240 compendio de lecturas cientifícas química 1

lecturas amenas para el estudiante

1. UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DEL
ESTADO DE HIDALGO


































COMPENDIO DE
LECTURAS CIENTIFICAS
Adicionales al curso
QUÍMICA 1
Para el bachillerato universitario
ELABORO:
QUIM. MARÍA GUADALUPE CASTILLO ARTEAGA
Q.F.B. JUAN DE LA CRUZ NÚÑEZ CALDERÓN

Pachuca de Soto, Hgo. Junio 2007

2. 1
JUSTIFICACIÓN

El programa de asignatura Química 1 del plan de estudios 2006 a la letra
dice:
“Es urgente transformar la enseñanza de la química general en el
bachillerato. Nuestra propuesta es conservar parte de la estructura de un curso
básico de química pero con la inserción de ensayos con información significativa
para el estudiante un esquema que intenta relacionar en todo momento la ciencia
con la vida cotidiana del alumno……
El curso debe incluir además muchas aplicaciones modernas en la vida
diaria. Debe presentar un aspecto atrayente, fácil de entender y de lectura
interesante. Para ello nos apoyaremos en bibliografía de autores que gustan del
aprendizaje significativo y que en gran medida han influido en esta reflexión.
Se propone un curso de química para estudiantes el cual, debe poner
énfasis en las aplicaciones prácticas de la química a problemas que tienen que ver
con cosas como la contaminación ambiental, la radiactividad, las fuentes de
energía y la salud humana. Entre nuestros alumnos se cuentan nuestros futuros
maestros, abogados, contadores, periodistas y jueces. Es probable que algunos
sean incluso legisladores.
Atendiendo a tal enfoque del programa y con el propósito de facilitar y
acompañar a nuestros alumnos en el logro de los objetivos ofrecemos este
“Compendio de lecturas científicas adicionales al curso Química 1 para el
bachillerato universitario.”

3. 2
ÍNDICE
PAG.
JUSTIFICACIÓN 1
ÍNDICE 2

CAPÍTULO 1. QUÍMICA 6
El padre de la química: Antonio Lavoisier: su trabajo 7
¿Qué hacen los profesionales químicos? 9
SIDA: La epidemia del siglo XX 11
¿Puede el aluminio ser nocivo para la salud? 12
Plasma ¿un cuarto estado de la materia? 13
Condensado de Bose-Einstein 15
Materiales antes de la conquista 18
Las tierras raras no son tan raras sus aplicaciones 19
Nylon 21
Polietileno y derivados 22
Cristales líquidos 23
Anestésicos y éteres 25
Latas de aerosoles 27
El riñón artificial 28
Un reparto “disparejo” de la energía mundial 30
Costo energético de las actividades humanas 31
Hidrazina: el combustible del espacio 33
Biomasa 34
Hidrógeno: combustible limpio y fuente secundaria de energía 35

CAPÍTULO 2. EL ÁTOMO 37
Átomos ¿de verdad existen? 38
Los aciertos y los errores de Dalton 40
Descubrimiento de los electrones 41
Descubrimiento del núcleo atómico y protones 43
Trabajo y aportaciones de Bohr 44

4. 3
Más partículas y ¿cuarks? 45
Átomos que pueden verse. Reales e importantes 47
La teoría actual de la estructura electrónica 48
El rayo láser: la espléndida luz 50
Microscopio electrónico 52
Superconductores 54
Fisión nuclear 57
Fusión nuclear 59

CAPÍTULO 3. ELEMENTOS QUÍMICOS Y TABLA PERIÓDICA 60
Metales y conductividad eléctrica 61
Los utensilios de cocina y los metales 63
Hierro esponja 65
El cuchillo equivocado 66
Metal a partir del mar 68
¿Con qué se tapan las muelas? 70
¿El tercer elemento líquido? 71
Hidrógeno metálico 73
Hidrógeno. Un no metal del gpo. 1 75
Carbono. Un no metal del gpo. 14 76
Fósforo. Un no metal del gpo. 15 77
Azufre. Un no metal del gpo. 16 78
El descubrimiento de los gases nobles 79
Aprovechemos la nobleza de los gases nobles 81
¿No que no reaccionan? 82
El elemento del sol 84
Las tierras raras: sus aplicaciones 85
Un elemento químico descubierto en México 87

CAPÍTULO 4. ENLACES QUÍMICOS 88
El cloruro de sodio un compuesto iónico común e importante 89
Rubíes, zafiros y otras piedras preciosas 90
Iones vitales 91

5. 4
Grafito, diamante, carbono VI y futboleno 92
Sangre artificial 95
Semiconductores y transistores 96
Hielo 98
¿Por qué los lagos se congelan desde la superficie hacia el fondo? 100
Las huellas digitales del ADN 101

CAPÍTULO 5. COMPUESTOS QUÍMICOS 103
Cal 104
Óxido de zinc 105
Hielo seco 106
Cerámica, vidrio y cemento 108
¿Quién mató a Napoleón? 109
Agua oxigenada 112
Peróxido de benzoílo y el acné 114
Sosa cáustica y cal 115
Leche de magnesia: antiácido estomacal 116
Potasa cáustica y elaboración de jabones blandos 117
Ácido Sulfúrico y las baterías de los automóviles 119
Ácido fosfórico componente de refrescos 121
Ácido nítrico, fertilizantes y explosivos 122
Ácido clorhídrico (muriático) 124
Ácido fluorhídrico y grabado de vidrio 125
Ácidos, bases y la salud humana 126
La vitamina C y el resfriado común 128
La escala pH en algunas soluciones comunes 130
La famosa sal de mesa 132
Las sales de la comida 133
Muerte con KCl 136
El mármol 138
El yeso 139
¿Cómo se forma el cascarón de huevo? 141
El blanqueador de nuestra casa 143

6. 5
Polvo para hornear 145

CAPÍTULO 6. REACCIONES QUÍMICAS 146
¿Por qué el “ácido estomacal” no disuelve el estómago? 147
Acidez estomacal 148
El lago asesino 151
Desalinización 153
Un bocadillo cocido 156
Los cerillos 159
La oxidación del glicerol 160
Antisépticos y desinfectantes 162
BIBLIOGRAFÍA 163

7. COMPENDIO DE LECTURAS CIENTÍFICAS QUÍMICA I
6










CAPÍTULO 1



QUÍMICA

8. COMPENDIO DE LECTURAS CIENTÍFICAS QUÍMICA I
7
EL PADRE DE LA QUIMICA: ANTONIO LAVOISIER:
SU TRABAJO
Catalá R., Rosa María y Colsa G. María Eugenia
Química 2
Santillana, México 1988.
p. 38
Tema: 1.1 Antecedentes

Antoine Lavoisier recibió la mejor instrucción científica que podía alcanzarse
en aquellos tiempos. Estudió Geología, Química, Astronomía, matemáticas y
Botánica. Además, fue un hombre de negocios, recolector de impuestos y químico
industrial.
Este científico francés era miembro de la comunidad conservadora y
gobernante de Francia. Sólo como científico y químico era todo un revolucionario,
radical y obstinado en sus convicciones; meticuloso y autocrítico en todas sus
investigaciones.
Lavoisier desechó la creencia de los antiguos griegos de que el agua se
transformaba en tierra cuando se hervía por mucho tiempo. Para ello hirvió agua
durante 101 días, recuperaba el vapor, lo condensaba y lo devolvía al recipiente,
de tal forma que no se perdiera el líquido.
El único sólido que apareció en el agua eran pequeñas partículas de vidrio,
las cuales procedían del recipiente donde el agua hervía; de esta forma, Lavoisier
demostró que el agua no se transforma en tierra. Así de cuidadoso y paciente era.
Lavoisier recibe el sobre nombre de “Padre de la Química” por sus
aportaciones a esta ciencia. A continuación se presentan algunas de sus
principales contribuciones:
• Estableció que los elementos químicos no pueden separarse en
sustancias más simples.

9. COMPENDIO DE LECTURAS CIENTÍFICAS QUÍMICA I
8
• Clasificó los compuestos con base en su composición química y su
capacidad para reaccionar con otros.
• Definió la reacción química como la simple combinación y
recombinación de los elementos en los compuestos.
• Encontró que la combustión es una reacción química, en la cual el
oxígeno se combina rápidamente con otras sustancias, llamadas
comburentes.
Todo esto y mas lo realizó en una vida relativamente corta de 51 años. A
pesar de manifestar simpatía por la Revolución, Lavoisier murió guillotinado en
1794.

10. COMPENDIO DE LECTURAS CIENTÍFICAS QUÍMICA I
9
¿QUÉ HACEN LOS PROFESIONALES QUÍMICOS?
Garritz, A. y Chamizo J. A.
Química
Addison Wesley Iberoamericana
p. 57.
Tema: Ramas de la Química

Cualquier objeto material pertenece al universo de sustancias con las que
trabajan los químicos y profesionales afines. Determinar su composición, conocer
las transformaciones que sufren, ordenar y controlar esos cambios, crear nuevos
compuestos que jamás la naturaleza pudo producir, nuevos medicamentos, más y
mejores combustibles, plásticos, fibras, metales y todo tipo de materiales, procesar
y conservar alimentos … en breves palabras: crear para la humanidad un mundo
más pleno y mejor, es la meta del químico moderno.

11. COMPENDIO DE LECTURAS CIENTÍFICAS QUÍMICA I
10

12. COMPENDIO DE LECTURAS CIENTÍFICAS QUÍMICA I
11
SIDA. LA EPIDEMIA DEL SIGLO XX
Garritz, A. y Chamizo J. A.
Química
Addison Wesley Iberoamericana
p. 545.
Tema: Riesgos y beneficios de la Química

El síndrome de inmunodeficiencia adquirida (SIDA) se definió como una
enfermedad apenas en 1981.
Salvo que se descubra otro origen, el SIDA es provocado por un virus, el de
la inmunodeficiencia humana (VIH), que destruye las defensas del organismo. El
VIH logra entrar al cuerpo a través de la sangre o de los fluidos genitales, y se
introduce en los lindoncitos T (glóbulos blancos que desempeñan un papel
esencial en los mecanismos humanos de defensa) y los destruye, por lo que la
persona queda expuesta a cualquier infección. Allí, el virus, produce copias de su
material genético y construye sus propios ácidos nucleicos a partir del material
celular del huésped: la infección ha comenzado. La enfermedad puede tardar años
en manifestarse y, por ahora, es mortal.
La primera terapia que logró prolongar la vida de los enfermos de SIDA se
desarrolló en 1987 en Estados Unidos. El nombre del fármaco empleado es
azidotimidina, Conocido por las siglas AZT. Este compuesto es similar a uno de
los nucleósidos presentes en el ADN, con la única diferencia de que un grupo
hidroxilo, -OH, ha sido sustituido por un grupo acido, -N=N=N, que, a diferencia del
–OH, no establece enlaces con los otros nucleósidos de la molécula.
En años recientes se ha buscado moléculas que tengan los mismos efectos
que el AZT, pero que sean más eficaces y no tan tóxicas para las células sanas.
Esto es un ejemplo de cómo la química apoya la lucha contra el SIDA

13. COMPENDIO DE LECTURAS CIENTÍFICAS QUÍMICA I
12
¿PUEDE EL ALUMINIO SER NOCIVO PARA LA
SALUD?
Garritz, A. y Chamizo J. A.
Química
Addison Wesley Iberoamericana
p. 404-405.
Tema: Riesgos y beneficios de la Química

El aluminio es el tercer elemento más abundante sobre la tierra después del
oxigeno y el silicio.
Una gran variedad de antiácidos contienen compuestos de aluminio. El
hidróxido de aluminio y de magnesio neutralizan el ácido clorhídrico del estomago:
Al(OH)3 + 3HCl → AlCl3 + 3H2O
Aún no se sabe con certeza si los iones aluminio que introducimos por esta
vía al organismo pueden ser perjudiciales, por dos razones:
• Es posible que hagan bajar la concentración de fosfatos en el cuerpo, ya
que pueden reaccionar con este anión para formar un sólido insoluble que secreta
el fosfato de aluminio:
Al
3+
+ PO4
3-
→ AlPO4
• Se han encontrado cantidades inusitadamente altas del aluminio en las
células cerebrales de pacientes con el mal de Alzheimer, una enfermedad
degenerativa mortal que causa perdida de memoria y deterioro neurológico. No se
sabe si el aluminio produce un mal o si se acumula allí como resultado del
padecimiento.
Los órganos donde más se acumula el aluminio son:
Cerebro, corazón, hígado, riñón, vesícula, huesos, etc.

14. COMPENDIO DE LECTURAS CIENTÍFICAS QUÍMICA I
13
PLASMA…
¿UN CUARTO ESTADO DE LA MATERIA?
Garritz, A. y Chamizo J. A.
Química
Addison Wesley Iberoamericana
p. 229
Tema: Estados físicos

El aumento de la temperatura transforma un sólido en líquido, o un líquido
en gas. Y el calentamiento de un gas, ¿no puede transformarlo en un cuarto
estado de la materia? Curiosamente, la respuesta es un categórico sí: lo
transforma en plasma.
Un renombrado químico, Irving Langmuir, laboraba en el Instituto Stevens
cuando fue invitado a trabajar durante sus vacaciones en la compañía General
Electric. Allí encontró un grupo de investigación que buscaba la manera de
prolongar la vida de las lámparas incandescentes. Quince años más tarde,
Langmuir permanecía en esa compañía estudiando el comportamiento de los
gases calientes. Hacia 1930, después de observar las extraordinarias propiedades
de estos sistemas, llenos de partículas cargadas, los denominó plasmas.
Cuando un gas se calienta a temperaturas cercanas a los 10 000 grados, la
energía cinética de las moléculas aumenta lo suficiente para que, al vibrar y
chocar, las moléculas se rompan en átomos. A temperaturas más altas, los
electrones se ionizan de los átomos y la sustancia se convierte en una mezcla de
electrones e iones positivos: un plasma altamente ionizado.
Así pues, se llama plasma a este tipo de mezcla de átomos y fragmentos de
átomos. Podría describirse un plasma cono un gas conductor ionizado a alta
temperatura, que en promedio es eléctricamente neutro.
Obtener un gas muy débilmente ionizado no es difícil. Ello ocurre, aunque
momentáneamente, en el fuego o en las lámparas incandescentes de vapor de

15. COMPENDIO DE LECTURAS CIENTÍFICAS QUÍMICA I
14
mercurio, de neón o de sodio. Sin embargo, se requiere una enorme cantidad de
energía para producir un plasma. Los llamados “plasmas fríos” se producen a
temperaturas de 50 000 a 100 000 kelvin. Los “plasmas calientes”, el material de
que están constituidas las estrellas, se mantienen a una temperatura entre diez y
cien millones de kelvin.
Así, aunque en la Tierra no abundan los plasmas –y la aurora boreal es una
manifestación terrestre de un plasma-más del 99% de la materia del universo se
encuentra en este cuarto estado.
Varias son las aplicaciones que se están desarrollando para los plasmas.
Por una parte, a esas temperaturas puede ocurrir una fusión de los núcleos
atómicos, como sucede en las estrellas. El control de este proceso abriría las
puertas a una fuente inacabable de energía.
Por otro lado, como los plasmas son materia con carga eléctrica, su
interacción con campos magnéticos puede ayudar a generar energía eléctrica,
llamada potencia magnetohidrodinámica.

16. COMPENDIO DE LECTURAS CIENTÍFICAS QUÍMICA I
15
CONDENSADO DE BOSE - EINSTEIN
http://www.visionlearning.com/library/module_viewer.php?c3=&mid=120&l=s



La Materia: Estados de la Materia por Anthony Carpi, Ph.D
De joven, recuerdo haber visto asombrado como hervía el agua en una
cacerola. Al buscar la explicación de por qué se formaban las burbujas, creí por un
tiempo que el movimiento del agua calentada llevaba aire hacia el fondo de la
cacerola que después se elevaba en forma de burbujas a la superficie. No sabía
que lo que estaba pasando era aún más mágico de lo que imaginaba: las burbujas
no eran de aire, en realidad eran agua en forma de gas.
Los diferentes estados de la materia han confundido a la gente durante
mucho tiempo. Los antiguos griegos fueron los primeros en identificar tres clases
(lo que hoy llamamos estados) de materia, basados en sus observaciones del
agua.

17. COMPENDIO DE LECTURAS CIENTÍFICAS QUÍMICA I
16
Hay varias formas conocidas de materia: Sólidos, líquidos, gases,
plasmas y Condensados Bose-Einstein





Condensados Bose-Einstein representan un quinto estado de la materia
visto por primera vez en 1955. El estado lleva el nombre de Satyendra Nath Bose
y Albert Einstein, quien predijo su existencia hacia 1920. Los condensados B-E
son superfluídos gaseosos enfriados a temperaturas muy cercanas al cero
absoluto. En este extraño estado, todos los átomos de los condensados alcanzan
el mismo estado mecánico-quantum y pueden fluir sin tener ninguna fricción entre
sí. Aún más extraño es que los condensados B-E pueden “atrapar” luz, para
después soltarla cuando el estado se rompe.
También han sido descritos o vistos varios otros estados de la materia
menos comunes. Algunos de estos est ados incluyen cristales líquidos,
condensados fermiónicos, superfluídos, supersólidos y el correctamente
denominado "extraña materia".

18. COMPENDIO DE LECTURAS CIENTÍFICAS QUÍMICA I
17
Para leer más sobre estas fases, visite la página Phase (Fase) de la
Wikipedia, cuyo enlace se encuentra en la sección Para Seguir Explorando. De la
página:
http://www.visionlearning.com/library/module_viewer.php?c3=&mid=120&l=s

19. COMPENDIO DE LECTURAS CIENTÍFICAS QUÍMICA I
18
MATERIALES ANTES DE LA CONQUISTA
Garritz, A. y Chamizo J. A.
Química
Addison Wesley Iberoamericana
p. 60.
Tema: Materia

Los pobladores de Mesoamérica conocieron múltiples aplicaciones de
diversos materiales y productos naturales. Los indígenas emplearon el oro y la
plata, y debieron conocer el mercurio.
Utilizaron el calor para preparar diversas aleaciones, pero nunca alcanzaron
la “edad de hierro”. Solo conocieron los meteoritos que contenían este metal.
Los metales y los minerales metálicos y no metálicos eran empleados como
colorantes, como elementos de construcción, en el ornato y la joyería. Los
antiguos mexicanos extrajeron y purificaron la sal común a partir del tequezquite,
que era una eflorescencia de los terrenos lagunosos desecados, y del agua del
mar.
La orfebrería y la cerámica eran poco técnicas pero sumamente artísticas.
Utilizaban el carbón y obtuvieron el negro de humo para hacer tintas negras.
Mientras que en Europa escaseaba el azúcar, aquí se empleaba la obtenida al
evaporar el aguamiel, cuya fermentación le proveía de pulque.
Para construir armas emplearon el vidrio volcánico (obsidiana). Extraían
diversas resinas (incluido el hule) que empleaban como pegamentos, en la pintura
y en la medicina, en la que también se distinguieron por identificar muchos
vegetales curativos.

20. COMPENDIO DE LECTURAS CIENTÍFICAS QUÍMICA I
19
LAS TIERRAS RARAS. NO SON TAN RARAS SUS
APLICACIONES
Garritz, A. y Chamizo J. A.
Química
Addison Wesley Iberoamericana
p. 416.
Tema: Materia (elementos)

Las tierras raras son los elementos con números atómicos entre 57 y 71. La
primera noción de su existencia data de 1788, pero fueron 50 años mas tarde
cuando Mosander pudo aislar el lantánido de un mineral llamado cerita.
La separación y aislamiento de todos estos minerales tardó mas de cien
años hasta que se obtuvo el prometió puro en 1947(se trata de un elemento
inexistente en la naturaleza, que se produjo durante reacciones nucleares).Las
dificultades para lograr la separación de estos elementos se debieron a que todas
presentan propiedades químicas muy semejantes. La razón es evidente al analizar
sus configuraciones electrónicas, ya que todos van llenando el subnivel41 y sus
electrones mas externos son los 6s y como hemos insistido las propiedades
químicas son determinadas esencialmente por los electrones mas externos.
Estos elementos forman iones estables con carga 3+.
Las excepciones son el cerio (que forma iones 4+) y el europio (que
presenta también la carga 2+).
Con el tiempo, haciendo poco honor a su nombre, ha resultado que estos
elementos no son tan raros. Se encuentran muy difundidos en la corteza terrestre.
Por ejemplo, el cerio es más abundante que el cobre, y hay cuatro veces
más tulio que plata. Además su utilización se ha generalizado, por lo que se han
convertido en materiales estratégicos.

21. COMPENDIO DE LECTURAS CIENTÍFICAS QUÍMICA I
20
A continuación resumimos algunas de sus aplicaciones:
1) Se incorporan en aceros, lo que mejora propiedades como la flexibilidad
y la resistencia a la corrosión y al impacto.
2) Permiten a los geólogos una mejo r clasificación, datación y
determinación del origen de las rocas.
3) El samario, el europio y el gadolinio se emplean en las barras de control
de neutrones de los reactores nucleares.
4) En ciertos compuestos, el europio es luminiscente. Se le emplea para
producir el color rojo en los monitores de televisión.
5) Las aleaciones de lantano y níquel adsorben gran cantidad de hidrógeno.
Con ellas se han diseñado vehículos no contaminantes que, en lugar de
quemar gasolina, funcionan quemando hidrógeno (por su escape sale el
producto de la combustión ¡que es agua!).
6) Los imanes permanentes más potentes que existen contienen samario.
Han hecho posible el diseño de motores eléctricos más eficientes.
7) El neodimio, el holmio y el disprosio han permitido diseñar nuevas
fuentes de rayos láser.
8) Se empleó lantano para fabricar la primera cerámica superconductora de
alta temperatura, en 1987. En el siglo XXI seremos testigos de la revolución
tecnológica que será posible gracias a estos superconductores.

22. COMPENDIO DE LECTURAS CIENTÍFICAS QUÍMICA I
21
NYLON
Garritz, A. y Chamizo J. A.
Química
Addison Wesley Iberoamericana
p. 516.
Tema: Materia (compuestos)

(-NH-(CH2)6- NH –C -(CH2)4- C-)
II II
O O

(ESTA ESTRUCTURA SE REPITE n VECES EN EL POLÍMERO Nylon 66)

El nylon es un sólido opaco, blanco, que se utiliza principalmente para
hacer fibras textiles. Durante la segunda guerra mundial, cuando Japón cerró el
acceso a la seda del Lejano Oriente, el nylon demostró ser una fibra estupenda
para elaborar artículos moldeados. Las fibras de nylon son muy fuertes, mucho
más que cualquiera de las fibras naturales.
Otra propiedad de las telas de nylon es la facilidad con la que se secan.
Posteriormente, cuando analicemos la estructura de los carbohidratos, como el
algodón, encontraremos que en sus moléculas hay muchos grupos –OH, los
cuales tienen mucha afinidad por el agua, por ello, el algodón es más difícil de
secar que el nylon.

23. COMPENDIO DE LECTURAS CIENTÍFICAS QUÍMICA I
22
POLIETILENO Y DERIVADOS
Garritz, A. y Chamizo J. A.
Química
Addison Wesley Iberoamericana
p. 512.
Tema: Materia (compuestos)

Básicamente hay dos tipos de polietileno: el de baja y el de alta densidad.
Cada uno produce con diferentes catalizadores y en distintas condiciones de
reacción. El polietileno de alta densidad parcialmente cristalino, se utiliza en la
fabricación de objetos plásticos: juguetes, botellas, y gabinetes de radio y
televisión. El de baja densidad, amorfo se emplea para hacer bolsas y como
aislante eléctrico. Contra lo que se pudiera pensar las películas para envolver los
alimentos y mantenerlos frescos se hacen con polietileno de alta densidad, que es
menos permeable y por lo tanto conserva mejor la humedad natural de los
alimentos.
Se puede obtener una tremenda variedad de moléculas al sustituir los
átomos de hidrógeno del etileno por otros átomos o grupos de átomos, y con ello
también una gran diversidad de polímeros de adición.
Una vez que los monómeros se transforman en polímeros, se incrementa
notablemente el valor del producto. El valor de una tonelada de etileno era de
425.9 dólares en 1984, si esta tonelada se emplea para fabricar cloruro de vinilo
(el monómero del PVC), su valor aumenta 51%. Si con ellas se obtiene polietileno,
aumenta 55%. Esta es la magia de la petroquímica: sus defectos dan valor
agregado a los productos, valor que se maximiza si se llega a los productos de
consumo terminal.

