uso de hidrocarburos, equilibrando energía y ambiente.

Desarrollo:

1. Mejoras en eficiencia energética: Nuevos motores, procesos industriales y sistemas de combustión podrían aprovechar más la energía de los hidrocarburos usando menos cantidad, reduciendo emisiones por unidad de energía.
2. Tecnologías de control de emisiones: Catalizadores avanzados, captura y almacenamiento de CO$$_2$$ (CCS) y filtros más eficientes disminuirían la contaminación del aire y el aporte al cambio climático.
3. Procesos más limpios: Refinación y petroquímica "verdes" permitirían producir combustibles y productos derivados generando menos residuos tóxicos.
4. Transición energética gradual: La ciencia también impulsa energías renovables (solar, eólica, biocombustibles), lo que permitiría usar los hidrocarburos solo donde sean difíciles de reemplazar.
5. Cambio en la relación sociedad‑hidrocarburos: Con mayor información y regulación, la población podría exigir un uso responsable, reciclaje de plásticos y políticas para disminuir la dependencia del petróleo.

Conclusión: Los avances tecnológicos y científicos pueden hacer el uso de hidrocarburos más eficiente y menos contaminante, y al mismo tiempo facilitar la transición hacia fuentes de energía más sostenibles.