Página 72 - Libro de Química de Tercero de Bachillerato

Ley de la conservación de la energía y de la materia e importancia de los compuestos en la industria

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Resolución Página 72 - Libro de Química de Tercero de Bachillerato

Cuando una vela se prende y esta empieza a arder ¿Qué crees que sucede con la masa total de la cera, se pierde o se transforma?
Datos para la resolución

Recuerda: Ley de Lavoisier — en un sistema cerrado, la masa se conserva. Compara sistema abierto vs. cerrado. Pista experimental: pesar el conjunto vela+recipiente antes y después, atrapando los gases.

Explicación

Análisis: Se observa la combustión de la cera (parafina) al contacto con el oxígeno del aire. Se pregunta por la masa total.

Resolución paso a paso:

  1. La parafina puede aproximarse como $$C_{25}H_{52}$$.
  2. Su combustión completa: $$C_{25}H_{52}+38\,O_2 \rightarrow 25\,CO_2+26\,H_2O$$.
  3. Según la ley de conservación de la materia, en un sistema cerrado la masa total de reactivos es igual a la de productos.
  4. En la vela encendida (sistema abierto), la cera disminuye porque se transforma en $$CO_2$$ y $$H_2O$$ gaseosos que se escapan; además se libera energía como calor y luz.

Conclusión: La masa no se pierde; se transforma y pasa a los gases de combustión. Si el experimento se hace en un sistema cerrado, la masa total permanece constante.

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¿Cómo definirías el rol que cumplen los compuestos químicos en la obtención de plásticos lubricantes, tintes, medicamentos y pesticidas?
Datos para la resolución

Piensa en la relación estructura–propiedad: pequeños cambios en grupos funcionales alteran color, solubilidad, toxicidad y reactividad. Identifica para cada producto: materia prima → proceso (polimerización, formulación) → propiedad final.

Explicación

Análisis: Se solicita el papel de los compuestos químicos en productos industriales clave.

Resolución paso a paso:

  1. Plásticos: Monómeros (p. ej., etileno, estireno) polimerizan para formar polímeros con propiedades mecánicas específicas.
  2. Lubricantes: Hidrocarburos y aditivos (antioxidantes, antidesgaste) controlan viscosidad, fricción y estabilidad térmica.
  3. Tintes: Moléculas orgánicas con cromóforos y auxocromos que absorben selectivamente la luz y se fijan a fibras.
  4. Medicamentos: Principios activos con grupos funcionales diseñados para interactuar con dianas biológicas; excipientes mejoran estabilidad y entrega.
  5. Pesticidas: Ingredientes activos que afectan rutas biológicas de plagas; formulantes controlan liberación y adhesión.

Conclusión: Los compuestos químicos son materias primas, reactivos, catalizadores y aditivos que permiten fabricar y ajustar las propiedades y la función de cada producto industrial.

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¿Podría funcionar la industria sin la existencia de compuestos químicos? ¿Por qué?
Datos para la resolución

Enumera 3 productos cotidianos y rastrea sus insumos químicos. Contrasta alternativas más seguras (solventes verdes, catalizadores selectivos, energías limpias) aplicando principios de química verde.

Explicación

Análisis: Se evalúa la dependencia de la industria respecto a los compuestos químicos.

Resolución paso a paso:

  1. Toda materia es un conjunto de compuestos o elementos; no existen procesos industriales sin materiales químicos.
  2. La energía, materiales, tratamientos (corrosión, limpieza, pinturas), control de agua y emisiones dependen de reacciones y formulaciones químicas.
  3. Incluso industrias "mecánicas" usan combustibles, polímeros, adhesivos, aleaciones y tratamientos térmicos/químicos.

Conclusión: No. La industria moderna requiere compuestos químicos para materiales, energía, control de procesos y calidad. El reto es aplicar química verde para minimizar impactos ambientales.

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Tema 1:

Ley de la conservación de la energía y de la materia e importancia de los compuestos en la industria

[Ilustración: material de laboratorio y científica]

https://bit.ly/4ShphcB

Saberes previos

  • Cuando una vela se prende y esta empieza a arder ¿Qué crees que sucede con la masa total de la cera, se pierde o se transforma?
  • ¿Cómo definirías el rol que cumplen los compuestos químicos en la obtención de plásticos, lubricantes, tintes, medicamentos y pesticidas?
  • ¿Podría funcionar la industria sin la existencia de compuestos químicos? ¿Por qué?