24. COMPENDIO DE LECTURAS CIENTÍFICAS QUÍMICA I
23
CRISTALES LÍQUIDOS
Garritz, A. y Chamizo J. A.
Química
Addison Wesley Iberoamericana
p. 226
Tema: Materia (compuestos)

“Crystallos” fue el nombre que dieron los griegos al cuarzo, y quiere decir
“hielo claro”. Desde 1611, Kepler pensó que las formas prismáticas de caras lisas
de los cristales se debían a una estructura interna periódica. Luego, en 1664,
Hooke especuló que dentro de los cristales existían partículas esféricas
empaquetadas.
Varios franceses contribuyeron al esclarecimiento de la estructura de los
cristales, pero sin duda el trabajo de Bravais fue el más importante. A él se debe la
sistematización de las diversas estructuras cristalinas posibles.
No fue posible confirmar las hipótesis de Bravais si no hasta principios del
siglo XX, cuando Von Lame descubrió que los rayos X, al pasar por un cristal,
revelaban una interferencia que permitía conocer la estructura interna de la “red”
de partículas.
La misma técnica de difracción de rayos X permitió, en 1953, conocer la
estructura helicoidal del ADN.
Se conocen como “cristales líquidos” ciertas sustancias cuyas propiedades
se encuentran entre las de los sólidos y las de los líquidos. Pueden fluir y, sin
embargo, sus moléculas están ordenadas, siguiendo una orientación especial
común.
El efecto de la temperatura sobre un cristal liquido es el de desorientar sus
moléculas, para terminar por transformaciones de orden, que vienen
acompañadas de cambios de color y otras propiedades ópticas.

25. COMPENDIO DE LECTURAS CIENTÍFICAS QUÍMICA I
24
Este hecho se ha utilizado para la fabricación de termómetros caseros para
tomar la temperatura de los bebes (cinta que se coloca en la frente y en la que
aparecen números que indican la temperatura del enfermo).
Un campo eléctrico o magnético afecta la estructura y el color del cristal
liquido. Esta propiedad se ha aprovechado para fabricar con las carátulas de
relojes, calculadoras y pantallas de televisión.
Muchas membranas biológicas funcionan también como verdaderas
cristales líquidos, lo que les confiere una sensibilidad sin igual a los cambios de
temperatura.

26. COMPENDIO DE LECTURAS CIENTÍFICAS QUÍMICA I
25
ANESTÉSICOS Y ÉTERES
Garritz, A. y Chamizo J. A.
Química
Addison Wesley Iberoamericana
p. 112
Tema: Soluciones, dispersiones y coloides

Anestesia significa insensibilidad al dolor. Las sustancias con propiedad
anestésica inducen generalmente la depresión del sistema nervioso central. Por
ello, al aplicarlas, debe tenerse mucho cuidado con su concentración, pero sobre
todo con la cantidad que se suministra al paciente.
En gran medida, la medicina se dedica al tratamiento de los síntomas y, de
estos, el dolor tal vez es el mas importante. Entender plenamente las causa y la
manera de controlar el dolor sigue siendo un reto para los científicos. Este camino
se inició en 1846, cuando el dentista bostoniano William Morton utilizó por primera
vez el éter dietílico como anestésico. Antes de este hecho, la cirugía no solo
provocaba una cantidad importante de muertes por la ausencia de desinfectantes
sino que, al ser extraordinariamente dolorosa, causaba también decesos por el
trauma resultante.
El éter dietílico es un buen anestésico.
Es seguro para el paciente, ya que el pulso cardiaco y respiratorio, así
como la presión arterial, permanecen normales durante su aplicación, la cual
además es muy sencilla. Sus desventajas estriban en los efectos laterales que
produce, como nauseas e irritación en las vías respiratorias. Otro inconveniente es
su alta volatilidad e inflamabilidad, lo que ha dado lugar a la búsqueda de otras
sustancias que mantengan sus ventajas, pero reduzcan sus inconvenientes.
Entre los éteres mas utilizados tenemos el divinal éter, el metil propil éter y
el enfluorano. Otros compuestos que no son éteres pero que tienen esta
propiedad son: el ciclopropano (empleado en las operaciones como anestésico,

27. COMPENDIO DE LECTURAS CIENTÍFICAS QUÍMICA I
26
mezclado con un 30% de helio), el haloetano y el dióxido de nitrógeno, N2O,
llamado también el gas de la risa.
El primer anestésico local efectivo e inyectable, empleado inicialmente a
finales del siglo pasado, fue la cocaína. Después de un tiempo se descubrió que
su uso producía dependencia física (se trata de una droga). Del estudio de sus
propiedades se sintetizo en 1940 otro poderoso anestésico, la novocaína, y
posteriormente la xilocaina, que se usan hasta nuestros días.
Es importante notar que muchas otras sustancias tienen propiedades
anestésicas, pero en concentraciones mayores. Los barbitúricos, por ejemplo, en
concentraciones pequeñas son agentes sedativos, pero cuando la concentración
se incrementa producen sueño, hasta convertirse en anestésicos generales.

28. COMPENDIO DE LECTURAS CIENTÍFICAS QUÍMICA I
27
LATAS DE AEROSOLES
Garritz, A. y Chamizo J. A.
Química
Addison Wesley Iberoamericana
p. 107
Tema: Soluciones, dispersiones y coloides

Los aerosoles son un tipo de coloides en los que la fase dispersa es un
líquido o un sólido y el medio dispersor es un gas. Existen una infinidad de
productos caseros empacados en latas que producen aerosoles con sólo apretar
la pequeña válvula “atomizadora” que tienen en su parte superior. Como tales,
recordarás desodorantes, perfumes, lacas para fijar el pelo, y muchos otros.
En ocasiones la “atomización” produce partículas tan finas que la sustancia
esparcida permanece mucho rato flotando en el aire. Otras veces la partículas
grande, y lo que se ha formado es una suspensión que rápidamente se sedimenta
debido a la fuerza de la gravedad.
El gas propulsor que se acostumbraba usar en estas latas se conoce como
freón, un compuesto de carbono, cloro y flúor, que tiene la ventaja de ser muy
estable y no combustible. A últimas fechas se ha sabido que los freones son
peligrosos, ya que destruyen las moléculas de ozono, O3, que en la lata atmósfera
sirven como filtro de las radiaciones peligrosas que provienen del sol. Actualmente
se utilizan otros gases, algunos de los cuales sí son combustibles. Ten cuidado de
que al esparcir un aerosol no estés cerca de una llama, como la de la estufa.

29. COMPENDIO DE LECTURAS CIENTÍFICAS QUÍMICA I
28
EL RIÑÓN ARTIFICIAL
Garritz, A. y Chamizo J. A.
Química
Addison Wesley Iberoamericana
p. 114
Tema: Soluciones, dispersiones y coloides

La sangre lleva los productos de desecho del metabolismo celular hacia los
órganos de excreción; los riñones, que se deshacen de ellos a través de la orina.
Estos órganos son importantes por varias razones:
• Aunque el agua puede liberarse del organismo por la piel o la
respiración, el riñón controla la cantidad de agua del cuerpo a través del
volumen de la orina, y con esto controla la presión arterial.
• El riñón regula la concentración de muy diversos iones en el líquido
sanguíneo, como el sodio, el potasio, y el cloro esenciales para la
transmisión nerviosa.
• Diversos compuestos nitrogenados como la urea la creatinina y el
ácido úrico, deben ser eliminados a través del riñón, pues son productos de
desecho de la actividad celular.
• El control de la acidez de la sangre también tiene lugar en los
riñones.
En resumen, la composición de la sangre es controlada por los riñones que
eliminan buena parte de las substancias toxicas para l organismo. Ello se lleva a
cabo en los vasos sanguíneos internos del riñón, llamados glomérulos. En una
primera etapa, se filtran a través de la pared del glomérulo tanto agua como todas
las moléculas pequeñas que han de desecharse. Este proceso ocurre a través de
una membrana semipermeable, que si deja pasar algunas partículas, pero no
todas en un proceso que se conoce como diálisis.

30. COMPENDIO DE LECTURAS CIENTÍFICAS QUÍMICA I
29
En una segunda etapa se reabsorben aquellas partículas que si son
importantes para el organismo, como es el caso de los iones. Por muy diversas
razones cuando el riñón funciona mal el proceso de diálisis es deficiente y, o no se
liberan algunas toxinas o la cantidad de agua requerida, o el riñón deja pasar
sustancias necesarias para el cuerpo (como proteínas por ejemplo).
En tales casos puede ocurrir que la transfusión sea permanente, y existen
dos posibilidades para el paciente: el transplante de un riñón ajeno o el uso del
riñón artificial, que fue el primer uso exitoso de un órgano artificial.
En el riñón artificial la sangre se hace pasar por una membrana
semipermeable –que en sus primeras épocas consistía en papel celofán-la cual
suple la labor del riñón. Tal posibilidad fue planteada en 1913 pero el primer
aparato exitoso se probó en 1944. La construcción de un aparato comercial se
realizó alrededor de 1960, cuando se reunió un grupo de médicos, ingenieros
químicos y científicos de materiales que aplicó al diseño los conceptos
fundamentales de la mecánica de fluidos, la teoría del transporte a través de
membranas, la transferencia de masa y la fisicoquímica de superficies. Luego de
cinco años de trabajo se construyeron los primeros prototipos, que utilizaban
cartuchos de membranas desechables y diversos aparatos de verificación y
control.
A mediados de los años sesenta la llamada hemodiálisis había pasado a
ser un procedimiento bien establecido en los hospitales para el tratamiento de los
pacientes con deficiencias renales agudas o crónicas.
Desafortunadamente el riñón artificial no es capaz de suplir todas las
funciones del riñón, pero si ha prolongado la vida de pacientes con lesiones
irreversibles, o permitido que sanen otros cuyos riñones han podido recuperarse
del daño después de “descansar” gracias a este aparato.

31. COMPENDIO DE LECTURAS CIENTÍFICAS QUÍMICA I
30
UN REPARTO “DISPAREJO” DE LA ENERGÍA
MUNDIAL.
Garritz, A. y Chamizo J. A.
Química
Addison Wesley Iberoamericana
p. 576
Tema: Energía

Existen grandes disparidades en el consumo de energía percápita. En los
países del tercer mundo, donde ocurre el 90% de los nacimientos, el consumo
energético apenas es un vigésimo del de los países más industrializados. La
calidad de la energía también varia, en los países pobres abunda el uso de leña,
los desperdicios agrícolas e incluso el estiércol.

Debido a esta asimetría los países ricos envían a la atmósfera diez veces
mas dióxido de carbono percápita que los subdesarrollados. Así el primer mundo
requiere fuertes inversiones para reducir sus emisiones de gases de invernadero,
gasto que se estima en un 1 o 2% de su producto bruto. No obstante, debido al
rápido incremento de la población del tercer mundo, y a que muchas economías
se industrializan aceleradamente, cambiando sus patrones del consumo
energético se estima que en algunos de estos países la demanda crecerá entre 4
y 5% al año.
En vista de este panorama, se requiere un acuerdo internacional para lograr
un aprovechamiento más racional y equilibrado de la energía mundial, que prevea
la conservación del medio ambiente. En la reunión cumbre de Río de Janeiro, en
1992 se alcanzaron pocos resultados tangibles, y será indispensable adoptar
medidas más vigorosas antes de 1995.

32. COMPENDIO DE LECTURAS CIENTÍFICAS QUÍMICA I
31
COSTO ENERGÉTICO DE LAS ACTIVIDADES
HUMANAS

Garritz, A. y Chamizo J.A.
Química
Addison Wesley Iberoamericana
p. 599
Tema: Energía

Las actividades diarias de todas las personas requieren energía: la
circulación de la sangre, hacer digestión, respirar, pensar, es decir, todo lo que
implica vivir. La cantidad de energía necesaria para cada persona depende de la
edad, el sexo, el tamaño y el tipo de actividades que realiza. A la energía mínima
necesaria para vivir se le conoce como requerimiento metabólico basal (RMB), y
sus unidades son kJ/m2hr.). Una persona en estado de coma requiere, para
sobrevivir, de su RMB, el cual se le administra por vía intravenosa.
El RMB depende de la superficie corporal de la persona, la cual puede
estimarse a partir del peso y la estatura mediante la fórmula:
A= 0.202 x peso
0.425
x altura
0.725

Donde A es el área, en metros cuadrados, el peso se expresa en Kg y la
altura en m.
Multiplicando el RMB y la superficie de una persona se deduce la cantidad
de energía que necesita para vivir cada hora, lo que se conoce como
requerimiento energético basal, REB.
Si, además de subsistir, se realiza alguna otra actividad, el costo energético
aumenta. La cantidad de energía además de la RMB para un hombre de 70 Kg. y
1.70 de altura se muestra en la siguiente tabla:

33. COMPENDIO DE LECTURAS CIENTÍFICAS QUÍMICA I
32

La energía que consumen las actividades humanas proviene de la comida
que ingerimos. El cuerpo no tiene otros mecanismos, excepto la actividad, para
eliminar el exceso de energía ingerido en forma de comida. Si la ingestión
sobrepasa el gasto (cuando se realiza poco ejercicio), se concentran grasas en el
tejido adiposo. Como dato curioso, el libro Guiness de récord de 1992 informa que
en 1982 un equipo de cirujanos de Nueva York extirpó 67 Kg. de tejido adiposo de
las paredes abdominales de un hombre de 362 Kg., empleando para ello, un
elevador de poleas para ir retirando las capas de grasa que iban extirpando. Como
ves, no cabe duda de que la mejor manera de perder peso es hacer ejercicio.
Por otro lado, ocurre un déficit energético si el alimento suministra menos
energía de la que gasta. Esto da lugar a que se consuma la grasa corporal. Por
cada 38 kJ de déficit se consume aproximadamente un gramo de grasa; cuando la
grasa se acaba, el cuerpo empieza a consumir sus propias proteínas, lo que da
lugar a un deterioro físico importante.

34. COMPENDIO DE LECTURAS CIENTÍFICAS QUÍMICA I
33
LA HIDRAZINA, EL COMBUSTIBLE DEL ESPACIO
Garritz, A. y Chamizo J. A.
Química
Addison Wesley Iberoamericana
p. 716
Tema: Energía

La hidrazina y sus derivados metílicos son una de las familias de
combustibles mas empleados en los cohetes. Éstos pueden ser de índole
científica (como las misiones “Apolo” tripuladas a la luna, en las que se emplearon
como oxidantes, junto con N2O4, O2y F2) o militar, en satélites y proyectiles con
cabezas nucleares.
H2N-NH2 CH 3NH-NH2 (CH 3)2N-NH2

HIDRACINA DERIVADOS METÍLICOS
Por ser un combustible de uso militar, no se sabe con exactitud cuánto se
produce, pero se estima que son más de 10 000 toneladas por año, en todo el
mundo.
La hidracina es una base capaz de capturar dos protones (Kb
2= 8.9 x 10
-16
),
por lo que se conocen sales como:
[N2H6] Cl2 ó [N2H6] SO4.
Sus derivados han sido ampliamente utilizados como reguladores del
crecimiento de las plantas (HOCH
2CH2NH-NH2, β-hidroxietilhidrazina) o como
insecticidas (C
6H5NHCONH-NHC 6H5, 1, 4 difenilcarbazida). Los compuestos que
forma con metales de transición (Moy W, por ejemplo) han permitido estudiar el
proceso biológico de la fijación de nitrógeno atmosférico por la enzima
nitrogenasa.

35. COMPENDIO DE LECTURAS CIENTÍFICAS QUÍMICA I
34
BIOMASA
Garritz, A. y Chamizo J. A.
Química
Addison Wesley Iberoamericana
p. 607
Tema: Energía

Una manera de aprovechar la energía solar, es a través de su
almacenamiento. Esto puede lograrse de muy diversas formas. Una de ellas es a
través de la BIOMASA, que es toda la materia orgánica formada por árboles,
arbustos, cultivos, residuos forestales y de cultivos, pastos, plantas acuáticas,
desechos animales, urbanos e industriales. Así, se puede aprovechar la
fotosíntesis, que hace crecer las plantas, para después quemarlas y obtener
energía. Desde luego, en este caso sí hay desventajas, pues sería mejor
aprovechar el terreno para producir comida que “combustible”, la eficiencia
obtenida es menor del 5% y la combustión sería una fuente más de gases de
invernadero.
No obstante, podrían darse otros usos a la biomasa; por ejemplo, sus
azúcares y almidones se podrían fermentar para producir alcohol. Así mismo, la
acción bacteriana sobre la biomasa produce metano, que es un buen combustible
y una materia prima petroquímica importante. Por cierto, los residuos de la
fermentación son estupendos fertilizantes orgánicos.

36. COMPENDIO DE LECTURAS CIENTÍFICAS QUÍMICA I
35
HIDRÓGENO: COMBUSTIBLE LIMPIO Y FUENTE
SECUNDARIA DE ENERGÍA:
Garritz, A. y Chamizo J. A.
Química
Addison Wesley Iberoamericana
p. 608
Tema: Energía

Es posible que la reacción de combustión menos contaminante sea la del
gas hidrógeno, pues el único producto que se obtiene es el agua. La reacción, por
cierto, es muy exotérmica:
H2(g) +1/2 O2 (g) -H2O (l) H= -258.8 kj/mol
Esta reacción puede llevarse a cabo directamente si se acerca una llama a
un globo lleno con hidrógeno y oxígeno. El resultado es un ruido ensordecedor,
energía térmica liberada y una manifestación luminosa instantánea (fuego). De
esta manera es difícil aprovechar cabalmente la energía liberada, pero es factible
diseñar un motor que funcione quemando hidrógeno, y se han construido diversos
prototipos.
Uno de los problemas del vehículo de hidrógeno es lo peligroso que resulta
el manejo del combustible pero, más que eso, el enorme volumen que ocupa,
pues licuarlo a -259º C y mantenerlo en estado líquido implica un mecanismo muy
costoso de refrigeración. Afortunadamente, en la década de 1980 pudo alcanzarse
una salida tecnológica. El hidrógeno gaseoso se adsorbe en grandes cantidades
dentro de aleaciones de metales con tierras raras. En particular, la aleación de
lantano y cobalto, LaCo
5, tiene una estructura cristalina que deja huecos en los
que el hidrógeno cabe sobradamente. Así, el tanque de combustible está lleno de
LaCo
5, y el hidrógeno a presión que se inyecta se absorbe en grandes cantidades;
luego se libera al aumentar la temperatura y se envía al motor. No obstante, la
aleación es cara y por lo pronto no compite económicamente con los vehículos
que funcionan con combustibles fósiles.

37. COMPENDIO DE LECTURAS CIENTÍFICAS QUÍMICA I
36
Otra forma de aprovechar la energía de la oxidación del hidrógeno es en la
llamad celda de combustible. En este caso la reacción se acopla a la generación
de energía eléctrica, pues al ocurrir tiene lugar una transferencia de electrones del
hidrógeno al oxígeno. Las mejores celdas de combustible tienen una eficiencia del
70% en la conversión energética.
Otro problema de usar hidrógeno como combustible es que no existe libre
en la naturaleza, así que debe obtenérsele a partir de sus compuestos, en
reacciones generalmente endotérmicas. Por tanto, se trata de una fuente
secundaria de energía, que sólo puede obtenerse haciendo uso de una fuente
primaria. El método más simple es la “reformación” del metano del gas natural, la
cual debe realizarse a unos 1000º C. El gasto de energía vale la pena pues con
165 kJ se obtienen 4 moles de H, que a su vez, pueden liberar 4 X 286 = 1144 kJ
en su combustión.

38. COMPENDIO DE LECTURAS CIENTÍFICAS QUÍMICA I
37










CAPÍTULO 2



EL ÁTOMO

39. COMPENDIO DE LECTURAS CIENTÍFICAS QUÍMICA I
38
ÁTOMOS, ¿DE VERDAD EXISTEN?
Hill John W. Y Kolb Doris K.
Química para el nuevo milenio.
Prentice Hall, Pearson, México 1988.
p. 33
Tema: 1.1 Concepto y evolución del átomo.

“Los átomos son tan pequeños que no se pueden ver; todo el mundo está
hecho de ellos, y Tú y yo también”
Hasta donde sabemos, el universo entero está hecho de átomos, unas
partículas tan diminutas que no las podemos ver, ni siquiera al microscopio. Hay
miles de millones de átomos, unidos unos con otros, en la motita de materia más
pequeña que el ojo humano es capaz de percibir. Así pues, el número de átomos
que constituyen un libro, un automóvil o una casa debe ser ¡increíblemente
enorme!
Aunque el concepto de átomo se maneja desde hace más de 2 000 años, la
mayoría de las personas dudaban de su existencia hasta hace unos 200 años, y
muchas se negaron a aceptar esta idea hasta bien entrado el siglo XX. Debido al
extraordinariamente diminuto tamaño de los átomos, y a que nadie había visto un
átomo en realidad, a las personas les resultaba difícil creer que existían en efecto.
¿Qué tan pequeños son los átomos? De hecho, lo son tanto, que
difícilmente podemos comprender la existencia de algo tan diminuto. Imagina que
una corriente de aire hace volar todos los átomos de una moneda de un centavo
de dólar hasta ser apenas visibles, como minúsculos granos de arena. Los átomos
de una sola moneda bastarían para cubrir de “arena” todo el estado de California a
una profundidad de más de un metro. Comparar el tamaño de un átomo con el de
un diminuto grano de arena es como comparar una moneda pequeña con una caja
de arena del tamaño de California. Si el tamaño de los átomos es tan
insignificante, ¿para qué ocuparse de ellos? Porque el mundo entero está hecho
de átomos. No los podemos ver, pero están ahí de cualquier manera y afectan

40. COMPENDIO DE LECTURAS CIENTÍFICAS QUÍMICA I
39
constantemente todo lo que hacemos. Todo está hecho de átomos, incluso tú
mismo.
No todos los átomos son iguales. Los distintos elementos tienen diferentes
tipos de átomos. Existen alrededor de 90 elementos. Un átomo es la partícula más
pequeña de un elemento determinado.

41. COMPENDIO DE LECTURAS CIENTÍFICAS QUÍMICA I
40
LOS ACIERTOS Y LOS ERRORES DE DALTON
Garritz, A. y Chamizo J. A.
Química
Addison Wesley Iberoamericana
p. 229
Tema: Estados físicos

Después de tantos años de la presentación del modelo atómico de Dalton,
varis o de sus postulados han resultado tener errores graves o leves. Los
revisaremos uno a uno, en el mismo orden en que fueron presentados:
1. Los átomos sí son divisibles, pues tienen una estructura interna. Están
formados por otras partículas (neutrones, protones, electrones).
2. los átomos de un mismo elemento pueden ser diferentes, pues existen
los isótopos, cada uno de ellos con diferentes masas.
3. Es válido. (Los átomos de diferentes elementos tienen diferentes pesos).
4. Con el descubrimiento de la radiactividad en 1896, y su interpretación, se
supo que un átomo de un elemento sí puede convertirse en uno de otro elemento.
5. Dalton no consideró la posibilidad de que se formaran moléculas con
átomos de un mismo elemento, como en H
2 o N2
6. Es válido; cuando los átomos se combinan para formar cierto compuesto,
forman moléculas idénticas, con la misma proporción de átomos de uno y otro
elemento.
7. Es válido; dos o más elementos pueden combinarse de diferentes
maneras para formar más de un tipo de molécula, o sea, más de un tipo de
compuesto.
8. Falso; los compuestos más estables y abundantes de dos elementos
consisten en moléculas con un átomo de cada uno.

42. COMPENDIO DE LECTURAS CIENTÍFICAS QUÍMICA I
41
DESCUBRIMIENTO DE LOS ELECTRONES
Hill John W. Y Kolb Doris K.
Química para el nuevo milenio.
Prentice Hall, Pearson, México 1988.
p. 49
Tema: 1.1 Concepto y evolución del átomo.

Para 1875, se disponía ya de tubos de vacío y a raíz de ello, se especuló
mucho acerca de la naturaleza de los rayos catódicos. En general, los científicos
británicos consideraban que los rayos eran haces de partículas. La mayoría de los
científicos alemanes sostenían que era más probable que los rayos fuesen una
forma de energía muy parecida a la luz visible. La respuesta provino de un
experimento, realizado por el físico inglés Joseph John Thomson en 1897. Quien
mostró que los rayos catódicos se desviaban en un campo eléctrico. La placa
positiva atraía el haz y la placa negativa lo repelía. Thomson llegó a la conclusión
de que los rayos catódicos se componen de partículas con carga negativa. Sus
experimentos demostraron también que las partículas eran idénticas cualesquiera
que fuesen los materiales de los que estaban hechos los electrodos o del tipo de
gas que contenía el tubo. Su conclusión fue que estas partículas negativas forman
parte de todo tipo de átomos. Se dio el nombre de electrón a estas unidades de
carga negativa. Así pues los rayos catódicos son haces de electrones.

43. COMPENDIO DE LECTURAS CIENTÍFICAS QUÍMICA I
42
LA TV: RAYOS CATÓDICOS EN ACCIÓN.
El tubo de rayos catódicos de J. J. Thomson es el remoto precursor de la
TV comercial, la imagen se forma a partir de los electrones que salen del cátodo y
que son dirigidos a diferentes puntos de la pantalla fluorescente. Cuando llegan
muchos electrones al mismo punto, éste se ve claro. Si son pocos, se ve oscuro.
En una fracción de segundo, “el cañón electrónico” recorre la pantalla –
desde arriba a la izquierda hasta abajo a la derecha- y nos muestra una imagen
fija. Como la retina humana retiene lo percibido durante 1/10 de segundo, y el
tiempo que le toma al cañón “dibujar” una imagen es corto, lo que detectamos es
una animación aparentemente continua, como el cine. La TV a color es un poco
más compleja. La señal viene por triplicado, una para cada color básico (verde,
rojo y azul), y se tienen tres cañones electrónicos. Adicionalmente, cada punto de
la pantalla tiene tres sustancias que al recibir el impacto de un electrón muestran
fluorescencia verde, roja o azul. Como la combinación de estos tres colores
básicos permite reproducir cualquier otro color, el paso de los tres cañones
electrónicos por la pantalla produce el efecto cromático deseado.

44. COMPENDIO DE LECTURAS CIENTÍFICAS QUÍMICA I
43
DESCUBRIMIENTO DEL NÚCLEO ATÓMICO Y
PROTONES
Garritz, A. y Chamizo J. A.
Química
Addison Wesley Iberoamericana
p. 335
Tema: Estructura atómica.

Rutherford sabía que las partículas
α emitidas por las sustancias
radiactivas viajaban a velocidades enormes (¡a varios millones de kilómetro por
hora!). Supuso que al “bombardear” átomos con partículas
α podría obtener
información acerca de la estructura interna del átomo.
Dos de sus colaboradores. Mariden y Geiger (quien inventó el contador de
radiactividad que lleva su nombre) tenían a su cargo la observación de los
centelleos, labor que debió realizarse a oscuras y con un microscopio. Se
desprendía una luz diminuta débil, en el límite de lo visible. Después de meses de
experimentación y de contar más de un millón de centelleos, encontraron que:
• La mayor parte de las partículas
α habían atravesado la laminilla sin
modificar prácticamente su trayectoria.
• Una proporción menor s e había desviado un ángulo pequeño
• Unas pocas ¡Habían rebotado hacia atrás de la lámina de oro!
Rutherford decía: “…era casi tan increíble como si una bala de cañón
disparada contra un papel higiénico rebotara y nos golpeara”

45. COMPENDIO DE LECTURAS CIENTÍFICAS QUÍMICA I
44
TRABAJO Y APORTACIONES DE BOHR
Hill JohnW. Y Kolb DorisK.
Química para el nuevo milenio.
Prentice Hall, Pearson, México 1988.
p. 59
Tema: Concepto y evolución del átomo.

Niels Bohr propuso su explicación de los espectros de líneas en 1913.
Sugirió que los electrones no pueden tener cualquier cantidad de energía, sino
sólo ciertas cantidades específicas; en otras palabras, la energía de un electrón
está cuantizada. Los valores específicos de energía para un electrón se conocen
como sus niveles de energía.
Cuando un electrón absorbe un cuanto de energía, se eleva a un nivel
energético más alto. El electrón puede regresar a un nivel energético inferior
cediendo un cuanto de energía. La energía liberada o absorbida en estas
transiciones se muestra como un espectro de líneas. Cada línea tiene una longitud
de onda específica que corresponde a un cuanto de energía. El electrón pasa
instantáneamente de un nivel de energía a otro; no existen etapas intermedias.
Considera como analogía el caso de una persona en una escalera. La
persona puede estar de pie en el primer travesaño, en el segundo, en el tercer,
etcétera, pero no podría pararse entre un travesaño y otro. Conforme la persona la
persona pasa de un travesaño a otro, la energía potencial, cambia. En el caso de
un electrón, su energía total (potencial y cinética) cambia conforme pasa de un
nivel de energía a otro.
El fundamento del modelo atómico de Bohr eran las leyes del movimiento
planetario establecidas< por el astrónomo alemán Johannes Kepler tres siglos
antes. Bohr imaginó que los electrones se movían en órbita alrededor del Sol. Los
diferentes niveles de energía se representaban como órbitas diferentes

46. COMPENDIO DE LECTURAS CIENTÍFICAS QUÍMICA I
45
MÁS PARTÍCULAS Y ¿CUARKS?
Garritz, A. y Chamizo J. A.
Química
Addison Wesley Iberoamericana
p. 351
Tema: Estructura del átomo: Partículas subatómicas.

Todos los fenómenos químicos se manifiestan a través de la interacción de
los electrones más externos de átomos. Desde este punto de vista, al químico sólo
le interesan tres partículas:
• Los electrones (desde luego)
• Los protones (que atraen a los electrones determinan la carga nuclear) y
• Los neutrones (que junto a los protones, aportan casi la totalidad de la
masa del átomo.
No obstante, no esta de más conocer que otras partículas se han
descubierto e incluso, saber si estas tres partículas se interesan en el estudio de la
química están compuestos, a su vez, de otras partículas más elementales.
Aún antes del descubrimiento del neutrón ya se había propuesto la
existencia de otras partículas. Por un lado, P.A.M Dirac, en 1931, predijo
teóricamente la existencia de la primera antipartícula, que tendría la misma masa
del electrón pero carga opuesta, y la llamó POSITRÓN O ANTIELECTRÓN.
El primer positrón se encontró muy poco tiempo después en los rayos
cósmicos que llegan a la tierra .Por otro lado W. Pauli, al estudiar hacía 1930 el
decaimiento beta, concluyó que se emitía otra partícula (además del electrón ) ,
pues de otra forma se violaría la ley de conservación de la energía. Fue E. Fermi
quien bautizó a esta minúscula partícula con el nombre de NEUTRINO, la cual no
se detectó hasta 1956. En 1935, el japonés H. Yukawa propuso que protones y
neutrones se mantenían unidos en el núcleo de una misma partícula, con la masa
de unos doscientos electrones, que hoy se conoce como PIÓN y que se encontró
en 1947.

47. COMPENDIO DE LECTURAS CIENTÍFICAS QUÍMICA I
46
Por si estas nuevas partículas fueran pocas, con el desarrollo de nuevos
aceleradores se lograron realizar colisiones, cada vez con mayor energía, en las
que se detectaron nuevas y efímeras partículas. Hacía 1960 se conocían más de
100 partículas diferentes. Los neutrinos junto con otras que eran ligeras como el
electrón, recibieron el nombre de leptones; y otras, con masas intermedias como
el pión de H. Yukawa, se llamaron mesones; finalmente, las partículas más
pesadas, con masa como la de los protones o más pesadas se llamaron bariones.
Los mesones y bariones eran tantos que superaban en número a los
elementos de la tabla periódica.
Esto iba en contra del sentir de los científicos, que pensaban que el
universo debía tener un fundamento más simple. Fue entonces cuando entró en
escena Mendeleiev del siglo XX, Murria Gell-Mann, quien propuso que, con
excepción de los leptones, las partículas halladas estarían compuestas por entes
más básicos, a los que llamó CUARKS.
Los mesones estarían formados por dos Cuarks y los bariones por tres. En
un principio, Gell-Mann consideró tres tipos de cuarks, con los de nombre U, d, y s
(iniciales de los vocablos ingleses “up”, ”down”, y “strange”), que presentarían
cargas de +2/3, -1/3 y -1/3 respectivamente.
En la teoría aparecen cargas fraccionarias para los cuarks, lo cual los haría
detectables mediante la experimentación. Sin embargo no han podido detectarse
hasta la fecha ningún Clark aislado, a pesar de que se han bombardeado protones
con otras partículas de muy alta energía. Todo hace suponer que los cuarks se
mantienen firmemente unidos entre sí en el interior de los mesones y los bariones,
como sí estuvieran enlazados con resortes prácticamente irrompibles, a los cuales
se les ha dado el nombre de gluones, del vocablo inglés para “pegamento”.
A pesar de que no han sido detectados, los científicos tienen mucha
confianza en el modelo de lo s cuarks, debido a que se ha predicho la existencia
de diversas partículas y luego de estas han sido observadas.
Algo muy similar a lo que pasó con la tabla de Mendeleiev.

48. COMPENDIO DE LECTURAS CIENTÍFICAS QUÍMICA I
47
ÁTOMOS QUE PUEDEN VERSE. REALES E
IMPORTANTES
Hill John W. Y Kolb Doris K.
Química para el nuevo milenio.
Prentice Hall, Pearson, México 1988.
p. 41
Tema: 1.1 Concepto y evolución del átomo.

¿Son reales los átomos? Sin duda los son como concepto, y de hecho
como un concepto muy útil. Los científicos pueden observar incluso imágenes
mejoradas por computadora de átomos individuales. Estas imágenes, revelan
pocos detalles de los átomos, pero proporcionan una prueba poderosa de su
existencia. ¿Son importantes los átomos? Gran parte de la ciencia y de la
tecnología, incluso la producción de nuevos materiales y la tecnología para el
control de la contaminación, se basan en el concepto del átomo. Hasta hemos
construido monumentos al átomo. En la Feria Mundial de 1958 que se celebró en
Bruselas, Bélgica, se presentó una enorme estructura llamada Atomium,
consistente en nueve grandes esferas que representan los átomos de un cristal
cúbico de hierro. Cada “átomo” tiene 18 metros de diámetro y aloja una exhibición
que muestra determinados avances de la ciencia y la tecnología (a excepción de
la esfera superior, que es un restaurante).
Los “enlaces” que conectan los “átomos” entre sí son tubos gigantes con
escaleras mecánicas, que permiten a los visitantes pasar cómodamente de un
átomo a otro.

49. COMPENDIO DE LECTURAS CIENTÍFICAS QUÍMICA I
48
LA TEORÍA ACTUAL DE LA ESTRUCTURA
ELECTRÓNICA
Garritz, A. y Chamizo J. A.
Química
Addison Wesley Iberoamericana
p. 417.
Tema: Modelo mecánico cuántico ondulatorio

Entre 1924 y 1926, aparecieron nuevas propuestas sobre la estructura
electrónica de los átomos, las cuales reemplazaron el esquema de órbitas
propuesto por Bohr y Sommerfeld. Sin embargo, ni el conjunto de números
cuánticos n, l, m, s para cada electrón, ni las configuraciones electrónicas, ni la
interpretación de la periodicidad fueron afectadas. Las contribuciones más
importantes que se dieron hasta alcanzar el actual modelo del átomo son:
* Louis de Broglie. En 1923 propuso que todas las que hasta entonces
habían sido consideradas partículas (electrón, protón, neutrón) también
podrían tratarse como onda. Actualmente la microscopía electrónica
reconfirma que los electrones se comportan no sólo como corpúsculos, sino
también como ondas.
* Werner Heisenberg. En 1925, presenta una teoría llamada mecánica
matricial, que tenía en cuenta la naturaleza dual de los electrones. Dos
años más tarde presentó su principio de incertidumbre, según Heisenberg y
Bohr, no puede determinarse la posición y velocidad de un electrón.
Proponen que existe una incertidumbre de principio en los sistemas
atómicos.
* Edwin Schroedinger. En 1926, publicó trabajos en los que utilizó
ecuaciones que antes sólo habían sido empleadas para fenómenos
ondulatorios, obteniendo resultados para los átomos. Por eso se le conoce
como el creador de la mecánica ondulatoria. Teoría que es equivalente a la
mecánica matricial.

50. COMPENDIO DE LECTURAS CIENTÍFICAS QUÍMICA I
49
* Max Born. En la mecánica cuántica de Schroedinger, como se le conoce
hoy, aparece un ente matemático llamado función de onda, cuya
interpretación no quedaba clara. El alemán Born indicó que el cuadrado de
la función de onda nos proporciona la probabilidad de que el electrón se
encuentre en las diversas regiones del espacio. De esta manera nace la
interpretación probabilística de la mecánica cuántica.
En resumen, en el modelo actual de la estructura atómica, los electrones no
circulan en órbita, como sugería el modelo de Bohr y Sommerfeld, pues no son
corpúsculos en el sentido clásico, sino que aceptan a sí mismo una descripción
ondulatoria. Quedará claro para ti que un corpúsculo sí puede tener una posición
bien definida, pero ese no es el caso con una onda (por ejemplo, la onda que se
forma en un estanque al tirar una piedra está “en todas partes”). Esa naturaleza
dual de los electrones y el principio de incertidumbre sólo nos permiten conocer
cierto grado de precisión su posición y velocidad, y ello nos impide hablar de la
trayectoria de los electrones. Solamente podemos conocer la probabilidad de que
el electrón se encuentre aquí o allá. Nada más por ello, en lugar de hablar de
órbitas, el nuevo modelo habla de orbitales. Los electrones se comportan de
manera diferente a como lo hacen las partículas macroscópicas, y esto nos hace
difícil entender cabalmente la mecánica cuántica. No cabe duda de que el modelo
actual de la estructura atómica es abstracto y complejo. Sin embargo, cada vez
que lo aplicamos para predecir algún hecho se obtienen resultados perfectamente
congruentes con los experimentos. A pesar de su complejidad e
incomprensibilidad, la mecánica cuántica acierta siempre. ¡Habrá entonces que
aceptarla!

51. COMPENDIO DE LECTURAS CIENTÍFICAS QUÍMICA I
50
EL RAYO LÁSER. LA ESPLÉDIDA LUZ
Garritz, A. y Chamizo J. A.
Química
Addison Wesley Iberoamericana
p. 380
Tema: Estructura atómica

Láser es un acrónimo de amplificación de luz por emisión estimulada de la
radiación. Es un tipo especial de emisión que comprende ya sea átomos o
moléculas.
Desde su descubrimiento en 1960, el láser se ha utilizado en muchos
sistemas diseñados para operar en los estados sólido, líquido y gaseoso. Esos
sistemas emiten radiación con longitudes de onda que abarcan desde el infrarrojo,
pasando por el visible hasta el UV. La creación del láser ha revolucionado la
ciencia, la medicina y la tecnología.
El láser de rubí fue el primer láser conocido. El rubí es un mineral rojo
intenso que contiene corindón, Al
2O3, en el que algunos de los iones Al3+ han sido
reemplazados por iones Cr3+. Para excitar a los átomos de cromo a un mayor
nivel de energía se utiliza una lámpara de destello. Los átomos excitados son
inestables, de tal forma que en un instante dado algunos de ellos regresan al
estado fundamental emitiendo un fotón en la región roja del espectro. El fotón
rebota varias veces hacia delante y hacia atrás en los espejos situados en los
extremos del tubo de láser. Este fotón puede estimular la emisión de fotones de
exactamente la misma longitud de onda de otros átomos de cromo excitados;
estos fotones, a su vez, pueden estimular la emisión de mas fotones, y así
sucesivamente. Como las ondas de la luz están en fase –es decir, sus máximas y
mínimos coinciden-los fotones se refuerzan entre si, aumentando su potencia con
cada paso entre los espejos. Uno de los espejos solo refleja en forma parcial, de
modo que cuando la luz alcanza cierta intensidad emerge del espejo como un rayo
láser. Según el modo de operación, la luz láser puede ser emitida en pulsos (como
en el caso del rayo láser de rubí) o bien en ondas continuas.

52. COMPENDIO DE LECTURAS CIENTÍFICAS QUÍMICA I
51
La luz láser se caracteriza por tres propiedades; es intensa, tiene longitudes
de onda precisas y en consecuencia, energía conocida, y además es coherente.
Ser coherente significa que todas las ondas de luz están fase. Los láser tienen
muchas aplicaciones, su gran intensidad y facilidad de enfoque los hace útiles
para cirugía ocular, para soldar y taladrar agujeros en los metales y para llevar a
cabo la fusión nuclear. Por ser altamente direccionales y tener longitudes de onda
precisas también son muy útiles en telecomunicaciones. Otro uso que se les da es
en la separación de isótopos, en holografía (fotografía en tres direcciones), en
discos compactos y aun en los supermercados para leer los códigos de barras de
los productos. Los láseres han desempeñado un papel importante en la
investigación espectroscópica de las propiedades moleculares y en muchos
procesos químicos y biológicos. Cada vez se utiliza más la luz del láser para
probar los detalles de las reacciones químicas.

53. COMPENDIO DE LECTURAS CIENTÍFICAS QUÍMICA I
52
MICROSCOPIO ELECTRÓNICO
Chang, Raymond
Química
Mc Graw Hill, 6a. Edición
México 1999.
P. 259
Tema: Estructura atómica

El microscopio electrónico es una aplicación muy valiosa de las
propiedades ondulatorias de los electrones porque produce imágenes de los
objetos que no pueden verse a simple vista o con el microscopio de luz. De
acuerdo con las leyes de la óptica, es imposible formar una imagen de un objeto
que sea menor que la mitad de la longitud de onda de la luz usada para la
observación. Dado que el intervalo de las longitudes de onda de la luz visible
empieza alrededor de 400 nm o 4x10-5 cm, no es posible ver algo que tenga un
tamaño menor que 2x10-5 cm. En principio, podemos ver objetos en la escala
atómica y molecular por medio de rayos X, cuyas longitudes de onda están entre
0.01 nm y 10 nm. Sin embargo, los rayos X no se pueden enfocar, de manera que
no producen imágenes bien definidas. Por otro lado, los electrones son partículas
cargadas que se pueden enfocar de la misma forma que se enfoca la imagen de
una pantalla de TV, es decir, aplicando un campo eléctrico o un campo magnético.
De acuerdo con la ecuación, la longitud de onda de un electrón es inversamente
proporcional a su velocidad. Al acelerar los electrones a grandes velocidades, se
pueden obtener longitudes de onda tan cortas como 0.004 nm. Un tipo distinto de
microscopio electrónico, denominado microscopio de túnel de rastreo (MTR),
utiliza otra propiedad de la mecánica cuántica del electrón para producir una
imagen de los átomos de la superficie de una muestra. Debido a su masa tan
pequeña, un electrón puede atravesar una barrera de energía por un “túnel” (en
lugar de superarla). En el MTR, la fuente de los electrones que pasan por el túnel
consiste de una aguja de tungsteno metálico con la punta muy fina. Entre la aguja
y la superficie de la muestra se mantiene un voltaje para inducir a los electrones a
que formen un túnel a través del espacio que hay hasta la muestra. Cuando la

54. COMPENDIO DE LECTURAS CIENTÍFICAS QUÍMICA I
53
aguja pasa a una distancia de unos cuantos diámetros atómicos de la superficie
de la muestra, se mide la corriente del tonelaje. Esta corriente disminuye al
aumentar la distancia entre la aguja y la muestra. Por medio de un asa de
retroalimentación, se puede ajustar la posición vertical de la punta de la aguja a
una distancia constante de la superficie de la muestra. La magnitud de estos
ajustes da un perfil de muestra, los cuales se registran y se proyectan como una
imagen tridimensional con colores falsos.
Tanto el microscopio electrónico como el MTR están entre las herramientas
más poderosas en la investigación química y biológica.

55. COMPENDIO DE LECTURAS CIENTÍFICAS QUÍMICA I
54
SUPERCONDUCTORES
Garritz, A. y Chamizo J. A.
Química
Addison Wesley Iberoamericana
p. 381
Tema: Estructura atómica

El paso de la electricidad a través de un material se logra a pesar de un
fenómeno de resistencia. Por este efecto, la energía eléctrica se desperdicia
parcialmente y se convierte en calor. Es por ello que se utilizan como conductores
eléctricos materiales con baja resistencia: los metales.
Reciben el nombre de superconductores las sustancias que no presentan
resistencia alguna al flujo de la corriente. Su descubrimiento data de principios de
siglo. En 1908 se dio un paso trascendente en la búsqueda de la menor
temperatura posible, el cero absoluto, cuando se logró licuar el helio a una
temperatura de cuatro kelvin. Pronto se descubrió (1911) que un metal sumergido
en helio líquido no mostraba resistencia al paso de la corriente eléctrica. Hubo que
esperar cincuenta años para que apareciera una teoría que diese explicación a
este fenómeno.
Sus autores (Bardeen, Cooper y Schrieffer) recibieron el premio Nóbel e
física en 1972. En la teoría BCS, como se le llama, los electrones (como siempre)
se repelen unos a otros debido a la fuerza de Coulomb. No obstante, aparece
entre ellos una atracción mediada por su interacción con las vibraciones del sólido,
por la que se forman parejas de electrones (pares de Cooper) que se acoplan para
viajar sin resistencia a través del material.
Desde el mismo descubrimiento de la superconductividad, se estableció
una especie de “carrera” por hallar materiales que presentaran el fenómeno a
temperaturas mayores. En abril de 1986 el récord era de 35 grados kelvin, muy
lejos aún de la aplicación tecnológica factible.
La revolución científica ocurrió en febrero de 1987, cuando se consiguió que
un material cerámico súper condujera a 98 kelvin (-175 grados centígrados).

56. COMPENDIO DE LECTURAS CIENTÍFICAS QUÍMICA I
55
Aunque parece una temperatura aún muy fría, resulta superior a la de licuefacción
del nitrógeno del aire. El nitrógeno líquido es tan barato como la leche, y el
superconductor muestra sus propiedades en cuanto se le sumerge en este líquido.
Ello abrió las puertas a multitud de especulaciones sobre las posibles aplicaciones
tecnológicas del fenómeno, de las que seguramente pronto seremos testigos:
• Ahorro energético equivalente a estratosféricas cantidades financieras.
• Como los materiales superconductores no admiten campos magnéticos en
su interior, levitan en presencia de un imán. Se estima que podrán
construirse trenes suspendidos en “colchones” magnéticos y que viajarán a
cientos de kilómetros por hora.
• Computadoras aún más pequeñas y veloces.
• Una tecnología práctica para obtener energía de la fusión nuclear.



Ilustración: Superconductores 1-2-3. Estructura de una perovsquitas superconductora del
compuesto YBa
2Cu3O7. Como estos compuestos presentan un átomo de ytrio, dos de bario y tres
de cobre, también se conocen como compuestos 1-2-3. El ytrio puede ser remplazado por una
tierra rara. Los círculos negros corresponden a átomos de cobre y los blancos a oxígeno. Con
círculos de puntos se muestran los átomos de oxígeno faltantes con respecto a una perovsquita
común.

57. COMPENDIO DE LECTURAS CIENTÍFICAS QUÍMICA I
56
Estos materiales cerámicos, como el YBa2 Cu3O7 tienen una estructura
complicada, similar a la del mineral llamado perovsquita (CaTiO
2). La
supercolectividad eléctrica se presenta en las lajas que contienen átomos de cobre
y oxígeno, situadas entre los átomos de ytrio y bario, los cuales desempeñan un
papel esencial.
Aún no está clara la forma de aprovechar comercialmente estos materiales
en multitud de dispositivos superconductores, pues los tecnólogos todavía no han
podido resolver algunos problemas. Sin embargo, este descubrimiento pasará a la
historia como una de las contribuciones más importantes de la química a la ciencia
de los materiales.

58. COMPENDIO DE LECTURAS CIENTÍFICAS QUÍMICA I
57
FISIÓN NUCLEAR
Garritz, A. y Chamizo J. A.
Química
Addison Wesley Iberoamericana
p. 354
Tema: Estructura atómica

El bombardeo de núcleos con neutrones se inició desde el mismo
descubrimiento de éstos, en 1932. Enrico Fermi, en Roma, obtuvo muchos
núclidos artificiales empleando esta técnica, pero fue Hahn quien descubrió un
nuevo tipo de reacción nuclear cuando provocó la colisión de neutrones lentos
contra el uranio-235.
Se denominó fisión a esta reacción, ya que el uranio se parte en dos
grandes pedazos. La pérdida de masa durante la fisión es grande, así que libera
enormes cantidades de energía. Basta fisionar un gramo de uranio-235 para
producir el calor equivalente a la combustión de ¡2600 toneladas de carbón! Como
es un neutrón el que provoca la reacción, y al final se producen neutrones
adicionales, es factible utilizar los neutrones producidos para fisionar nuevos
núcleos de uranio. Con ello se establece la llamada reacción en cadena.
La reacción de fisión es el principio de las primeras bombas atómicas,
manifestaciones explosivas que matan por el calor generado (la temperatura
alcanza los millones de grados en el centro de la explosión) y por la radiación
esparcida en una amplia zona. Afortunadamente, la reacción en cadena ha podido
controlarse y ser aprovechada.
Un reactor nuclear, precisamente, puede aprovechar la energía liberada
durante la fisión y transformarla, por ejemplo, en electricidad.
Actualmente es tema de debate mundial la construcción de reactores
nucleares para usos pacíficos. Existen factores económicos y tecnológicos a favor
del núcleo electricidad, como se le ha llamado. Por otro lado, algunos de los
factores en contra son:

59. COMPENDIO DE LECTURAS CIENTÍFICAS QUÍMICA I
58
1) El uranio natural apenas tiene 0.7% del isótopo 235. El 99.3% restante es
uranio-238, que no es fisionable. Para aumentar la proporción de uranio-235 se
requiere una planta de enriquecimiento, con un costo tan alto que sólo unos pocos
países poseen una. Abasto coloca en desventaja al resto de las naciones, que
dependerían de aquéllos para obtener su combustible.
2) El uranio-238, en lugar de fisionarse, absorbe los neutrones y produce el
elemento plutonio. El plutonio es fisionable, y es el núcleo preferido por las
grandes potencias para fabricar bombas atómicas. Muchas veces han promovido
el montaje de plantas nucleares en diversos países para comprar luego el plutonio
que se genera en la misma producción de electricidad. El plutonio, además, es
mucho más radiactivo y peligroso que el uranio-235. En resumen, la proliferación
de reactores nucleares se debe, en parte, a objetivos militares muy poco éticos.
3) Los núcleos producto de la fisión son sumamente radiactivos. En
especial, el kriptón-85 gaseoso puede pasar a la atmósfera. Otros residuos deben
almacenarse cuidadosamente durante miles de años, pues de otra forma
contaminarían suelo, aire y agua, y podrían incluso penetrar en la cadena
alimenticia.
4) La seguridad en el manejo de los reactores nucleares ha quedado en
entredicho después de los accidentes en Three Mile Island, Estados Unidos. Y
Chernobyl, Unión Soviética. A pesar de todo lo anterior, la humanidad necesitará
producir más energía. Y como en el futuro el petróleo se extinguirá, habremos de
estar preparados para sustituirlo por otras fuentes energéticas. La fisión nuclear es
una alternativa que deberemos comparar con las otras que existan, no obstante su
peligrosidad y el hecho de que el uranio disponible no es demasiado.

60. COMPENDIO DE LECTURAS CIENTÍFICAS QUÍMICA I
59
FUSIÓN NUCLEAR
Garritz, A. y Chamizo J. A.
Química
Addison Wesley Iberoamericana
p. 358
Tema: Estructura atómica

Actualmente salen del Sol unos 4 x 1027julios por segundo, de los cuales
llegan a la tierra cerca de 172 PJ, ¡cada segundo! Seguramente te tocará a ti, que
vivirás el siglo XXI, aprovechar toda esta energía solar como una fuente prioritaria.
La fusión es fuente de energía de las estrellas. Allí, a temperaturas de
millones de grados, es factible que los núcleos ligeros se fundan. Para aprovechar
en la Tierra este tipo de energía, el problema es como controlar esas altísimas
temperaturas.
Una bomba atómica de fusión sí permite obtener la temperatura necesaria.
De hecho, la llamada bomba H consiste de un par de bombas: una de fisión, con
plutonio, y otra de fusión, con hidrógeno.
En la actualidad se persiste en una búsqueda afanosa de condiciones
tecnológicas que permiten llevar a cabo estas reacciones de fusión en forma
controlada. El siglo XXI dirá si el hombre pudo finalmente “reproducir” una estrella
en una instalación industrial.

61. COMPENDIO DE LECTURAS CIENTÍFICAS QUÍMICA I
60










CAPÍTULO 3



ELEMENTOS QUÍMICOS Y TABLA
PERIÓDICA

62. COMPENDIO DE LECTURAS CIENTÍFICAS QUÍMICA I
61
METALES Y CONDUCTIVIDAD ELÉCTRICA
Garritz, A. y Chamizo J. A.
Química
Addison Wesley Iberoamericana
p. 424 y 456-457
Tema: Metales y no metales

Las energías de ionización de los átomos metálicos son las más pequeñas
entre los elementos. Debido a esto, cuando se forma un metal, los electrones más
externos quedan deslocalizados, es decir, dejan de pertenecer únicamente a un
átomo metálico, para pasar a formas parte de toda la red cristalina. Esta nube de
electrones mantiene unido al arreglo de iones positivos.
Basta una pequeña diferencia de potencial para que los electrones “libres”
de los metales se muevan a lo largo del sólido, razón por la cual son muy buenos
conductores de la electricidad. Los cables eléctricos que utilizamos son de cobre.
La plata conduce mejor la electricidad pero es mucho más cara.

SEMICONDUCTORES Y TRANSISTORES
Prácticamente toda la tecnología moderna de comunicación (radio, fax, TV,
PC, teléfonos, redes, etc.) está basada en fenómenos y procesos que tienen que
ver con la conducción eléctrica de manera muy controlada, a través de dispositivos
semiconductores incorporados en circuitos integrados. Estos dispositivos están
hechos de Silicio muy puro al que se le han agregado muy pequeñas cantidades
de otros elementos de las familias adyacentes a la suya en la tabla periódica. Un
cristal puro de silicio es aislante (es decir, mal conductor de la electricidad), lo cual
implica que es necesario aplicar una gran cantidad de energía para lograr que los
electrones circulen a lo largo del cristal. El cual está formado de una enorme
cantidad de átomos y, por tanto, de electrones (cada átomo de silicio tiene 4
electrones de valencia). Los niveles de energía disponibles en el sólido son
también muchos y, a diferencia de los átomos aislados donde las energías
disponibles están bien espaciadas, en el sólido hay todo un continuo de niveles

63. COMPENDIO DE LECTURAS CIENTÍFICAS QUÍMICA I
62
(llamados bandas). Los electrones de valencia del silicio (Si) están localizados
sobre los átomos y ocupan lo que se conoce como banda de valencia, a energías
bajas. Sin embargo, a energía más alta se encuentra la banda de conducción, que
tiene niveles más deslocalizados pero no contiene electrones. Sólo cuando los
electrones del Si adquieren la energía suficiente para “saltar” de la banda de
valencia a la de conducción es que el cristal puede conducir la corriente. Si un
cristal de silicio se contamina cuidadosamente con un elemento que contenga un
electrón más de valencia (como el arsénico), los niveles energéticos del material
(silicio “dopado” con arsénico As) lo harán semiconductor (por fácil acceso de los
electrones a la banda de conducción), ya que, el quinto electrón del As no se
emplea para enlazarse con los otros átomos de Si (ya que el Si solo requiere 4
electrones), sino que queda libre para moverse dentro del cristal, pues la energía
que necesita para alcanzar la banda de conducción es mucho menor que en el
caso del silicio puro. A estos materiales se les conoce como semiconductores
tipo n (“n” de negativo).Por el contrario, si el dopado es con boro B, habrá un
defecto de electrones en la banda de valencia, y el cristal será un aceptor de
carga. O un semiconductor tipo p.

64. COMPENDIO DE LECTURAS CIENTÍFICAS QUÍMICA I
63
LOS UTENSILIOS DE COCINA Y LOS METALES
Chamizo J. A.; Petrich, Margarita
Química 1
Editorial Esfinge
p. 138.
Tema: Metales

El aluminio es uno de los elementos metálicos más comunes y utilizados en
el mundo. Prácticamente no hay hogar en el que no se encuentre, formando parte
de ollas o cucharas, marcos de ventanas, partes de lámparas o cerraduras. Pero
esto es parte de una historia reciente. Durante el siglo XIX en 1885, era tan raro,
que en la exposición de las joyas reales en París se colocó una barra de aluminio
junto a la corona real.
Menos del 1% de la corteza terrestre contiene aluminio. Es un metal blando
y de baja densidad, sin embargo, muchas de sus aleaciones lo hacen duro y
resistente, así que cuando se necesita un metal duro pero ligero se utiliza el
aluminio. Aunque es un metal que reacciona fácilmente, el óxido que se forma en
una superficie, forma una delgada película transparente que lo protege de futuras
oxidaciones. Los seres humanos no hemos estado expuestos al aluminio hasta
hace algunas generaciones, por lo que se están estudiando sus efectos tóxico en
el organismo.
La formación de los conocidos e indeseados óxidos sobre los metales se
debe al contacto de éste con aire húmedo (oxígeno y agua). Durante mucho
tiempo los químicos han investigado la manera de evitar la formación de óxidos
metálicos, sobre todo el óxido de hierro o herrumbre. Esto se ha logrado,
básicamente, a través de tres métodos: con recubrimientos protectores, por
protección catódica (como el galvanizado o cromado) o por medio de aleaciones.
Una de las aleaciones del hierro con mayor resistencia a la oxidación es el
conocido acero inoxidable.
El acero inoxidable contiene aproximadamente 74% de hierro, 18% de
cromo y 8% de níquel, y además, menos del 1% de carbono (éste prácticamente

65. COMPENDIO DE LECTURAS CIENTÍFICAS QUÍMICA I
64
lo acompaña desde su extracción de los yacimientos); también puede tener
cobalto. La elaboración de esta aleación se realiza en hornos eléctricos (altos
hornos) que funden, a cientos de grados centígrados los diferentes metales. El
óxido que llega a formarse sobre los utensilios de acero inoxidable es una capa
tan delgada y transparente que no le resta brillo, además evita el contacto del
metal con el aire y la humedad.
México es un importante país productor de acero, la planta más grande en
el país se encuentra en Lázaro cárdenas, Michoacán. En nuestro país se
desarrolló uno de los procesos utilizados mundialmente para la fabricación del
“hierro esponja”, una forma del acero.

66. COMPENDIO DE LECTURAS CIENTÍFICAS QUÍMICA I
65
HIERRO ESPONJA
Garritz, A. y Chamizo J. A.
Química
Addison Wesley Iberoamericana
p. 61
Tema: Metales

Tal vez la tecnología mexicana más conocida en el extranjero sea la que
desarrolló la compañía Hojalata y Lámina (HYLSA), de Monterrey, respecto al
llamado “hierro esponja”.En 1957, un efecto de la guerra de Corea fue la elevación
de los precios de la chatarra. HYLSA, que producía aeroplanos a partir de
chatarra, hubo de iniciar un programa de investigación cuyo resultado fue el
proceso de reducción directa del mineral de hierro: una tecnología tercermundista
de primera línea. Treinta años más tarde, cuando la producción mundial de hierro
alcanza los mil millones de toneladas, la tecnología de HYLSA sigue siendo líder
en el campo de obtención de hierro por reducción directa.
En el proceso, la proporción de oxígeno que se encuentra combinada
químicamente con el hierro en el mineral se va reduciendo en forma paulatina
gracias a la acción de una mezcla de H
2 y CO que se alimenta a 800º C. Ambas
sustancias van tomando átomos de oxígeno del mineral (se oxidan), para formar
H
2 y CO2 De esta manera, el Fe2O3 se convierte en Fe3O4, luego en FeO y
finalmente en el elemento Fe, lo que se indica químicamente con el nombre
inverso a la oxidación: la reducción. El resultado es un hierro poroso,
esencialmente con la misma forma y tamaño que la partícula de mineral, que es
una magnífica “carga” para la elaboración de acero en un horno eléctrico, pues
está libre de impurezas metálicas, es fácil de manejar y transportar y posee una
composición química uniforme y precisa.

67. COMPENDIO DE LECTURAS CIENTÍFICAS QUÍMICA I
66
EL CUCHILLO EQUIVOCADO
Chang, Raymond
Química
McGraw Hill, 6a. Edición
México 1999.
P. 504
Tema: Metales

El doctor Thomas Noguchi, un renombrado médico de Los Ángeles,
practicaba la autopsia a un joven de alrededor de veinte años que había sido
asesinado con un arma blanca. Un detective de homicidios del departamento de
policía entró en la habitación. Llevaba un maletín color café que contenía el arma
mortal. “¿Quiere echarle una mirada?”, preguntó.
El doctor no alardeaba. Quería demostrar una importante técnica forense a
los médicos residentes de patología, que observaban la autopsia. El método
tradicional para medir la longitud de un cuchillo consistía en introducir una
disolución de sulfato de bario (BaSO
4) en la herida y después hacer un estudio de
rayos X, pero él creía haber encontrado un método mejor.
Encendió un mechero de Bunsen y fundió un poco de metal de Wood, ante
la mirada del detective y los residentes. (El metal de Word es una aleación de
bismuto, plomo, estaño y cadmio, que tiene un bajo punto de fusión, de 71° C).
A continuación seleccionó una herida del tórax de la víctima, localizada por
encima del hígado e introdujo por ella el metal líquido, que se deslizó por la herida
hasta llegar al hígado. Cuando se enfrió el metal, obtuvo un molde exacto de la
punta del arma asesina. Agregó la medida de esta punta a la distancia entre el
hígado y la superficie de la piel del tórax. Después le dijo al detective de
homicidios: “Se trata de un cuchillo de cinco y media pulgadas de largo, una
pulgada de ancho y un dieciseisavo de pulgada de grueso”.
El detective sonrió y miró en su maletín. “Lo siento, doctor Noguchi”. Sacó
una navaja mucho más pequeña, de sólo 3 pulgadas de largo.
“Es el cuchillo equivocado”, dijo inmediatamente el doctor.

68. COMPENDIO DE LECTURAS CIENTÍFICAS QUÍMICA I
67
“Oh, ahora escuche”, dijo el detective. “Encontramos el cuchillo con el que
lo mataron en la misma escena del crimen”.
“Esa no es el arma asesina”, insistió el doctor.
El detective no podía creerle. Pero dos días después, la policía encontró un
cuchillo ensangrentado en un bote de basura a dos cuadras de la escena del
crimen. El arma medía exactamente cinco y media pulgadas de largo, una pulgada
de ancho y un dieciseisavo de pulgada de grosor. Y la sangre que había en la hoja
coincidía con la de la víctima.
Era el arma asesina. La navaja que había descubierto la policía en la
escena del crimen había sido utilizada por la víctima para defenderse. Y dos
cuchillos significaban una lucha con cuchillos. ¿Era parte de un pleito entre
pandillas? La policía investigó y encontró que la víctima era miembro de una
pandilla que estaba en pleito con otra. Al interrogar a los miembros de la pandilla
rival, finalmente identificaron al asesino.

69. COMPENDIO DE LECTURAS CIENTÍFICAS QUÍMICA I
68
METAL A PARTIR DEL MAR
Chang, Raymond
Química
McGraw Hill, 6a. Edición
México 1999.
p. 143
Tema: Metales

El magnesio es un valioso metal ligero que se utiliza como material
estructural y también en aleaciones, en baterías y síntesis química. Aunque el
magnesio es abundante en la corteza terrestre, es más barato extraerlo del agua
de mar. El magnesio constituye el segundo catión más abundante en el mar
(después del sodio); en él, hay alrededor de 1.5 g de magnesio por kilogramo de
agua de mar. El proceso para obtener magnesio del agua marina utiliza tres tipos
de reacciones: precipitación, ácido-base y redox.
En la primera etapa de recuperación del magnesio, la piedra caliza (CaCO
3)
se calienta a temperaturas elevadas para formar cal viva, u óxido de calcio (CaO):
CaCO3(s) →CaO(s) + CO2 (g)
Cuando el óxido de calcio es tratado con agua de mar, forma hidróxido de
calcio (Ca(OH)
2), compuesto ligeramente soluble que se ioniza para formar iones
Ca
+2
y OH
-
:
CaO(s) + H2O(l) → Ca
+2
(ac)
y 2OH-(ac)
El exceso de iones hidroxilo ocasiona que precipite el hidróxido de
magnesio, un compuesto menos de soluble:
Mg
2+
(ac)
+ 2OH-(aC) → Mg(OH)2(s)
El hidróxido de magnesio sólido se filtra y se hace reaccionar con ácido
clorhídrico para formar cloruro de magnesio (MgCl
2):
Mg(OH)2(s) + 2HCl(ac) →MgCl2(ac) + 2H2O (l)

70. COMPENDIO DE LECTURAS CIENTÍFICAS QUÍMICA I
69
Después de evaporar el agua, el cloruro de magnesio sólido se funde en
una celda de acero. El cloruro de magnesio fundido contiene iones de Mg
2+
así
como iones Cl-. En un proceso denominado electrólisis, se hace pasar una
corriente eléctrica a través de la celda para reducir los iones Mg2+y oxidar los
iones Cl-. Las semirreacciones son:
Mg
2+
+ 2e- →Mg
2 Cl-
→Cl2 + 2e-
La reacción completa es

MgCl2(l) → Mg(l) + Cl2(g)
Esta es la forma en que se produce el magnesio metálico. El gas cloro
generado se puede convertir en ácido clorhídrico reciclarse en el proceso.

71. COMPENDIO DE LECTURAS CIENTÍFICAS QUÍMICA I
70
¿CON QUE SE TAPAN LAS MUELAS?
Chamizo J. A.; Petrich, Margarita
Química 1
Editorial Esfinge
p. 138.
Tema: Metales

¿Tienes alguna muela “tapada” con amalgama? ¡Pues tienes una aleación
de cuatro metales en tu boca! Plata, cobre, estaño y mercurio. ¿Que por qué se
utilizan exactamente estos metales y no otros? El material que va a sustituir
alguna fracción dental (sobre todo las muelas), debe tener características muy
especiales: no ser tóxico, ser resistente, no reaccionar con las sustancias que se
ingieren o con la saliva y adherirse firmemente al material que forma el cuerpo de
la pieza dentaria, esto es, el esmalte al exterior (formado por cristales de
hidroxiapatita, que es una clase particular de fosfato de calcio) y la dentita
(sustancia menos mineralizada que el esmalte, muy permeable que transmite
todas las agresiones del exterior a la pulpa).
Los metales que se utilizan para preparar la amalgama deben ser
químicamente puros, el dentista los adquiere de los laboratorios farmacéuticos en
forma de tabletas comprimidas. Se trituran en un mortero mezclándose con el
mercurio, así es como se forma una masa que tarda en endurecer
aproximadamente 12 hrs. Cuando la parte dental que hay que reconstruir es muy
angulosa o grande, el dentista prefiere colocar una incrustación, que generalmente
se hace de oro de 18 kilates (el oro de 14 kilates reacciona fácilmente con los
ácidos bucales, provocando mal sabor), que se elabora sobre un molde de cera
(técnica conocida como “cera perdida”).
El oro por sí solo no se adhiere al material dental como la amalgama, por lo
que se coloca un cemento que se hace mezclando oxifosfato de zinc y ácido
ortofosfórico. La industria químico farmacéutica ha desarrollado sustitutos acrílicos
y resinas sintéticas que sustituyen los metales en la reconstrucción y reparación
de las piezas dentales, haciendo el procedimiento más barato, sencillo y duradero.

72. COMPENDIO DE LECTURAS CIENTÍFICAS QUÍMICA I
71
¿EL TERCER ELEMENTO LÍQUIDO?
Chang, Raymond
Química
Mc Graw Hill, 6a. Edición México 1999.
p. 302
Tema: Tabla periódica

De los 112 elementos que se conocen, 11 son gases en condiciones
atmosféricas. Seis de éstos pertenecen a los elementos del grupo 8A (los gases
nobles He, Ne, Ar, Kr,Xe, y Rn) y los otros 5 son hidrógeno (H
2), nitrógeno (N2),
oxígeno (O
2), flúor (F2) y cloro (Cl2). Curiosamente, sólo dos elementos son
líquidos a 25º C: mercurio (Hg) y bromo (Br
2).
No se conocen las propiedades de todos los elementos identificados porque
algunos de ellos nunca se han preparado en cantidades suficientemente grandes
para investigación. En estos casos se tiene que confiar en la tendencia periódica
para predecir sus propiedades. ¿Qué posibilidades hay, entonces, de descubrir un
tercer elemento líquido?
Véase el francio (Fr) el último miembro del grupo 1A, para ver si podría ser
un líquido a 25º C. Todos los isótopos del francio son radiactivos. El isótopo más
estable es el francio-223, que tiene una vida media de 21 minutos, (vida media es
el tiempo que tardan en desintegrarse a la mitad de una cierta cantidad los
núcleos de cualquier sustancia radiactiva.) Esta vida media tan corta significa que
sólo podrían existir pequeñas huellas de francio en la Tierra. A pesar de que es
factible preparar el francio en el laboratorio, no se ha preparado o aislado una
cantidad que pueda pesarse. Por esta razón se conoce muy poco de las
propiedades físicas y químicas del francio. Sin embargo, se pueden utilizar las
tendencias periódicas para predecir algunas de sus propiedades.
Considérese como ejemplo el punto de fusión del francio. La gráfica
muestra cómo varían los puntos de fusión de los metales alcalinos con el número
atómico. Del litio al sodio el punto de fusión disminuye 81.4º C; del sodio al
potasio, 34.6º C; del potasio al rubidio, 24º C, del rubio al cesio 11º C. Con base

73. COMPENDIO DE LECTURAS CIENTÍFICAS QUÍMICA I
72
en esta tendencia, se puede predecir que la disminución del cesio al francio sería
23 º C, lo que lo convertiría en un líquido en condiciones atmosféricas.

74. COMPENDIO DE LECTURAS CIENTÍFICAS QUÍMICA I
73
HIDRÓGENO METÁLICO
Chang, Raymond
Química
McGraw Hill, 6a. Edición
México 1999.
p.838
Tema: Metales

Desde hace mucho tiempo, a los científicos les interesa el comportamiento
de las sustancias no metálicas, las cuales incluyen al hidrógeno, una vez
sometidas a una presión elevada. Se ha predicho que cuando los átomos o
moléculas se comprimen, sus electrones de enlace pueden deslocalizarse y
producir un estado metálico.
En 1996, algunos físicos del laboratorio Lawrence Livemore utilizaron un
cañón de 60 pies de longitud para lograr, con un disparo, la comprensión de una
capa delgada (0.5mm) de hidrógeno líquido. Durante un instante, a una presión
entre 0.9 y 1.4 millones de atmósferas, pudieron medir la conductividad eléctrica
de la muestra de hidrógeno y encontraron que era comparable con la del cesio
metálico a 2 000 K. (La temperatura de la muestra de hidrógeno se elevó como
resultado de la compresión, aunque se mantuvo la forma molecular.)
A medida de que la presión disminuía, también desaparecía el estado
metálico del hidrógeno. Este experimento indica que si se puede mantener el
hidrógeno metálico en un estado est able, incluso puede actuar como
superconductor a temperatura ambiente. El hecho que el hidrógeno se vuelva
metálico a una menor presión que las imaginadas, proporciona un punto de vista
nuevo en la ciencia planetaria. Durante años, a los científicos les sorprendió el
fuerte campo magnético de Júpiter, 20 veces mayor que el de la tierra, ya que el
resultado del movimiento de convección de los fluidos conductores eléctricos de
su interior (por ejemplo, el campo magnético de nuestro planeta se debe al
movimiento del hierro líquido impulsado por el calor, dentro de su núcleo). Júpiter
consta de una capa externa de hidrógeno molecular no metálico, que transforma
de manera continua el hidrógeno del núcleo en un fluido de hidrógeno metálico. En

75. COMPENDIO DE LECTURAS CIENTÍFICAS QUÍMICA I
74
la actualidad, se cree que esta capa metálica se encuentra muy cerca de la
superficie (ya que la presión necesaria para convertir el hidrógeno molecular en
metálico no es tan elevada como se pensó originalmente), lo que explicaría el
campo magnético tan elevado de Júpiter.

76. COMPENDIO DE LECTURAS CIENTÍFICAS QUÍMICA I
75
HIDRÓGENO. UN NO METAL DEL GRUPO 1
Garritz, A. y Chamizo J. A.
Química
Addison Wesley Iberoamericana
p. 162.
Tema: Metales y no metales.
Periodos y Grupos

El hidrógeno acompaña en la tabla periódica a los metales alcalinos en el
grupo 1, pero es un no metal. En la Tierra se presenta combinado. El principal
compuesto que forma es el agua, que cubre la mayor parte de la corteza.
Se trata de un gas sin color, olor, ni sabor, con la menor densidad de todas
las sustancias.
Industrialmente se le obtiene por diversos procesos, dos de los cuales son:

a) A partir de gas natural, procesos que se lleva a cabo en hornos a unos
1000º C.
b) Formación de gas de agua, obtenido por la reacción del carbón de coque
con vapor, a alta temperatura.

La mezcla que resulta de esta reacción se llama también gas de síntesis.
Cuando el petróleo se agote, una alternativa para fabricar gasolinas será
aprovechar el gas de síntesis; sin duda, una mezcla importante para el siglo XXI.
El gas hidrógeno se utiliza ampliamente en la industria (en la producción de
amoniaco, cloruro de hidrógeno, alcohol, etcétera) y como combustible (en
cohetes espaciales y soldadura, por ejemplo).
El automóvil no contaminante del siglo XXI quemará hidrógeno y producirá
agua. Ya existen prototipos construidos y probados de autos de hidrógeno.

77. COMPENDIO DE LECTURAS CIENTÍFICAS QUÍMICA I
76
CARBONO. UN NO METAL DEL GRUPO 14
Garritz, A. y Chamizo J. A.
Química
Addison Wesley Iberoamericana
p. 163.
Tema: Periodos y grupos

Se representa en la naturaleza en dos formas cristalinas alotrópicas:
diamante y grafito y en múltiples formas amorfas (como el hollín).
El carbono también se encuentra impuro en depósitos de acumulación y
descomposición de materia orgánica, en forma de turba, lignita, hulla o antracita.
La propiedad química más trascendente de este elemento es su capacidad
para enlazarse en largas cadenas de átomos, por lo que forma una enorme
cantidad de compuestos, de cuyo estudio se encarga la química orgánica.
En México, los principales depósitos carboníferos se localizan en Coahuila,
Oaxaca y Sonora.

78. COMPENDIO DE LECTURAS CIENTÍFICAS QUÍMICA I
77
FÓSFORO. UN NO METAL DEL GRUPO 15.
Garritz, A. y Chamizo J. A.
Química
Addison Wesley Iberoamericana
p. 163
Tema: Periodos y grupos

El fósforo, al igual que el carbono, ocurre en formas alotrópicas: fósforo
blanco, rojo y negro.
El fósforo blanco existe como moléculas tetraédricas de P
4 que reaccionan
con oxígeno a temperatura ambiente. El fósforo rojo es un polímero de fósforo,
que se obtiene por calentamiento del blanco. El fósforo negro, menos común que
los otros dos, es una forma cristalina, con propiedades similares al grafito.
El fósforo se presenta como óxido y fosfato en la llamada roca fosfórica,
que se usa como materia prima en la industria de fertilizantes fosfatados y en la
fabricación de detergentes, lacas, azúcar, textiles y cerámicas.

79. COMPENDIO DE LECTURAS CIENTÍFICAS QUÍMICA I
78
AZUFRE. UN NO METAL DEL GRUPO 16
Garritz, A. y Chamizo J. A.
Química
Addison Wesley Iberoamericana
p. 164
Tema: Periodos y grupos

El azufre se manifiesta también de diversas maneras alotrópicas. Las dos
formas sólidas se llaman rómbicas y monoclínicas. En fase líquida se presenta
generalmente en forma molecular como S
8, y como gas se han identificado
moléculas de S
8, S4, y S2.
Los usos del azufre son muy diversos: en la elaboración de insecticidas,
pigmentos, plásticos y, primordialmente, de ácido sulfúrico, otro compuesto básico
para la industria.
En forma natural se presenta en yacimientos de origen volcánico y en
domos salinos, los que abundan en México en el istmo de Tehuantepec, de donde
se extrae por inyección de agua caliente o vapor. Recientemente PEMEX ha
incrementado la producción de azufre, mediante la recuperación del sulfuro de
hidrógeno que acompaña al gas natural y de los productos azufrados que vienen
mezclados con el petróleo crudo.

80. COMPENDIO DE LECTURAS CIENTÍFICAS QUÍMICA I
79
EL DESCUBRIMIENTO DE LOS GASES NOBLES
Chang, Raymond
Química
Mc Graw Hill, 6a. Edición
México 1999.
P. 319
Tema: Metales

A finales de 1800, John William Strutt, tercer barón de Rayleigh, quien era
profesor de física en el Laboratorio Cavendish, en Cambridge, Inglaterra,
determinó con precisión las masas atómicas de un gran número de elementos,
pero obtuvo un extraño resultado con el nitrógeno. Uno de sus métodos para
preparar nitrógeno consistía en la descomposición térmica del amoniaco. Otro
método consistía en empezar con aire, al cual le quitaba oxígeno, el dióxido de
carbono y el vapor de agua. Invariablemente, el nitrógeno que obtenía a partir de
aire era un poco más denso (alrededor de un 0.5) que el nitrógeno que obtenía a
partir del amoniaco.
El trabajo de Lord Rayleigh llamó la atención de Sir William Ramsay, un
profesor de química del Colegio Universitario de Londres.
En 1898 Ramsay hizo pasar una corriente de nitrógeno, que obtuvo a partir
del aire siguiendo el procedimiento Rayleigh, sobre el magnesio caliente al rojo
para convertirlo en nitruro de magnesio:
3Mg(s)+ N2(g) → Mg3N2(s)
Una vez que todo el nitrógeno había reaccionado con el magnesio,
Ramseyse encontró con un gas desconocido que no había reaccionado.
Con la ayuda de Sir William Crookes, el inventor del tubo de descargas, Ramsay y
Lord Rayleigh encontraron que el espectro de emisión de dicho gas no
correspondía con el de ningún elemento conocido. ¡El gas era un elemento nuevo!
Determinaron que su masa atómica era de 39.95 uma y le llamaron argón, que
proviene del griego y significa “el perezoso”.

81. COMPENDIO DE LECTURAS CIENTÍFICAS QUÍMICA I
80
Una vez descubierto el argón, rápidamente se identificaron otros gases
nobles. También en 1898 Ramsay había aislado helio a partir de minerales de
uranio a partir de las masas atómicas del helio y del argón, de su falta de
reactividad química y de su conocimiento de la tabla periódica, Ramsay estaba
seguro de que había otros gases inertes y que todos debían ser miembros del
mismo grupo. Él y un estudiante, Morris Travers, se dedicaron a encontrar los
gases desconocidos. Utilizaron un congelador para producir, primero, aire líquido.
Mediante la aplicación de la técnica de destilación fraccionada, permitieron que el
aire líquido se calentara gradualmente y separaron los componentes que ebullían
a diferente temperatura. De esta forma analizaron e identificaron tres elementos
nuevos –neón, kriptóny xenón-en un periodo de sólo tres meses. ¡Tres elementos
en tres meses es una marca que jamás se podrá romper!
El descubrimiento de los gases nobles ayudó a completar la tabla periódica.
Sus masas atómicas sugerían que estos elementos debían colocarse a la derecha
de los halógenos. La discrepancia aparente respecto de la posición del argón fue
resuelta por Moseley con la ley periódica moderna.
El último miembro de los gases nobles, el radón, fue descubierto por el
químico alemán Frederick Dornen 1900. El descubrimiento del radón, un elemento
radiactivo y el gas elemental más pesado que se conoce, no sólo completó los
elementos del grupo 8A, también proporcionó una mejor comprensión respecto de
la naturaleza del decaimiento radiactivo y la transmutación de los elementos.
Lord Rayleig y Ramsay ganaron los respectivos premios Nobel en 1904 por
el descubrimiento del argón. Lord Rayleig recibió el premio de física y Ramsay el
de química.

82. COMPENDIO DE LECTURAS CIENTÍFICAS QUÍMICA I
81
APROVECHEMOS LA NOBLEZA DE LOS GASES
NOBLES
Garritz, A. y Chamizo J. A.
Química
Addison Wesley Iberoamericana
p. 401
Tema: Periodos y grupos

Las aplicaciones de los gases nobles son muy variadas:
• Por ser el helio el elemento con el más bajo punto de licuefacción, 4.1 º K
(-268.9º C), se utiliza en estado líquido como el refrigerante más frío que
existe. A estas temperaturas se presentan fenómenos muy peculiares en la
materia, por lo que se le emplea para estudiar el comportamiento de los
materiales en estas condiciones extremas, donde aparecen nuevos
fenómenos cuánticos como la superconductividad o la súper fluidez (el
He3líquido no presenta resistencia al flujo). Aunque producir helio líquido
cuesta bastante, su aplicación tecnológica es un hecho en microscopios
electrónicos superpotentes, supercomputadoras o trenes veloces que
funcionan por la levitación magnética.
• Los gases nobles se usan para fabricar láseres. El de helio-neón emite
una luz roja con
ג = 632.8 nm.
• El neón sigue utilizándose para fabricar tubos de descarga con los que a
su vez se hacen los anuncios de luz rojo-naranja de algunos
establecimientos.
• Su poca reactividad es aprovechada en algunas aplicaciones metalúrgicas
que requieren atmósferas inertes, o para llenar con ellos bombillas
eléctricas y así prolongar la vida del filamento.

83. COMPENDIO DE LECTURAS CIENTÍFICAS QUÍMICA I
82
¿NO QUE NO REACCIONAN?
Garritz, A. y Chamizo J. A.
Química
Addison Wesley Iberoamericana
p. 475
Tema: Periodos y grupos

Los conceptos de Lewisy Kossel sobre la estabilidad de los gases nobles,
producto de su configuración electrónica, hicieron que durante muchos años ni
siquiera se pensara la posibilidad de preparar compuestos derivados de estos
gases.
En 1962, el químico estadounidense N. Bartlett descubrió accidentalmente,
mientras trabajaba con hexafluoruro de platino, PtF
6, que este compuesto es un
poderoso agente oxidante. Es capaz, por ejemplo, de quitarle un electrón a la
molécula de O
2 para producir el compuesto iónico O2 + (PtF6)-.
Bartlett se dio cuenta de que la energía de ionización del O
2es muy alta,
semejante a la de los gases nobles Xe y Rn; por eso, hizo reaccionar el PtF
6 con
Xe y obtuvo los compuestos XeF
4 y XeF2. Por primera vez se obtenían moléculas
con gases nobles.
Hasta el momento sólo se ha podido aislar compuestos de Xe y Kr
enlazados a átomos muy electronegativos, como F y O, aunque se conocen unos
pocos casos con Cl, N y C. Es posible obtener derivados semejantes con el Rn,
pero sus características radiactivas dificultan mucho su estudio. De los gases
nobles más ligeros sólo se conocen compuestos inestables.
Paradójicamente, las técnicas para sintetizar los compuestos de los gases
nobles se conocían 30 años antes de que se prepararan dichos materiales.
Como ves, se pensaba que el octeto de los gases nobles cerraba la
posibilidad de que se enlazaran.
Después del descubrimiento de Bartlett, un químico dijo: “los compuestos
de gases nobles no son un problema de capa cerrada, sino más bien de mente
cerrada”

84. COMPENDIO DE LECTURAS CIENTÍFICAS QUÍMICA I
83
Aprendamos la lección: aunque los más grandes científicos digan que algo
no es posible, podría no ser cierto.

85. COMPENDIO DE LECTURAS CIENTÍFICAS QUÍMICA I
84
EL ELEMENTO DEL SOL
Garritz, A. y Chamizo J. A.
Química
Addison Wesley Iberoamericana
p. 576
Tema: Energía

Los científicos saben que nuestro Sol y otras estrellas contienen ciertos
elementos ¿Cómo se obtuvo esta información?
A principios del siglo XIX, el físico alemán Josef Fraunhofer estudió el
espectro de la emisión del Sol y observó ciertas líneas oscuras a longitudes de
onda específicas. La aparición de estas líneas las interpretamos al suponer que
originalmente fue irradiada una banda continua de color y que cuando la luz
emitida se alejaba del Sol, una parte de la radiación fue absorbida por los átomos
del espacio a esas longitudes de onda. Estas líneas oscuras son, por lo tanto,
líneas de absorción. La absorción y la emisión de la luz por los átomos sucede a
las mismas longitudes de onda, pero su espectro es distinto, es decir, líneas de
color para la emisión y oscuras para la absorción. Al comparar las líneas de
absorción de los espectros de emisión de las estrellas lejanas con los espectros
de emisión de los elementos conocidos, los científicos han podido deducir que tipo
de elementos están presentes en esas estrellas.
En 1868, el físico francés Pierre Janssen detectó una nueva línea oscura en
el espectro de emisión solar que no coincidía con las líneas de emisión de los
elementos conocidos. Se le dio el nombre de helio (del griego helios, que significa
Sol) al elemento responsable de esa línea de absorción. Veintisiete años después
el químico ingles William Ramsay descubrió el helio en la tierra en un mineral de
uranio. La única fuente de helio en nuestro planeta es el proceso de decaimiento
radiactivo, en el cual las partículas α emitidas durante el decaimiento nuclear con
el paso del tiempo se transforman en átomos de helio.

86. COMPENDIO DE LECTURAS CIENTÍFICAS QUÍMICA I
85
LAS TIERRAS RARAS: SUS APLICACIONES
Garritz, A. y Chamizo J. A.
Química
Addison Wesley Iberoamericana
p. 416
Tema: Periodos y grupos

Las tierras raras son los elementos con números atómicos entre 57 y 71. La
primera noción de su existencia data de 1788, pero fueron 50 años mas tarde
cuando Mosander pudo aislar el lantánido de un mineral llamado cerita.
La separación y aislamientote todos estos minerales tardó mas de cien
años hasta que se obtuvo el promedio puro en 1947(se trata de un elemento
inexistente en la naturaleza, que se produjo durante reacciones nucleares). Las
dificultades para lograr la separación de estos elementos se debieron a que todas
presentan propiedades químicas muy semejantes. La razón es evidente al analizar
sus configuraciones electrónicas, ya que todos van llenando el subnivel41 y sus
electrones mas externos son los 6s y como hemos insistido las propiedades
químicas son determinadas esencialmente por los electrones mas externos.
Estos elementos forman iones estables con carga 3+. Las excepciones son
el cerio (que forma iones 4+) y el europio (que presenta también la carga 2+).
Con el tiempo, haciendo poco honor a su nombre, ha resultado que estos
elementos no son tan raros. Se encuentran muy difundidos en la corteza terrestre.
Por ejemplo, el cerio es mas abundante que le cobre, y hay cuatro veces más tulio
que plata. Además su utilización se ha generalizado, por lo que se han convertido
en materiales estratégicos. A continuación resumimos algunas de sus
aplicaciones:
1) Se incorporan en aceros, lo que mejora propiedades como la flexibilidad
y la resistencia a la corrosión y al impacto.
2) Permiten a los geólogos una mejo r clasificación, datación y
determinación del origen de las rocas.

87. COMPENDIO DE LECTURAS CIENTÍFICAS QUÍMICA I
86
3) El samario, el europio y el gadolinio se emplean en las barras de control
de neutrones de los reactores nucleares.
4) En ciertos compuestos, el europio es luminiscente. Se le emplea para
producir el color rojo en los monitores de televisión.
5) Las aleaciones de lantano y níquel adsorben gran cantidad de hidrógeno.
Con ellas se han diseñado vehículos no contaminantes que, en lugar de
quemar gasolina, funcionan quemando hidrógeno (!por su escape sale el
producto de la combustión ¡que es agua!).
6) Los imanes permanentes más potentes que existen contienen samario.
Han hecho posible el diseño de motores eléctricos más eficientes.
7) El neodimio, el holmio y el disprosio han permitido diseñar nuevas
fuentes de rayos láser.
8) Se empleó lantano para fabricar la primera cerámica superconductora de
alta temperatura, en 1987. En el siglo XXI seremos testigos de la revolución
tecnológica que será posible gracias a estos súper conductores.

88. COMPENDIO DE LECTURAS CIENTÍFICAS QUÍMICA I
87
UN ELEMENTO QUÍMICO DESCUBIERTO EN
MÉXICO
Garritz, A. y Chamizo J. A.
Química
Addison Wesley Iberoamericana
p.
Tema: Periodos y grupos

Un español, don Fausto de Elhuyar, se encargo en México del Real Cuerpo
de Minería en 1792. Diez años antes, había descubierto en el País Vasco el
elemento químico llamado hoy Tungsteno, al que bautizo como wolframio (por eso
su símbolo químico es W).
En esa misma institución Andrés Manuel del Rió destaco por su trabajo de
análisis químico de minerales mexicanos. En 1801 como resultado del estudio de
un mineral de Zimapán, del Rió descubrió un nuevo elemento químico al que llamo
eritronio con el cromo lo que resulto falso. El elemento fue redescubierto en 1830
por Sefstrom quien lo denomino vanadio como hoy lo conocemos.
En realidad la primera aportación americana a la tabla de los elementos fue
el platino que era conocido por los indígenas y fue presentado al mundo científico
en 1748. Salvo esta contribución prehispánica, el eritronio (vanadio) fue el primer
elemento químico descubierto en América. Habrían de pasar 125 años para que
se diera el siguiente, en un laboratorio de Estados Unidos.

89. COMPENDIO DE LECTURAS CIENTÍFICAS QUÍMICA I
88










CAPÍTULO 4



ENLACES QUÍMICOS

90. COMPENDIO DE LECTURAS CIENTÍFICAS QUÍMICA I
89
EL CLORURO DE SODIO: UN COMPUESTO IÓNICO
COMÚN E IMPORTANTE
Chang Raymond
Química
Mc Graw Hill, 6ª Edición,
México 1999.
p. 337.
Tema: Clasificación del enlace

Todos estamos familiarizados con el cloruro de sodio como sal de mesa. Es
un compuesto iónico típico, un sólido quebradizo con punto de fusión alto (801° C)
que conduce la electricidad en el estado fundido y en solución acuosa. La
estructura del NaCl se muestra en la figura 2.12
Una de las fuentes del cloruro de sodio es la sal de roca que se encuentra
en depósitos subterráneos que suelen alcanzar varios metros de espesor.
También se obtiene de agua de mar o de la salmuera (una solución concentrada
de NaCl) por evaporación solar. También se encuentra en el mineral llamado
halita.
El cloruro de sodio se utiliza más que cualquier otro material en la
manufactura de compuestos químicos inorgánicos. El consumo mundial de esta
sustancia es de unas 150 millones de toneladas anuales. El cloruro de sodio se
utiliza principalmente en la producción de otros compuestos químicos inorgánicos,
como cloro gaseoso, hidróxido de sodio, sodio metálico, hidrógeno gaseoso y
carbonato de sodio. También se utiliza para fundir hielo y nieve en autopistas y
caminos.
Sin embargo, como el cloruro de sodio es dañino para la vida vegeta y
promueve la corrosión de los automóviles, su uso para este fin puede representar
un riesgo para el medio ambiente.

91. COMPENDIO DE LECTURAS CIENTÍFICAS QUÍMICA I
90
RUBÍES, ZAFÍROS Y OTRAS PIEDRAS PRECIOSAS
Garritz, A. y Chamizo J. A.
Química
Addison Wesley Iberoamericana
p. 444.
Tema: clasificación del enlace

La alúmina Al
2O3, Es un compuesto iónico excepcional. En la naturaleza se
encuentra como el mineral corundum, al que sólo el diamante supera en dureza.
Su alto punto de fusión (2045º C), Poca reactividad química y, desde luego,
imposibilidad para conducir la corriente eléctrica, lo han hecho muy útil en la
producción de abrasivos (como los de las pastas de dientes), agujas de
tocadiscos, materiales cerámicos y aislantes eléctricos (como los que se
encuentran en las bujías de los automóviles. Recientemente se han preparado
fibras microcristalinas de este material que están desplazando a otros como
aislantes térmicos y eléctricos en aviones, helicópteros y naves espaciales, ya que
son igual de resistentes, con únicamente un tercio de su densidad.
Su arreglo cristalino presenta agujeros, los cuales pueden ser
ocasionalmente ocupados por otros iones. Así, cuando en el corundum hay
impurezas de Cr
3+
, se tiene un cristal rojo intenso muy valioso: el rubí. Si la
impureza es Ti
4+
, lo conocemos como zafiro, de color azul y si se encuentran
presentes ambos iones, la gema resultante es la amatista color violeta.
El aluminio forma también estructuras semejantes a las anteriores con el
silicio. Denominados aluminosilicatos. Entre ellos encontramos joyas, como el
topacio, cuando la impureza es Fe
3+
(que confiere una coloración amarilla), y la
espléndida esmeralda, con Be
2+
.
Demasiado valiosos para muchos otros usos diferentes de la joyería, los
cristales pequeños o de mala calidad se emplean como cojinetes para relojes,
donde su dureza es muy apreciada.

92. COMPENDIO DE LECTURAS CIENTÍFICAS QUÍMICA I
91
IONES VITALES
Garritz, A. y Chamizo J. A.
Química
Addison Wesley Iberoamericana
p. 445.
Tema: clasificación del enlace

Los iones desempeñan un papel ex tremadamente importante en las
funciones básicas de nuestro organismo. Prácticamente en todo nuestro cuerpo el
Na
+
es el principal catión de los fluidos externos a las células, mientras que el
potasio es dentro de las mismas. Entre los dos se encargan de mantener la
presión osmótica correcta en ambos lados de la pared celular, y de sostener el
impulso nervioso. El ión sodio se elimina en grandes cantidades durante la
transpiración como NaCl. En forma de sal del ácido úrico (poco soluble en agua),
se deposita en los cartílagos dando lugar a la enfermedad conocida como gota.
Cuando se presenta una baja en la concentración de azúcares en la sangre
hipoglucemia.
La concentración del ión k
+
disminuye también. Con esto la transmisión del
impulso nervioso se ve afectada, dando lugar a taquicardia y presión sanguínea
baja, lo que en caso extremo puede producir un paro cardiaco.
El ión Ca
2+
, es el principal integrante de los huesos y los dientes.
Aproximadamente el 90% de calcio en el organismo se encuentra en forma de
fosfato o carbonato. El resto interviene en el control del ritmo cardiaco y
contracción de los musculares y en la coagulación de la sangre.
El Mg
2+
participa en el funcionamiento de los músculos y los nervios,
además de encontrarse en ciertas enzimas. Posteriormente veremos su papel
protagónico en la fotosíntesis (sección 9.3).
Nuestro cuerpo tiene entre 4 y 5 gramos de hierro, la mayoría en forma de
ión Fe
2+
en la hemoglobina.

93. COMPENDIO DE LECTURAS CIENTÍFICAS QUÍMICA I
92
GRAFITO, DIAMANTE, CARBÓN VI Y FUTBOLENO
Garritz, A. y Chamizo J. A.
Química
Addison Wesley Iberoamericana
p.448.
Tema: clasificación del enlace

Alotropía y Estructura.
Anteriormente hablamos de estas tres formas alotrópicas del carbono.
Ahora veremos que todas presentan en laces covalentes, aunque sus átomos
están arreglados de manera diferente.
Disposición de los átomos de carbono en sus alótropos:



Como se puede apreciar en al ilustración, a cada átomo de C en el
diamante se unen otros cuatro átomos, en una estructura tetraédrica local. El
resultado es una red tridimensional extraordinariamente rígida que permite realizar
las preciosas tallas que observamos en los brillantes. El diamante es la sustancia
mas dura conocida (por lo que se le emplea en brocas y sierras para cortar
piedras, así como abrasivo, siempre y cuando sea de tamaño pequeño).

94. COMPENDIO DE LECTURAS CIENTÍFICAS QUÍMICA I
93
En virtud de su estructura, no es químicamente reactivo a temperatura
ambiente (a temperatura elevada forma CO2 y ¡adiós diamante!). Salvo Rusia, los
principales países productores de diamantes se encuentran en África. En 1905, en
la actual Sudamérica, se localizo el mayor diamante conocido, con una masa de
621 gramos, del cual se tallo “La Estrella de África”, que adorna actualmente el
centro real ingles.
En el grafito, cada átomo de carbono se encuentra unido mediante enlaces
covalentes a otros tres en el mismo plano, en donde forma una estructura
hexagonal. El cuarto electrón de valencia se emplea para unir entre si las capas, a
través de un enlace no covalente (mas bien con características de enlace
metálico, como veremos más adelante).La distancia entre los átomos de C en el
plano es la mitad de la que hay entre los planos. Lo anterior permite intercalar
otros átomos o moléculas entre las capas, dándole al grafito intercalado nuevas y
peculiares propiedades. Al igual que los metales, el negro y blando grafito (como
el de una puntilla de lápiz o una mina de lapicero) es un excelente conductor de la
electricidad Recientemente se le han encontrado diversas aplicaciones, al poderse
preparar sintéticamente con gran pureza.
El carbono VI es un alótropo lineal que alterna enlaces sencillos y triples, y
que se han encontrado en el hollín. Su interés científico y práctico es reducido.
En el futboleno (también conocido como buckminsterfullereno), 60 átomos
de carbono se sitúan en una estructura esférica similar a la de una pelota de
fútbol. Aquí cada uno de los átomos esta unido a otro tres, a través de 3 enlaces
covalentes simples y uno doble. Fue en muchos laboratorios de investigación en
todo el mundo. Antes del hallazgo del futboleno no se conocía una molécula
“esférica”. A la del C60 ha seguido la síntesis de otras moléculas, como C70, C32,
C76 y muchas otras, todas con propiedades muy peculiares y de gran actualidad.
Como puedes ver, con el mismo elemento y enlaces básicamente
semejantes se puede construir redes, placas, líneas o esferas con propiedades
marcadamente diferentes. También su valor es muy distinto: desde el diamante,
de precio accesible, al futboleno, que vale hoy cinco veces menos que el diamante

95. COMPENDIO DE LECTURAS CIENTÍFICAS QUÍMICA I
94
por unidad de masas, el grafito, con precios dos millones de veces inferir al del
diamante. Este es un claro ejemplo de la fascinante química arquitectura atómica
en la que mucho hay todavía por diseñar”.
En virtud de su estructura, no es químicamente reactivo a temperatura
ambiente (a temperatura elevada forma CO2 y ¡adiós diamante!) Salvo Rusia, los
principales países productores de diamantes se encuentran en África. En 1905, en
la actual Sudamérica, se localizo el mayor diamante conocido, con una masa de
621 gramos, del cual se tallo “La Estrella de África”, que adorna actualmente el
centro real ingles.
En el grafito, cada átomo de carbono se encuentra unido mediante enlaces
covalentes a otros tres en el mismo plano, en donde forma una estructura
hexagonal. El cuarto electrón de valencia se emplea para unir entre si las capas, a
través de un enlace no covalente (mas bien con características de enlace
metálico, como mas adelante). La distancia entre los átomos de C en el plano es
la mitad de la que hay entre los planos. Lo anterior permite intercalar otros átomos
o moléculas entre las capas, dándole al grafito intercalado nuevas y peculiares
propiedades. Al igual que los metales, el negro y blando grafito (como el de una
puntilla de lápiz o una mina de lapicero) es un excelente conductor de la
electricidad. Recientemente se le han encontrado diversas aplicaciones, al
poderse preparar sintéticamente con gran pureza.

96. COMPENDIO DE LECTURAS CIENTÍFICAS QUÍMICA I
95
SANGRE ARTIFICIAL
Garritz, A. y Chamizo J. A.
Química
Addison Wesley Iberoamericana
p. 451.
Tema: clasificación del enlace

La polaridad de los enlaces puede dar lugar a importantes cambios en las
propiedades de las moléculas. Lo anterior sucede, por ejemplo, cuando en los
hidrocarburos se sustituyen los hidrógenos por halógenos, con electronegatividad
alta. Tal es el caso de algunos compuestos perfluorados (el prefijo per significa
que todos los átomos de hidrógeno han sido reemplazados) como la
perfluorodecalina y la perfluorotripropilamina. El teflón es un polimeroperfluorado.
Una disolución acuosa de 14 % en volumen del primero y 6% del segundo,
con nombre comercial de Fluosol–DA, se emplea desde hace varios años como
sangre artificial. El CO2 y el oxígeno son extraordinariamente solubles en esta
disolución, tanto así, que un ratón puede respirar el segundo directamente cuando
es sumergido en ella.
El Fluosol–DA no lleva antígenos (anticuerpos que hacen que una persona
con sangre tipo A no pueda recibir sangre de un individuo tipo B), así que puede
hacerse una transfusión de sangre artificial a cualquier persona, sin importar su
tipo se sangre. Además, puede conservarse 50 veces más tiempo que la sangre
normal y hasta ahora no se le conoce efectos secundarios.
En un futuro no muy lejano esta sangre artificial que ya se emplea en
Japón, salvara muchas vidas en nuestro país.

97. COMPENDIO DE LECTURAS CIENTÍFICAS QUÍMICA I
96
SEMICONDUCTORESY TRANSISTORES
Garritz, A. y Chamizo J. A.
Química
Addison Wesley Iberoamericana
p. 456.
Tema: clasificación del enlace

Prácticamente toda la tecnología moderna de comunicaciones (radio, TV,
fax, computadoras, teléfonos, redes, etc.) esta basada en fenómenos y procesos
que tienen que ver con la conducción de corriente eléctrica de manera muy
controlada, a través de dispositivos semiconductores incorporados en circuitos
integrados.
Estos dispositivos están hechos de silicio muy puro a el que se le han
agregado muy pequeñas cantidades de ot ros elementos de las familias
adyacentes a la suya en la tabla periódica.
Un cristal puro de silicio es aislante (es decir, mal conductor de la
electricidad), lo cual implica que es necesario aplicar una gran cantidad de energía
para lograr que los electrones circulen a lo largo de cristal.
En un cristal hay una enorme cantidad de átomos y, por tanto, de electrones
(cada silicio tiene 4 electrones de valencia). Los niveles de energía disponibles en
el sólido son también muchos y, a diferencia de los átomos aislados donde las
energías disponibles están bien espaciadas, en el sólido hay todo un continuo de
niveles (llamados “bandas”).
Los electrones de valencia del Si están localizados sobre los átomos y
ocupan lo que se conoce como banda de valencia, a energías bajas. Sin embargo,
a energía más alta se encuentra la banda de conducción, que tiene niveles más
deslocalizados pero no contiene electrones.
Sólo cuando los electrones del Si adquieren la energía suficiente para
“saltar” de la banda de valencia a la de conducción es que el cristal puede
conducir la corriente. Lo anterior corresponde a un metal donde las bandas de
valencia y de conducción están juntas. Esto quiere decir que no se requiere

98. COMPENDIO DE LECTURAS CIENTÍFICAS QUÍMICA I
97
energía para que los electrones de un metal conduzcan la electricidad. Este hecho
también explica el brillo de los metales, pues basta la luz visible para que algunos
electrones se desplacen a energías más altas y, al volver nuevamente, emitan la
luz que observamos como brillo metálico.
Si un cristal de Si se contamina cuidadosamente con un elemento que
tenga un electrón más de valencia (como el arsénico), los niveles energéticos del
material (silicio “dopado” con arsénico), la razón es que el quinto electrón del As
no se emplea para enlazarse con otros átomos de Si (ya que el Si solo requiere 4
electrones), sino que queda libre para moverse dentro del cristal, pues la energía
que necesita para alcanzar la banda de conducción es mucho menor que en el
caso del silicio puro. A estos materiales se les conoce como semiconductores tipo
n (“n” negativo).
Por el contrario, si el dopado es el boro, habrá un defecto de electrones en
la banda de valencia, y el cristal Serra un aceptor de carga, o un semiconductor
tipo p.

99. COMPENDIO DE LECTURAS CIENTÍFICAS QUÍMICA I
98
HIELO
Garritz, A. y Chamizo J. A.
Química
Addison Wesley Iberoamericana
p. 459.
Tema: Clasificación del enlace

Todos sabemos es menos denso que el agua. Cuando lo vemos flotar en
ella percibimos indirectamente los en laces por puente de hidrógeno que hay en
este compuesto.
En la molécula de agua, un átomo de oxigeno con seis electrones se enlaza
con dos átomos de hidrógeno. Gracias a los dos enlaces covalentes polares, el
oxigeno tiene ahora la configuración electrónica del neón. La molécula no es
lineal, sino angular (como veremos en la siguiente sección).
El puente de hidrógeno se establece entre los pares solitarios de electrones
del oxigeno (es decir, aquellos que no participan en un enlace covalente) y los
átomos de hidrógeno (parcialmente positivos) de otra molécula. La estructura de
hielo, ordenada hexagonalmente a través de estos enlaces, tiene canales vacíos
en su interior. Cuando el hielo se calienta y funde, los espacios intermoleculares
se reducen, y en consecuencia el volumen, por lo que la densidad del líquido
resulta mayor que la del sólido. La menor densidad del hielo con respecto al agua
evita que en el invierno se congelen completamente los ríos y lagos, ya que la
capa de hielo superior funciona como aislante. Con ello pueden seguir viviendo
animales y plantas en la parte inferior.
Por otra parte, como el hielo flota, si llega a fundirse en los casquetes
polares terrestres puede ocasionar fuertes inundaciones en las localidades
cercanas al mar. Este es uno de los peligros que puede correr la humanidad si la
emisión de gases de invernadero provoca una elevación continuada de la
temperatura del planeta.

100. COMPENDIO DE LECTURAS CIENTÍFICAS QUÍMICA I
99
Un aspecto negativo del aumento del volumen de agua cuando solidifica es
que rompe los conductos a través de los cuales circula. Este es un problema grave
en los países fríos. Por esos se agrega etilenglicol como anticongelante a los
radiadores de los automóviles, ya que de otra manera reventarían en condiciones
severas de frío.

101. COMPENDIO DE LECTURAS CIENTÍFICAS QUÍMICA I
100
¿POR QUÉ LOS LAGOSSE CONGELAN DESDE
LA SUPERFICIE HACIA EL FONDO?
Chang Raymond
Química
McGraw Hill, 6ª Edición,
México 1999.
p. 429.
Tema: clasificación del enlace

El hecho de que el hielo sea menos denso que el agua tiene un profundo
significado ecológico. Considérese, por ejemplo, los cambios de temperatura en el
agua de un lago en un clima frío. A medida que la temperatura del agua cercana a
la superficie disminuye, aumenta su densidad. El agua más fría se va entonces
hasta el fondo, mientras que el agua más tibia, que es menos densa, sube a la
superficie.
Este movimiento normal de convección continúa hasta que la temperatura
del agua alcanza unos 4° C. Cuando la temperatura desciende por abajo de este
valor, la densidad del agua comienza a disminuir, de modo que el agua ya no se
va al fondo. Con mayor enfriamiento, el agua de la superficie se empieza a
congelar.
La capa de hielo formada no se hunde porque es menos densa que el
líquido, incluso actúa como un aislante térmico para el agua que está debajo.
Si el hielo fuera más pesado, se iría hasta el fondo del lago y eventualmente
el agua se congelaría en forma ascendente. La mayoría de los organismos vivos
que existen en el agua no sobrevivirían en el hielo, pero por suerte, el agua de los
lagos no se congela desde el fondo hacia la superficie. Esta propiedad particular
del agua hace posible que se pueda practicar la pesca en los lagos helados.

102. COMPENDIO DE LECTURAS CIENTÍFICAS QUÍMICA I
101
LAS HUELLAS DIGITALES DEL ADN
Chang Raymond
Química
McGraw Hill, 6ª Edición,
México 1999.
p. 429.
Tema: clasificación del enlace

La información genética humana o genoma, consta de unos 3000 millones
de nucleótidos. Estas3000 millones de unidades constituyen los 23 pares de
cromosomas que son hebras continuas de DNA cuya longitud abarca de 50 a 500
millones de nucleótidos. En este DNA están codificadas y almacenadas en
unidades denominadas genes las instrucciones para la síntesis de proteínas. Cada
uno de los 100 000 genes es el responsable de la síntesis de una proteína
determinada. Además de las instrucciones para la síntesis de proteínas, cada
gene contiene una secuencia de bases que se repite varias veces, cuya función se
desconoce. Lo interesante de estas secuencias, denominadas minisatélites, es
que aparecen muchas veces en diferentes lugares, no sólo en un gene particular.
Además, cada persona Tiene un número de secuencias repetidas. Sólo los
gemelos idénticos tienen el mismo número de secuencias minisatélites.
En 1985, el químico británico Alec Jeffrey sugirió que las secuencias
minisatélites proporcionan una forma de identificación, muy parecida a las huellas
dactilares. Desde entonces las huellas digitales del DNA han ganado importancia
para las agencias jurídicas como una forma de identificar a posibles homicidas.
Para hacer una huella dactilar de DNA, un químico necesita una muestra de
cualquier tejido como sangre o semen; incluso la saliva o el cabello contienen
DNA.
El DNA se extrae del núcleo de la célula y se corta en fragmentos por medio
de enzimas de restricción. Estos fragmentos que están cargados negativamente,
se separan por un campo eléctrico en gel. Los fragmentos más pequeños migran
más rápido que los mayores, de modo que eventualmente se separan en bandas.

103. COMPENDIO DE LECTURAS CIENTÍFICAS QUÍMICA I
102
Las bandas de fragmentos de DNA se transfieren del gel a una membrana
plástica y en esta forma se fija su posición. En seguida se agrega una sonda de
DNA, es decir, un fragmento (de una hebra) de DNA que se ha marcado con un
compuesto radiactivo. La sonda se une a los fragmentos que tienen una secuencia
complementaria de DNA. La membrana plástica se une con una película sensible
a rayos x, y al exponer la película, aparecen bandas en las posiciones que
corresponden a los fragmentos que reconocen a la sonda. Para obtener un perfil
que sea único para un individuo, se requieren unas cuatro sondas diferentes. Se
ha calculado que la probabilidad de encontrar patrones de dos personas elegidas
al asar es del orden de 1 en 10 000 millones.

104. COMPENDIO DE LECTURAS CIENTÍFICAS QUÍMICA I
103










CAPÍTULO 5



COMPUESTOS QUÍMICOS

105. COMPENDIO DE LECTURAS CIENTÍFICAS QUÍMICA I
104
CAL
www.arqhys.com
Tema: Óxidos metálicos

VARIEDADES DE CAL VIVA
De acuerdo con el porcentaje de óxido de calcio las cales vivas de clasifican
en dos variedades. Cales Grasas: son las más blancas, fabricadas con piedras
calizas de gran pureza, que en presencia de agua reaccionan con fuerte
desprendimiento de calor. Cales Magras: son más amarillentas, mas impuras
porque poseen sustancias como arcilla, óxido de magnesio, etc., que en presencia
de agua reaccionan con poco desprendimiento de calor. CAL APAGADA. Se dice
que se obtiene “cal apagada” cuando los albañiles vierten agua sobre la cal viva
en las construcciones. El apagado es exotérmico: se desprende gran cantidad de
calor que evapora parte del agua utilizada. Simultáneamente la cal viva se
desterrona y expande.

106. COMPENDIO DE LECTURAS CIENTÍFICAS QUÍMICA I
105
OXIDO DE ZINC
www.walsgreen.com
Tema: Óxidos metálicos

El óxido de zinc es un compuesto químico de color blanco, se le conoce
como zinc blanco. Su fórmula es ZnO y es poco soluble en agua pero muy soluble
en ácidos. Se le encuentra en estado natural en la cincita. Se usa como pigmento
e inhibidor del crecimiento de hongos en pinturas, como rellenador en llantas de
goma y como pomada antiséptica en medi cina. Alta capacidad calorífica.
Acelerador y activador para la vulcanización del caucho. Pigmento protector de la
Radiación ultravioleta.
El óxido de zinc se puede encontrar en muchos productos diferentes, como:
• Ungüentos de óxido de zinc
• Medicamentos para la dermatitis del pañal
• Medicamentos para las hemorroides
• Lociones para la piel
• Loción de Calamina
• Loción Caladryl
• Cosméticos
• Pinturas
• Productos de caucho
• Revestimiento de papel

107. COMPENDIO DE LECTURAS CIENTÍFICAS QUÍMICA I
106
HIELO SECO
www.quiminet.com.mx
Tema: Óxidos

Con el término HIELO SECO, se denomina el dióxido de carbono (CO2) en
estado sólido que a presión atmosférica se encuentra a una temperatura de
–78,5º C.
El dióxido de carbono (CO2) está presente en la atmósfera en
aproximadamente 0,03% de su volumen al nivel del mar.
El CO2 es un compuesto fundamental del ciclo de la vida.
Se genera durante la respiración de humanos y animales y es empleado
como nutriente por los vegetales. Las plantas, a su vez, liberan oxígeno que es
empleado durante la respiración de los seres vivos.
Aplicaciones tradicionales:
1. CATERING:
-Transporte Platos Preparados (comedores empresas, colegios, etc.)
-Cátering de Líneas Aéreas
-Conservación materias primas
2. INDUSTRIA AGRO-ALIMENTARIA:
-Refrigeración de masas (panadería, industria cárnica, etc.)
-Apoyo a congelación mecánica
-Transporte de muestras congeladas / refrigeradas
-Refrigeración e inertización de vegetales en campo (uvas, guisantes)
-Refrigeración de uva en cosecha y mostos en bodegas
-Limpieza criogénica
3. INDUSTRIA FARMACEUTICA / HOSPITALES:
-Ensayos de Laboratorio
-Conservación de reactivos, plasma, sueros, cultivos histológicos, etc.

108. COMPENDIO DE LECTURAS CIENTÍFICAS QUÍMICA I
107
-Microtomía, liofilización, etc.
-Transporte de reactivos, vacunas, cosméticos, etc.
4. INDUSTRIA QUÍMICA:
-Enfriamiento rápido de plantas y reactores
-Ensayos de laboratorio

109. COMPENDIO DE LECTURAS CIENTÍFICAS QUÍMICA I
108
CERÁMICA, VIDRIO Y CEMENTO
Garritz, A. y Chamizo J. A.
Química
Addison Wesley Iberoamericana
p. 741.
Tema: Óxidos

Todos estos materiales, utilizados por divertidas culturas desde hace miles
de años, son variaciones de compuestos de silicio y ya te los presentamos en los
UNIR Y ROMPER 3.1 y 3.2.
El SiO2 se encuentra libre en la naturaleza en grandes cantidades como
arena. También, aunque raras veces, se le encuentra en forma de cristales,
grandes de cuarzo. Cuando se deja enfriar la arena fundida (punto de fusión
1710°C), se obtiene un vidrio, esto es, un solidó no cristalino, desordenado.
La cerámica es el resultado de mezclar arena, arcilla (aluminosilicatos) y
feldespatos (aluminosilicatos mas complejos que las arcillas), que al calentarse
reaccionan y se endurecen.
El cemento es un material que sirve para unir otros materiales, de ahí su
ejemplo generalizado en la industria de la construcción. Desde la época de los
romanos se le utilizo en la construcción de caminos y acuerdos.
Pues has de saber que todos estos materiales son el resultado del mismo
tipo de reacción entre una base de Lewis O2- (obtenida de MO, MOH, MCO
3 o
MSO
4 donde M es un metal como Na, K, CaO Mg) y un acido de Lewis como
SiO
2O Al2O3, para obtener un aducto, como SiO3
2-, SiO4
4-, o AlO3
3-. Estos aductos
son las unidades estructurales del cemento, el vidrio y la cerámica.

110. COMPENDIO DE LECTURAS CIENTÍFICAS QUÍMICA I
109
¿QUIÉN MATO A NAPOLEÓN?
Chang Raymond
Química
McGraw Hill, 6ª Edición,
México 1999.
p. 152.
Tema: Óxidos

Después de su derrota en Waterloo, EN 1815 Napoleón fue exiliado en
Santa Elena, una pequeña isla del océano Atlántico en donde pasó los últimos
seis años de su vida. En la década de 1960 se analizaron muestras del cabello de
Napoleón y se encontró que tenían una gran cantidad de arsénico lo cual sugería
que pudiera haber sido envenenado, los principales sospechoso era el gobernador
de Santa Elena, con quien Napoleón no se llevaba bien y la familia real francesa
que querían evitar su regreso a Francia.
El arsénico elemental no es peligroso el veneno utilizado es en realidad el
óxido de arsénico III, As
2O3, un compuesto blanco que se disuelve en agua.
Que no tiene sabor y que es difícil detectar si se administra por largo
tiempo. Alguna vez fue conocido como “el polvo de la herencia” por que se podía
añadir al vino del abuelo para apresurar su muerte, y así ¡heredar los bienes!
En 1832 el Químico inglés James Marsh desarrolló un procedimiento para
detectar arsénico. En esta prueba, que ahora lleva el nombre de Marsh, se
combina el hidrógeno formado por la reacción entre zinc y ácido sulfúrico con una
muestra del supuesto veneno. Si hay As
2O3 presente, reacciona con el hidrógeno
y forma arsina AsH
3, un gas tóxico.
Cuando el gas arsina se calienta, se descompone y forma arsénico el cual
se reconoce por su brillo metálico. La prueba de Marshes un medio de disuasión
efectivo para evitar los homicidios con As
2O3, pero se inventó demasiado tarde
para ayudar a Napoleón (si es que en efecto hubiera sido victima de
envenenamiento intencional con arsénico).

En los inicios de los años 1990, surgieron dudas acerca de la teoría de
conspiración en la muerte de Napoleón debido a que se encontró que en una

111. COMPENDIO DE LECTURAS CIENTÍFICAS QUÍMICA I
110
muestra de papel tapiz de su estudio contenía arsenato de cobre CuHSO 4, un
pigmento verde que se usaba comúnmente en esa época. Se ha sugerido que el
clima húmedo de la isla promovido el crecimiento del moho en el tapiz
Es posible que para librarse del arsénico el moho lo convirtió en
trimetilarsina (CH
3). As un compuesto volátil y muy venenoso. La exposición
prolongada a estos vapores explicaría la presencia de arsénico en su cuerpo, lo
cual pudo haber deteriorado su salud aunque no haya sido la principal causa de su
muerte. Esta interesante teoría se apoya en el hecho de que los visitantes asiduos
de Napoleón sufrían trastornos gastrointestinales y otros síntomas de
envenenamiento con arsénico. Sin embargo su salud mejoraba cuando pasaba
muchas horas trabajando en el jardín su principal.

Pasatiempo en la isla.
Talvez nunca sabremos si napoleón murió por envenenamiento intencional
o accidental con arsénico, pero este ejercicio de detectives históricos aporta un
uso fascinante del análisis químico. El análisis químico no sólo se utiliza en la
ciencia forense, sino que también juega un papel esencial en las investigaciones
que abarca desde la investigación pura hasta las aplicaciones prácticas, como el
control de productos comerciales y de diagnóstico clínico.

Pistas químicas:
1. E l arsénico en el pelo de Napoleón se detecto por medio de una técnica
llamada activación de neutrones. Cuando el arsénico 75 es bombardeado con
neutrones de alta energía, se convierte en el isótopo radiactivo As-76. La energía
de los rayos gama emitidos por el isótopo es característica del arsénico, y la
intensidad de los rayos determina cuanto arsénico se encuentra presente en la
muestra. Con esta técnica, es posible detectar cantidades tan pequeñas como 5
nanogramos (5x10-9g.) por gramo de material.

112. COMPENDIO DE LECTURAS CIENTÍFICAS QUÍMICA I
111
2. El arsénico no es un elemento esencial para el cuerpo humano a:
A) Basándose en la posición que guarda en la tabla periódica,
proponga una causa de su toxicidad.
B) Aparte del cabello, ¿Dónde más se podría buscar la acumulación
del elemento si se sospecha de envenenamiento con arsénico?
3. La prueba de Marsh para el arsénico implica los siguientes pasos:
a) La generación de hidrógeno cuando se añade ácido sulfúrico al
zinc.
B) La reacción del hidrógeno con óxido de arsénico III para producir
arsina.
C) La transformación de arsina en arsénico por calentamiento.
Escriba las ecuaciones que representen estos casos e identifique el tipo de
reacción en cada uno.

113. COMPENDIO DE LECTURAS CIENTÍFICAS QUÍMICA I
112
AGUA OXIGENADA
es.wikipedia
Tema: Peróxidos

También conocido como agua oxigen ada, es un líquido incoloro a
temperatura ambiente con sabor amargo. Pequeñas cantidades de peróxido de
hidrógeno gaseoso ocurren naturalmente en el aire. El peróxido de hidrógeno es
inestable y se descompone rápidamente a oxígeno y agua con liberación de calor.
Aunque no es inflamable, es un agente oxidante potente que puede causar
combustión espontánea cuando entra en contacto con materia orgánica o algunos
metales, como el cobre, la plata o el bronce. El peróxido de hidrógeno no es
tóxico, ya que solo contiene hidrógeno y oxígeno, dos elementos encontrados en
el cuerpo humano y de hecho el cuerpo humano produce peróxido de hidrógeno.
El peróxido de hidrógeno es muy irritante en concentraciones altas, ya que
causa quemaduras temporales al desprenderse en la reacción el oxígeno. El
peróxido de hidrógeno en concentraciones menores al 3% es usado en todo el
mundo para curar varias enfermedades, como algunos tipos de cáncer y
esclerosis múltiple entre otras y su uso es cada día más conocido.
Aplicaciones Industriales El peroxido de hidrógeno tiene muchos usos
industriales como el blanqueo de la pulpa de papel, blanqueo de algodón,
blanqueo de telas y en general cada día se usa mas como substituto del cloro. En
la industria alimenticia de usa mucho para blanquear quesos y también se usa en
el proceso para la elaboración de aceites vegetales. En la industria química se usa
como reactivo y es muy importante en la elaboración de fármacos.

Aeroespacial
El peroxido de hidrógeno se usa en la industria aeroespacial como
combustible de cohetes en motores de cohete monopropelantes o como
aportación de oxigeno en motores bi-propelantes, este peroxido se usa por lo
general a una concentración del 90% y es extremadamente puro. También se usa

114. COMPENDIO DE LECTURAS CIENTÍFICAS QUÍMICA I
113
en concentraciones al 80% como impulsor de las turbo bombas que alimentan
tanto el combustible como el oxidante en grandes motores de cohete.

Restauración de objetos de arte
El peróxido de hidrógeno se emplea en trabajos de restauración. En
muchas pinturas antiguas, los pigmentos blancos a base de carbonato de plomo
se han decolorado debido a la formación del sulfuro de plomo, que posee un
particular color negro. El peróxido de hidrógeno, reacciona de manera que logra
convertir el sulfuro de plomo a sulfato de plomo (color blanco). Ambas sales son
insolubles en agua. La reacción es como se muestra en la ecuación.

PbS(S) + 4H2O2(ac) → PbSO4(s) + 4h2O(l)

Desinfección
Es un antiséptico general. Su mecanismo de acción se debe a la
efervescencia que produce, ya que la liberación de oxígeno destruye los
microorganismos anaerobios estrictos, y el burbujeo de la solución cuando entra
en contacto con los tejidos y ciertas sustancias químicas, expulsa restos titulares
fuera del conducto. Utilizado en dermoaplicaciones, limpieza de dentaduras y
desinfección bucal.
Además aprovechando la actividad de la peroxidasa presente en la sangre
también se usa junto a la fenolftaleína para detectar la presencia.

115. COMPENDIO DE LECTURAS CIENTÍFICAS QUÍMICA I
114
PERÓXIDO DE BENZOILO Y EL ACNÉ
American Chemical Society
Química
Addison-Wesley Iberoamericana segunda Edición, E.U. 1998.
p. 438.
Tema: Peróxidos

Los granos de acné son pequeñas infecciones causada por bacterias que
consumen el aceite de la piel (sebo). Durante la adolescencia, muchos individuos
producen demasiado sebo; Las células mueras pueden aglomerarse y obstruir los
poros de las glándulas sebáceas. La clave para controlar el acné moderado
consiste en mantener la piel muy limpia y los poros abiertos. Las lociones
abrasivas ayudan a eliminar la capa de células muertas, la suciedad y el aceite.
Mantener las manos y el pelo alejados de la cara también ayuda a
conservarla libre de suciedad y bacterias.1.Los preparados que contienen
peróxido de benzoílo, un agente oxidante moderado, son también eficaces para
controlar el acné ¿Cómo puede ayudar esta sustancia?2. En los casos graves de
acné, los médicos prescriben a menudo antibióticos ¿Porqué son eficaces ?La
mayor parte de los remedios para el acné ofrecen solamente un alivio temporal; la
única cura verdadera viene con la edad.

116. COMPENDIO DE LECTURAS CIENTÍFICAS QUÍMICA I
115
SOSA CÁUSTICA Y CAL
Garritz, A. y Chamizo J. A.
Química
Addison Wesley Iberoamericana
p. 695.
Tema: Hidróxidos

La sosa cáustica, NaOH, es la base más importante en la industria química.
Tanto este compuesto como la potasa cáustica, KOH, se fabrican desde el siglo
XVI, mediante el procedo llamado caustificación, que consiste en tratar la sosa de
lavar, Na
2CO3, o la potasa, K2CO3, respectivamente con cal Ca(OH)2
Na2CO3+ Ca(OH)2 → CaCO3+ Na(OH)2
Na
2CO3 + Ca(OH)2 → CaCO3 + Na(OH)2
Hoy día, su síntesis se realiza principalmente por métodos electroquímicos
a partir de una disolución de sal común. Aproximadamente la mitad de la sosa
producida en el mundo se emplea en la fabricación de otros productos químicos
como papel, polímeros, jabones y otros.
Por otra parte la cal viva CaO- cuya reacción con el agua da lugar a la cal
apagada o hidróxido de calcio Ca(OH)
2- se empleaba en el México prehispánico
en la nixtamalización del maíz, proceso en el cual el grano se hierve en agua con
cal y después de ablandarse se muele para obtener la masa con la que se
elaboran las tortillas.

117. COMPENDIO DE LECTURAS CIENTÍFICAS QUÍMICA I
116
LECHE DE MAGNESIA: ANTIÁCIDO ESTOMACAL
www.dietaatkins.com
Tema: Hidróxidos

La leche de magnesia es oxido de magnesio con agua, el cual forma el
HIDROXIDO DE MAGNESIO. Este es un laxante "clásico" descubierto por un
ingles de apellido Philips en el siglo 19. Se ha usado por muchos años, pero solo
se recomienda para uso ocasional.
En fin, la magnesia y la leche de magnesia (oxido e hidróxido de magnesio,
respectivamente) son laxantes reconocidos que se pueden usar ocasionalmente.
Pero Atkins NO los menciona (ni a favor ni en contra) en la más reciente
edición de la NRD. Para el estreñimiento, la adición de fibras es lo recomendado.

118. COMPENDIO DE LECTURAS CIENTÍFICAS QUÍMICA I
117
POTASA CÁUSTICA Y ELABORACIÓN DE
JABONES BLANDOS
www.textoscientificos.com

Tema: Hidróxidos

Este artículo familiar principalmente usado para lavar y emulsionar se
compone de las sales de sodio (o de potasio) de ácidos grasos de 12 a 18 átomos
de carbono. Las sales de sodio fabricadas en grandes cantidades son los jabones
duros, y los de potasio se denominan jabones blandos. Se obtienen saponificando
grasas o aceites, o neutralizando ácidos grasos, com hidróxidos o carbonato de
sódio o de potasio.
La mejor clasificación de los jabones se basa en el uso para que hayan sido
fabricados. Los de mejor calidad son los jabones de tocador, que contienen muy
poco álcali y se utilizan grasas y aceites de color mucho más claro.
Los que le siguen en calidad son los jabones de servicio ligero, que se
prestan en forma de pastillas, polvos, gránulos y escamas. Se usan para lavar la
vajilla, tejidos de lana, etc. Aquí se usan grasas con un color un tanto más
oscuras.

Composición y caracteres del jabón:
La reacción química que se verifica en la fabricación de jabones de grasas y
aceites neutros (triglicéridos) se expresa en la forma siguiente:

119. COMPENDIO DE LECTURAS CIENTÍFICAS QUÍMICA I
118
La glicerina se aprovecha como subproducto. La cantidad de NaOH
requerida para saponificar una cantidad dada de grasa neutra, se calcula por el
índice de saponificación de la grasa, el cual se expresa como el número de
miligramos de KOH (a base de 100%) necesarios para saponificar un gramo de
grasa.

120. COMPENDIO DE LECTURAS CIENTÍFICAS QUÍMICA I
119
ÁCIDO SULFÚRICO Y LAS BATERÍAS DE LOS
AUTOMÓVILES
Garritz, A. y Chamizo J. A.
Química
Addison Wesley Iberoamericana
p. 803.
Tema: Oxiácidos

Baterias para automóviles
Podemos encender un coche gracias a la energía almacenada en la
batería.
Una batería común esta integrada por seis celdas conectadas en serie,
cada una produce una diferencia de potencial de 2 voltios, por lo que el voltaje
total que proporciona es de 12 V.
El cátodo esta hecho de PbO2 inmerso en una malla metálica y el ánodo es
de Pb, ambos están sumergidos en H2SO4 bastante concentrado
(aproximadamente 5M), por lo que es muy corrosivo y se debe manejar con
mucho cuidado.
Las reacciones que se llevan a cabo cuando se enciende el automóvil, y
que descargan la batería, son:

Cátodo (Reducción)
PbO2 + 4H
+

+ SO4
2- + 2e → PbSO4 + 2H2O
Ánodo (oxidación) Pb + SO4
2- → PbSO4 + 2e

La reacción completa es:
PbO2 + Pb + 2H2SO4 → 2PbSO4 + 2H2O
De continuar indefinidamente esta reacción, se consumirían los electrodos y
el acido, y la batería dejaría de funcionar. Para evitar lo anterior, una vez que el

121. COMPENDIO DE LECTURAS CIENTÍFICAS QUÍMICA I
120
automóvil esta en marcha, el alternador convierte parte de la energía cinética,
resultado del movimiento del motor, en energía eléctrica que se regresa a la
batería, cargándola de acuerdo con las reacciones inversas.

Cátodo
PbSO4 + 2e → Pb + SO42-
Ánodo PbSO4 + 2 H2O → PbO2 + SO42-+ 4 H++ 2 e
La reacción completa no espontánea, producida por la corriente del alternador, es:
2PbSO4 + 2PbSO4 → Pb + PbO2 + 2H2SO4
Cuando las baterías se cargan mediante fuentes externas de manera
rápida, puede ocurrir la hidrólisis del agua, dando lugar a H
2 y O2, una mezcla de
gases altamente explosiva.
En los últimos años se han diseñado y probado automóviles electrónicos,
aunque tal vez no en la cantidad que se debería hacer. Estos vehículos empleas
únicamente baterías como fuente de energía, las cuales se pueden recargar
diariamente. Prototipos de estos vehículos funcionan ya en países como
Inglaterra, donde se emplean en corridos cortos y constantes, como los de los
repartidores de leche o los carteros. Pronto los veremos circular en nuestras
ciudades contaminadas.

122. COMPENDIO DE LECTURAS CIENTÍFICAS QUÍMICA I
121
ACIDO FOSFÓRICO, COMPONENTE DE
REFRESCOS
Garritz, A. y Chamizo J. A.
Química
Addison Wesley Iberoamericana
p. 725.
Tema: Compuestos químicos inorgánicos. Oxiácidos

Muchos refrescos de cola son ácidos porque se les adiciona ácido fosfórico.
¿Cuál es el pH de una solución 1x 10
-4
m dec H3PO4?
El ácido fosfórico es un ácido poliprótico para el cual k
a1es mayor que ka2
más de 10
3
veces. Entonces podemos usar la siguiente ecuación. Ahora el Pk A
vale 2.12:
pH= 0.5 ( 2.12-( -4) ) = 3.02.
Vale la pena comentar que si utilizamos un método de cálculo con menos
aproximaciones o mejor si realizamos la medición directa del pH el resultado sería
pH= 4
La diferencia es una unidad de pH, es decir 10 veces más (H
3O +) de lo
calculado. La moraleja es que hay que emplear las ecuaciones con cautela. Una
experiencia que nos podemos llevar es que la acides de los refrescos de cola son
bastante ácidos y que por la manera frecuente en que los consumimos estamos
afectando nuestros dientes y riñones de manera inconciente.

123. COMPENDIO DE LECTURAS CIENTÍFICAS QUÍMICA I
122
ÁCIDO NÍTRICO, FERTILIZANTES Y EXPLOSIVOS
Chang Raymond
Química
Mc Graw Hill, 6ª Edición,
México 1999.
p. 152.
Tema: Compuestos químicos inorgánicos. Oxiácidos

EL nitrato de amonio se obtiene a partir de ácido nítrico y amoniaco, La
mayor cantidad de la produccion de ácido nítrico se destina a la elaboración de
fertilizantes.
El nitrato de amonio es el fertilizante más importante en el mundo. En 1995
ocupaba el decimoquinto lugar de los productos químicos industriales producidos
en los Estados Unidos (8 millones de toneladas). Por desgracia también es un
poderoso explosivo. En 1947 ocurrió una explosión a bordo de un barco cargado
con este fertilizante, en Texas. El fertilizante estaba en bolsas de papel y
aparentemente se produjeron gases en su interior, después de que los marineros
trataron de sofocar un incendio en la bodega del barco cerrando una compuerta,
con lo cual se creó una fuerte compresión y el calor necesario para una explosión.
En el accidente murieron más de 600 personas. En fechas recientes ocurrieron
más desastres por el nitrato de amonio, en el World Trede Center de Nueva York
en 1993 y en el Alfred P., Murrah Federal Building, en la ciudad de Oklahoma en
1995.
El nitrato de amonio es un oxidante fuerte que es estable a temperatura
ambiente a 250 º C se empieza a descomponer como sigue:
NH4NO3(g) → N2O(g) + 2H2O(g)
A 300 º C, se forman más productos gaseosos y más calor:
2NH4NO3(g) → 2N2O (g) + 4H2O(g) + O2(g)
Por cada gramo de compuesto que se descompone, se generan alrededor
de 1.46 kilojoules de calor. Cuando se combina con un material combustible como

124. COMPENDIO DE LECTURAS CIENTÍFICAS QUÍMICA I
123
el combustoleo, la energía liberada aumenta casi al triple. El nitrato de amonio
también se puede mezclar con carbón, azúcar, harina, formar un explosivo
El intenso calor que se genera por la explosión que provoca la rápida
expansión de los gases, lo que produce ondas que destruyen casi todo lo que
encuentran a su paso.
Las leyes federales regulan la venta del nitrato de amonio en grado
explosivo, que se encuentra en un 95% de todos los explosivos comerciales
utilizados en la construcción de carreteras y en la minería. Sin embargo, las
grandes cantidades de nitrato de amonio y de otras sustancias que aumentan su
poder explosivo hacen posible que cualquier persona con inclinaciones
incendiarias pueda fabricar una bomba. Se calcula que la bomba que destruyo el
edificio federal de Oklahoma contenía 4000 libras de nitrato de amonio y
combustoleo y fue activada mediante un dispositivo explosivo.
¿Cómo se puede evitar el uso de nitrato de amonio a los terroristas? Lo
más lógico sería disminuir o neutralizar la capacidad del compuesto par actuar
como explosivo, pero hasta la fecha no se ha encontrado la forma para que no
disminuya también su valor como fertilizante. Un método más pasivo es agregar al
fertilizante un agente conocido como marcador que permitiría reforzar las leyes
para determinar el origen de un nitrato de amonio explosivo. Numerosos países
prohíben la venta de nitrato de amonio sin marcadores; Sin embargo, el congreso
de Estados Unidos todavía no ha aceptado es ley.

125. COMPENDIO DE LECTURAS CIENTÍFICAS QUÍMICA I
124
ÁCIDO CLORHÍDRICO (MURIÁTICO)
Es.wikipedia.org
Tema: Compuestos químicos inorgánicos hidrácidos

El ácido clorhídrico, hidroclórico o todavía ocasionalmente llamado, ácido
muriático, es una disolución acuosa del gas cloruro de hidrógeno (HCl). Es muy
corrosivo y ácido. Se emplea comúnmente como reactivo químico y se trata de un
ácido fuerte que se disocia completamente en disolución acuosa.
El clorhídrico se utiliza sobre todo como ácido barato fuerte y volátil. El uso
más conocido es el de desincrustante para eliminar residuos de caliza (carbonato
cálcico: CaCO
3). En esta aplicación se transforma el carbonato cálcico en cloruro
cálcico más soluble y se liberan dióxido de carbono (CO
2) y agua:
CaCO3+ 2 HCl → CaCl2+ CO2+ H2O

126. COMPENDIO DE LECTURAS CIENTÍFICAS QUÍMICA I
125
ÁCIDO FUORHÍDRICO Y GRABADO DE VIDRIO
es.wikipedia.org
www.dentaflux.com
Tema: Compuestos químicos inorgánicos hidrácidos.

El ácido fluorhídrico es la solución acuosa de fluoruro de hidrógeno, que
está compuesto por un átomo de hidrógeno unido a otro de flúor. No debe ponerse
en contacto con elementos de vidrio ya que puede corroerlo, por esto se manipula
utilizando material de plástico ataca el silicato del vidrio formando tetrafluoruro de
silicio SiF
4 o ácido hexafluorosilicato H2SiF6 respectivamente. En estado líquido se
forman agregados (p. ej. H6F6) debido a puentes de hidrógeno, parecido a lo que
pasa en el agua. Esto explica el punto de ebullición anormalmente elevado de
19,5º C comparándolo con el clorhídrico (HCl) de -85,05º C. Disuelto en agua
forma una disolución ácida altamente corrosiva.

Usos:
Grabado de superficies cerámicas y vidrio.
Grabado de Brackets de ortodoncia.

El gel de acido Fluorhídrico Dentaflux se utiliza para la preparación de
superficies cerámicas ante los adhesivos. La rugosidad que produce, mejora
notablemente la unión entre el adhesivo o cemento (composite) y la superficie
cerámica.
Es útil tanto en clínica como en laboratorio.
Los productos para los que es muy útil son las coronas cerámicas sin metal,
carillas de porcelana, inlays y onlays y brackets.
Funciona con todo tipo de cerámicas salvo con cerámicas aluminosas.
Si se graban los brackets de ortodoncia de porcelana, se incrementa mucho
su adherencia.

127. COMPENDIO DE LECTURAS CIENTÍFICAS QUÍMICA I
126
ÁCIDOS, BASES Y LA SALUD HUMANA
John W. Hill-DorisK. Kolb
Química para el nuevo milenio
Prentice Hall Iberoamericana México 1999.
p. 190.
Tema: Compuestos químicos inorgánicos.

Los ácidos y bases concentrados son venenosos corrosivos capaces de
causar quemaduras químicas graves. Una vez que se eliminan los agentes
químicos, las lesiones son similares a las que produce el calor, y se suelen tratar
de la misma manera.
El ácido sulfúrico (H 2SO4) es con mucho el principal producto químico en
Estados Unidos, donde se producen alrededor de 40 000 millones de kg cada año,
la mayor parte de los cuales se utilizan para fabricar otros productos químicos
industriales, en especial fertilizantes. En casa usamos ácido sulfúrico en el
acumulador del automóvil y en ciertos productos para la limpieza de desagües.
Además de ser un ácido fuerte, el ácido sulfúrico es un poderoso agente
deshidratante que reacciona con el agua de las células.
El ácido clorhídrico (llamado también ácido muriático) se usa en la industria
para eliminar la herrumbre de los metales, en la construcción para quitar el exceso
de mezcla de los tabiques, y en el hogar para retirar los depósitos calizos de la
taza del excusado. Las soluciones concentradas (alrededor de 38% de HCl)
causan quemaduras graves, pero las soluciones diluidas se pueden usar sin
peligro en el hogar si se manejan con cuidado. El jugo gástrico es una solución
que contiene alrededor del 0.5% de HCl.
La cal (CaO) es la base comercial más económica y de uso más extendido;
se fabrica calentando piedra caliza (CaCO
3) para expulsar CO2. Este producto
químico industrial ocupa el quinto lugar de producción en Estados Unidos, con
alrededor de 17 000 millones de kg anuales. La cal se utiliza para hacer mortero y
cemento y también para “endulzar” los suelos ácidos.
El hidróxido de sodio (conocido comúnmente como lejía) es la base fuerte
de uso más frecuente en el hogar. La lejía se utiliza para limpiar hornos y se

128. COMPENDIO DE LECTURAS CIENTÍFICAS QUÍMICA I
127
comercializa en productos como el Easy Off, y también se emplea para destapar
desagües en productos como el Drano.
Tanto los ácidos como las bases, incluso en forma de soluciones diluidas,
degradan las moléculas de proteína de las células vivas. En general, los
fragmentos que se producen son incapaces de llevar acabo las funciones de las
proteínas originales.
Cuando la exposición es intensa, la fragmentación continúa hasta que el
tejido se destruye totalmente. En las células vivas las proteínas funcionan como es
debido sólo a un cierto pH óptimo. Si el pH cambia de manera considerable en uno
y otro sentido, las proteínas no pueden llevar a cabo sus funciones normales.

129. COMPENDIO DE LECTURAS CIENTÍFICAS QUÍMICA I
128
Si no se utilizan de manera correcta, los ácidos y bases pueden ser nocivos
para la salud. Pero los ácidos y bases afectan la salud de formas más sutiles y, a
final de cuentas, más importantes. Es preciso mantener un equilibrio delicado entre
los ácidos y las bases en la sangre y en los líquidos corporales. Si la acidez de la
sangre cambia demasiado ésta pierde su capacidad para transportar oxígeno.
Afortunadamente, el cuerpo humano cuenta con un complejo pero eficiente
mecanismo para mantener el equilibrio apropiado entre ácidos y bases.

130. COMPENDIO DE LECTURAS CIENTÍFICAS QUÍMICA I
129
LA VITAMINA C Y EL RESFRIADO COMÚN
John W. Hill-Doris K. Kolb
Química para el nuevo milenio
Prentice Hall Iberoamericana México 1999.
p. 519.
Tema: Compuestos químicos inorgánicos

Linus Pauling sugirió en 1970 que el ácido ascórbico (vitamina C) puede servir
como arma contra el resfriado común. Pauling recomendó dosis diarias de entre
1000 y 18 000 mg, dependiendo de la persona y las circunstancias. Según este
científico, la vitamina C puede prevenir los resfriados, o al menos mitigar su
severidad. Sus aseveraciones fueron recibidas con escepticismo (y hasta fueron
ridiculizadas) por muchos miembros de la comunidades científica y médica. Sin
embargo, en años recientes Pauling recibió cierto apoyo médico. El apoyo del
público siempre a sido fuerte; las ventas de vitamina C se fueron alas nubes desde
que Pauling hizo su primer anuncio. Según Pauling, la RDA de 60 mg de vitamina C
es suficiente para evitar el escorbuto, pero la vitamina C hace mucho más que
prevenir el escorbuto. Él consideraba que el consumo óptimo de vitamina C debe ser
mucho mayor que la RDA y probablemente varía muchote una persona a otra.
Pauling señalo que la mayor parte de las especies fabrican su propio ácido
ascórbico, y creía que los primates habían tenido esa capacidad pero la habían
perdido en algún punto de la evolución, de modo que ahora el ácido ascórbico es
una vitamina (una molécula que el organismo humano necesita pero que no puede
elaborar).
Pauling aseguraba que la vitamina C no sólo ayuda a prevenir (o aminorar los
efectos de) el resfriado común, sino también que ayuda a evitar y tratar la influenza,
así como varias enfermedades virales más. Él creía que la vitamina C tiene muchas
funciones, entre ellas la de fortalecer el sistema inmune, la de favorecer la
cicatrización de las heridas y quemaduras, y también su capacidad demostrada para
sanar úlceras gástricas. Al parecer, también desempeña un papel importante en el
mantenimiento del suministro de colágeno del organismo. Al igual que la vitamina E,
el ácido ascórbico es un antioxidante, y estas dos vitaminas, junto con beta _

131. COMPENDIO DE LECTURAS CIENTÍFICAS QUÍMICA I
130
caroteno, han aparecido con frecuencia en los titulares de los diarios a causa de su
actividad antioxidante. Los antioxidantes suelen actuar como anticarcinógenos.
Existen pruebas crecientes de que la vitamina C es indispensable para el
funcionamiento eficiente del sistema inmunológico. Los interferones se han
reconocido como agentes del sistema inmunológico. (Los interferones son moléculas
grandes que se forman por la acción de los virus sobre las células anfitrión. Al
producir un interferón, un virus puede interferir el crecimiento de otro virus).
Se ha demostrado que un aumento en la ingestión de vitamina C incrementa
la producción de interferones.
Sea por la razón que sea, para prevenir los resfriados o para protegerse
contra el cáncer, o simplemente con el propósito de mantener un estado de salud
óptimo, muchas personas toman ahora complementos de vitamina C con
regularidad. Casi nunca toman las megadosis que Pauling recomendó, pero sí
continúan tomando complementos año con año. Si la vitamina C no ayuda a todas
estas personas a mantenerse saludables, al menos ellas parecen creer que así es.

132. COMPENDIO DE LECTURAS CIENTÍFICAS QUÍMICA I
131
LA ESCALA pH EN ALGUNAS SOLUCIONES
COMUNES
John W. Hill-Doris K. Kolb
Química para el nuevo milenio
Prentice Hall Iberoamericana México 1999.
p. 187.
Tema: Compuestos químicos inorgánicos


SOLUCIÓN pH
Ácido clorhídrico (4%) 0
Jugo gástrico 1.6-1.8
Jugo de limón 2.1
Vinagre (4%) 2.5
Bebidas gaseosas 2.0-4.0
Orina 5.5-7.0
Leche 6.3-6.6
Saliva 6.2-7.4
Agua pura 7.0
Sangre 7.4
Clara de huevo fresca 7.6-8.0
Bilis 7.8-8.6
Leche de magnesia 10.5
Sosa para lavar 12.0
Hidróxido de sodio (4%) 13

133. COMPENDIO DE LECTURAS CIENTÍFICAS QUÍMICA I
132
LA FAMOSA SAL DE MESA
Garritz, A. y Chamizo J. A.
Química
Addison Wesley Iberoamericana
p. 696.
Tema: Compuestos químicos inorgánicos Sales binarias

En la síntesis de productos quími cos inorgánicos se utiliza más
frecuentemente cloruro de sodio que cualquier otro mineral. Su consumo mundial
excede los 150 millones de toneladas por año. El principal productor es Estados
Unidos, con el 27% del total seguido por China y la comunidad de estados
independientes con 10% y 8% respectivamente. México produce aproximadamente
el 3% lo que implica que a cada habitante de este país le tocan unos ¡60 kilos de sal
por año!
La sal se encuentra en vastos depósitos subterráneos de donde se extrae en
forma de disolución acuosa muy concentrada o sólido. Contra lo que podría
pensarse la evaporación del agua de mar representa un porcentaje pequeño de la
producción mundial de sal (no más de 4%) a pesar de ser una fuente prácticamente
inagotable. Se ha calculado que toda la sal disuelta en los océanos ocuparía 19
millones de kilómetros cúbicos. Esto es más del 50% más que el volumen total de
toda América del norte sobre el nivel del mar.
La mitad de la sal extraída cada año se emplea n la producción de cloro, sosa
sodio e hidrógeno, en la denominada industria cloro–alcali.
El resto se usa en la preparación de carbonato de sodio y en la industria de
polímeros, el papel los textiles y los colorantes. Sólo el 3% de la producción se
destina al consumo humano directo, como sal de mesa; para condimentar los
alimentos o para preservarlos.

134. COMPENDIO DE LECTURAS CIENTÍFICAS QUÍMICA I
133
LAS SALES DE LA COMIDA
Garritz, A. y Chamizo J. A.
Química
Addison Wesley Iberoamericana
p. 725.
Tema: Compuestos químicos inorgánicos. Oxisales.

A continuación identificaremos algunas de las propiedades y usos de diversas
sales, principalmente de sodio.
NaNO2, Nitrito de sodio
Se usa como preservador de la carne; además mantiene y realza su color
rosado. Esta sal ha sido ampliamente investigada ya que reacciona en el estomago
con el HCl para producir el ácido nitroso. En la reacción el ión nitrito, NO
2- , funciona
como base de Brownsted Lowry.
NaNO2 + HCl → HNO2 + NaCl
El ácido nitroso reacciona con aminas par generar nitrosaminas, sustancias
que contienen el grupo nitroso =N-N=O.
HNO2 + R2NH → R2=N-N=O + H2O
Compuesto nitroso

Por pruebas realizadas con animales inferiores, parece ser que los
compuestos nirosos son sustancias mutagénicas, es decir que producen mutaciones
en células previsiblemente cáncer estomacal. La incidencia de cáncer en el
estómago es mayor en los países desarrollados, que consumen más alimentos con
NaNO
2, pero aún no se tienen pruebas concluyentes que las causas sean las
nitrosaminas, pues no se puede extrapolar tan fácilmente los resultados en células
bacterianas moscas de la fruta o ratones a células y organismos humanos. Como
persiste la duda se ha normado que los alimentos contengan o generen
proporciones muy pequeñas de compuestos nitrosos.
Hoy por hoy, no sabemos qué es mayor: El riesgo de intoxicación por comer
carneen mal estado o el riesgo de cáncer estomacal supuestamente debido a

135. COMPENDIO DE LECTURAS CIENTÍFICAS QUÍMICA I
134
compuestos nitrosos. Como siempre, la química es un arma de dos filos NaCl,
cloruro de sodio.
La carne salada (como la cecina) está protegida de los organismos, no se
descompone. La abundancia de sal alrededor de un microorganismo establece una
solución hipertónica para él, de manera que el agua fluye de su cuerpo.
Hacia fuera, deshidratándolo, por esta misma razón se puede conservar por
largo tiempo frutas en disoluciones saturadas de azúcar mejor conocidas como
mermeladas.
La presencia de NaCl en el organismo incrementa la capacidad de este para
retener líquidos, lo cual aumenta la presión arterial y daña el riñón. La mayoría de
los médicos coinciden en señalar que nuestra comida contiene demasiada sal y que
debemos reducir su consumo.
NaC7H5O2 benzoato de sodio.
Un preservativo o inhibidos alimenticio, es una sustancia que, sin alterar el
sabor de los alimentos, impide el crecimiento de los microorganismos que lo
descomponen. Tal es el caso del benzoato de sodio empleado en bebidas no
alcohólicas como jugos y en margarinas y jaleas. Revisa la etiqueta de cualquier
producto de este tipo y encontraras las palabras “benzoato de sodio preservador”:
No se conoce de manera precisa el mecanismo de acción de esta sal.

Glutamáto de sodio
Esta sal pertenece al grupo de sustancias que realzan el sabor de los
alimentos sin tener uno propio.
El ácido glutámico es uno de los 20 aminoácidos naturales de las proteínas.
Su sal la de sodio se emplea sobre todo en la comida china y su consumo excesivo
parece ser dañino. Se piensa que su actividad se debe a un incremento de la
salivación, lo que redunda en una sensibilidad mayor al sabor de los alimentos.
Actualmente se venden más de 100 mil toneladas de este producto.

136. COMPENDIO DE LECTURAS CIENTÍFICAS QUÍMICA I
135
Sales que no saben salado sino dulce.
Se conoce una gran variedad de compuestos salinos, como el ciclamato de
sodio, el acetato de plomo o elacesulfamo k, que saben dulce a pesar de tener
estructuras completamente diferentes a la de los azucares.

137. COMPENDIO DE LECTURAS CIENTÍFICAS QUÍMICA I
136
MUERTE CON KCl
www.informativos.telecinco.com
Tema: Compuestos químicos inorgánicos. Sales binarias

AGENCIAS
24 de abril de 2006.

Muchos condenados a la pena de muerte en Estados Unidos son ejecutados
mediante la inyección letal porque, según sus defensores, no les supone ningún
dolor. Ahora, un estudio de Human Rights Watch hecha por tierra esta teoría y
demuestra que la inyección letal contiene una sustancia que puede causar un fuerte
dolor al reo durante la agonía. Según este grupo pro derechos humanos, una de las
sustancias que se usa en ese tipo de ejecuciones está considerada por los
veterinarios como demasiado cruel para matar animales de compañía.
El informe se refiere al cloruro potásico, una de las tres sustancias que se
administran en las ejecuciones por inyección letal en 38 estados de EEUU.
El verdugo inyecta primero una sustancia que deja al reo inconsciente,
después otra que lo paraliza -bromuro de pancuronio- y, finalmente, el cloruro
potásico, que hace que el corazón deje de latir.
El informe acusa a los encargados de llevar a cabo las ejecuciones de no
tomar los pasos necesarios para garantizar que la muerte se produce sin dolor.
"Cada vez hay más pruebas de que hay presos que pueden haber padecido un dolor
extremo durante sus ejecuciones. Esto no debería causar sorpresa, dado que los
organismos responsables no han dado los pasos necesarios para garantizar que la
ejecución se produzca sin dolor", explica Human Rights Watch.

Presos que han sufrido en su muerte
Por ejemplo, el informe cita un caso en que se insertó una aguja de manera
indebida a un reo, y otro en que un condenado sufrió convulsiones, abrió los ojos y
pareció que intentaba respirar mientras moría.

138. COMPENDIO DE LECTURAS CIENTÍFICAS QUÍMICA I
137
A juicio de la organización, el problema es que en los casos en los que la
anestesia falla, la sustancia paralizante puede impedir a los condenados que
expresen el dolor que sienten.
El informe se produce en medio de una creciente polémica sobre esta
modalidad de ejecución.
En Carolina del Norte, las autoridades de prisiones ejecutaron el viernes
pasado a un reo por inyección letal y, por orden de un juez, durante el proceso
estuvieron controlando sus ondas cerebrales para garantizar que no sufría dolor.
En febrero pasado se suspendió una ejecución en California por la objeción
de conciencia de anestesistas que no querían tener que firmar que la muerte del reo
había sido sin dolor.
El Congreso tiene previsto el próximo miércoles estudiar si autoriza a un reo
en Florida argumentar ante los tribunales de ese estado que su ejecución mediante
inyección letal sería un castigo cruel y poco común.

139. COMPENDIO DE LECTURAS CIENTÍFICAS QUÍMICA I
138
EL MÁRMOL
www.informativos.telecinco.com
Tema: Compuestos químicos inorgánicos. Sales binarias

Se denomina mármol a un tipo de roca compacta formada a partir de rocas
calizas que, sometidas a elevadas temperaturas y presiones, alcanzan un alto grado
de cristalización. El componente básico del mármol es el carbonato cálcico, cuyo
contenido supera el 90%; los demás componentes son considerados impurezas,
siendo estas las que nos dan gran variedad de colores en los mármoles, y definen
su características físicas. Tras un proceso de pulido por abrasión el mármol alcanza
alto nivel de brillo natural, es decir sin ceras ni componentes químicos. El mármol se
utiliza principalmente en la construcción, decoración y escultura. A veces es
translúcido, de diferentes colores, entre los que más frecuentemente se encuentran
son:
El blanco, marrón, rojo, verde, negro, gris, azul amarillo, y que puede
aparecer de coloración uniforme, jaspeado (a salpicaduras), veteado (tramado de
líneas) y diversas configuraciones o mezclas entre ellas, más.
Con frecuencia otros minerales aparecen juntos a la calcita formando el
mármol, como el grafito, clorita, talco, mica, cuarzo, pirita y algunas piedras
preciosas como el corindón, granate, zirconita, etc.
Ateniéndose al concepto mineralógico, (no al artesanal) sólo se consideran
mármoles a los agregados granoso-vítreos, formadas básicamente por carbonato de
calcio y con trazas más o menos significativas de carbonato magnésico (mármol
dolomítico).
En la naturaleza, el mármol, se encuentra en aglomerados irregulares en el
seno de la roca cristalina primitiva, (donde forma yacimientos irregulares que con
frecuencia resultan ser filones) y menos frecuentemente formando estratos en
capas).
El principal productor de mármol mundial es Novelda, ciudad conocida como
El País del Mármol.
Es famoso el mármol blanco de Carrara en Italia.

140. COMPENDIO DE LECTURAS CIENTÍFICAS QUÍMICA I
139
EL YESO
www.economia.gob
Tema: Compuestos químicos inorgánicos

El yeso es un sulfato de calcio dihidratado (CaSO
4·2H2O), se presenta en
cristales tabulares exfoliables en láminas, generalmente incoloros. Tiene una dureza
de 2 en la escala de Mohs y una gravedad específica de 2.32. Su color
generalmente varía de blanco a blanco grisáceo, sin embargo, puede tener diversas
tonalidades de amarillo, rojizo, castaño, azul grisáceo, rosa o amarillo como
consecuencia de impurezas; es suave y plástico; a altas temperaturas de calcinación
pierde toda el agua.
El presente estudio considera únicamente el yeso natural y anhidrita que de
acuerdo a la ley minera son concesibles, sin embargo, es importante mencionar
algunas variedades del mineral que aunque no son concesibles sí se usan
ampliamente en la actividad industrial:
ƒ Selenita, es la variedad incolora y transparente que se presenta con brillo o
lustrosidad perla. La palabra selenita proviene de la palabra griega luna y
significa roca de luna.
ƒ Espato satinado, es un agregado de fibras compactas, tiene una apariencia
muy satinada que por sus cristales fibrosos proyecta juegos de luces.
ƒ Alabastro, es un fino material masivo granulado, es una piedra ornamental
usada desde la antigüedad en finas esculturas.

El yeso es un material con resistencia al fuego, no es abrasivo, tiene baja
temperatura de calcinación; funciona como agente oxidante, de acabado en
construcción y como removedor de espuma. Mejora la estructura o condiciones
físicas del suelo. Es comercializado sobre la base de su necesidad de agua,
resistencia, color blanco, tiempo de fraguado, y las cualidades estrechamente
controladas de expansión y contracción.
La distribución de yeso en México se localiza en varias provincias geológicas.
Actualmente la región con mayor potencial productor y principal exportador de yeso

141. COMPENDIO DE LECTURAS CIENTÍFICAS QUÍMICA I
140
es Baja California Sur, en donde se explota la mayor parte del yeso del país
aportando el 85% de la producción nacional, del cual prácticamente el 100% se
exporta.
La segunda entidad productora es Nuevo León que participa con el 4.3% y la
siguiente es Puebla que colabora con el 4.0%. Jalisco, Coahuila y Sonora son
productores menores con 2.9%, 2.5% y 1.0% respectivamente. Sin embargo, existen
evidencias de presencia de yeso en otros estados, entre éstos se encuentran San
Luís Potosí, Guerrero y Morelos.

142. COMPENDIO DE LECTURAS CIENTÍFICAS QUÍMICA I
141
¿COMO SE FORMA EL CASCARÓN DE HUEVO?
Chang Raymond
Química
Mc Graw Hill, 6ª Edición, México 1999.
p. 683.
Tema: Compuestos químicos inorgánicos

La formación del cascarón de un huevo de gallina es un ejemplo fascinante de
un proceso de precipitación natural.
Un cascarón de huevo tiene un peso promedio de 5 gramos y está constituido
por 40 % de calcio. La mayor parte del calcio se asienta en un periodo de 16 horas.
Esto significa que se deposita a una velocidad aproximada de 125 miligramos por
hora. Como ninguna gallina puede consumir calcio con la suficiente rapidez para
satisfacer esta demanda, el calcio lo aporta una estructura ósea especial de los
huesos largos de la gallina, en donde se acumulan grandes reservas de calcio para
formar el cascarón del huevo. [El componente inorgánico de calcio del hueso es el
fosfato de calcio, Ca
3(PO4)2, un compuesto insoluble]. Si una gallina se nutre con
una dieta baja en calcio, los cascarones de sus huevos se adelgazan
progresivamente, y para poner un solo huevo, ¡tendría que movilizar 10% del calcio
total de sus huesos! Si su alimentación suele ser baja en calcio, en algún momento
dejará de producir huevo.
El cascarón del huevo está compuesto sobre todo de calcita, una forma
cristalina de carbonato de calcio (CaCO
3). Las materias primas Ca
2+
y CO2, suelen
ser transportadas por la sangre a la glándula del cascarón. El proceso de
calcificación es una reacción de precipitación:
Ca
2+
(ac) + C03
2- (ac) → CaC03 (s)
En la sangre, los iones Ca2' libres están en equilibrio con los iones calcio
unidos a las proteínas. Conforme los iones calcio libres son captados por esta
glándula, el calcio unido a las proteínas se disocia para restituirlos.
Los iones carbonato necesarios para la formación del cascarón de huevo
provienen del metabolismo secundario. El dióxido de carbono producido durante el

143. COMPENDIO DE LECTURAS CIENTÍFICAS QUÍMICA I
142
metabolismo se convierte en ácido carbónico (H2C03) por la enzima anhidrasa
carbónica (AC):



CO2(9) + H2O(J) CA ' H2C03(ac)
El ácido carbónico se ioniza por etapas para producir iones carbonato:
H2C03(ac) → H'(ac) + HC03(ac)
HC0
3(aC)H'(aC) + C03-(ac)
Como los pollos no transpiran, deben jadear para regular su temperatura. Con
el jadeo se exhala más CO
2 del cuerpo del pollo que en la respiración normal. De
acuerdo con el principio de Le'Chatelier, este mecanismo desplaza el equilibrio C0
2-
H
2C03 hacia la izquierda, con lo que disminuye la concentración de iones C0 2
disueltos y los cascarones del huevo son más delgados. Para remediar este
problema, en climas cálidos a los pollos se les da de beber agua carbonatada.
El CO
2 disuelto en el agua aumenta el CO2 de los líquidos corporales del pollo
y el equilibrio C0
2-H2C03 se desplaza hacia la derecha.

144. COMPENDIO DE LECTURAS CIENTÍFICAS QUÍMICA I
143
EL BLANQUEADOR DE NUESTRA CASA
www.lenntech.com
Tema: Compuestos químicos inorgánicos

Hipoclorito de sodio
Hipoclorito de sodio (NaOCl) es un compuesto que puede ser utilizado para
desinfección del agua. Se usa a gran escala para la purificación de superficies,
blanqueamiento, eliminación de olores y desinfección del agua.

¿Cuando se descubrió?
Alrededor del año 1785 el francés Berthollet desarrollo líquidos blanqueantes
utilizando hipoclorito de sodio. La compañía de nombre Javel, introdujo este
producto y lo llamo "licor de Javel". Al principio, se uso para blanquear algodón.
Debido a sus características específicas se extendió con facilidad. El hipoclorito
puede eliminar manchas de la ropa a temperatura ambiente. En Francia el
hipoclorito de sodio todavía es conocido como el 'eau de Javel'.

¿Características del hipoclorito de sodio?
El hipoclorito de sodio es una solución clara de ligero color amarillento y un
olor característico. El hipoclorito de sodio tiene una densidad relativa de 1,1 (5,5%
solución acuosa).Como agente blanqueante de uso domestico normalmente
contiene 5% de hipoclorito de sodio (con un pH de alrededor de 11, es irritante). Si
esta a mayor concentración, contiene un 10 a 15% de hipoclorito de sodio (con un
PH alrededor de 13, se quema y es corrosivo).
Hipoclorito de sodio es inestable. El cloro se evapora a razón de 0,75 gramos
de cloro activo por día desde la solución. Después calentado el hipoclorito de sodio
se desintegra. Esto también ocurre cuando hipoclorito de sodio contacta con ácidos,
luz del día, ciertos metales y venenos así como gases corrosivos, incluyendo el gas

145. COMPENDIO DE LECTURAS CIENTÍFICAS QUÍMICA I
144
de cloro. El hipoclorito de sodio es un oxidante fuerte y reacción con compuestos
combustibles y reductores. El hipoclorito de sodio es una base débil inflamable.
Estas características se deben tener en cuenta en el procedimiento de
transporte, almacenamiento y uso del producto.

146. COMPENDIO DE LECTURAS CIENTÍFICAS QUÍMICA I
145
POLVO PARA HORNEAR
www.food-info.net
Tema: Compuestos químicos inorgánicos

El polvo para hornear se usa para aligerar la masa e incrementar el volumen
de productos horneados como pasteles, disquetes y panqués, además de las
mexicanísimas tortillas de harina y muchos otros productos. Ingredientes
Bicarbonato de Sodio, Sulfato de Aluminio y Sodio, Fécula de Maíz, Sulfato de
Calcio y Fosfato Monocálcico.
Tanto la levadura como el polvo para hornear son compuestos utilizados
como leudantes ya que ambos proveerán el dióxido de carbono (CO2), un gas
encontrado al interior de la masa bajo la forma de burbujas, que permitirá la
leudación o incremento en volumen de la misma. Específicamente, la levadura es un
microorganismo viviente que produce el dióxido de carbono a partir de los azúcares
presentes en la masa, además de diversas sustancias y compuestos aromáticos.
Por otro lado, el polvo para hornear está compuesto por un gran número de
sustancias, pero comúnmente es una combinación de un carbonato y un ácido.
Cuando el carbonato entra en contacto con el ácido y el agua, se disociará en
diversos componentes. Durante este proceso, el gas (CO2) es liberado, más no las
sustancias y compuestos aromáticos. Por lo tanto, el sabor del producto no se verá
afectado.

147. COMPENDIO DE LECTURAS CIENTÍFICAS QUÍMICA I
146










CAPÍTULO 6



REACCIONES QUÍMICAS

148. COMPENDIO DE LECTURAS CIENTÍFICAS QUÍMICA I
147
¿POR QUÉ “EL ACIDO ESTOMACAL” NO DISUELVE
EL ESTÓMAGO?
www.arqhys.com

Reacciones de neutralización

Sabemos que los ácidos fuertes son corrosivos para la piel. ¿Por qué el acido
del estomago no destruye el recubrimiento de este órgano?
Las células que recubren el interior del estomago están protegidas por una
capa de moco, que es una solución viscosa de un complejo de azucares y proteína,
llamado mucina, y otras sustancias en agua.
La mucina actúa también como una esponja que absorbe los iones
bicarbonato del lado celular y acido clorhídrico del interior del estomago. Los iones
bicarbonato neutralizan el acido dentro del moco.
Cuando la aspirina, el alcohol, las bacterias u otros agentes dañan el moco,
las células expuestas se dañan y se puede formar una ulcera.

149. COMPENDIO DE LECTURAS CIENTÍFICAS QUÍMICA I
148
ACIDEZ ESTOMACAL
Garritz, A. y Chamizo J. A.
Química
Addison Wesley Iberoamericana
p. 444.
Tema: Reacciones químicas

Los ácidos y las bases fuertes destruyen los tejidos. Cuando una persona
entra en contacto con alguna de estas substancias, ya sea por que ha tocado su piel
o por que la ha ingerido por error, lo primero que debe hacerse es aplicar agua en
grandes cantidades, para diluir ya sea el ácido o la base. Posteriormente, si se trata
de neutralizar una base fuerte, se debe emplear un ácido débil (vinagre o ácido
bórico, H
3 BO3, este último sobre todo si el accidente ha ocurrido en los ojos). Así
mismo, para neutralizar la quemadura de un ácido fuerte hay que usar una base
débil (leche de magnesia o bicarbonato de sodio). En el organismo, el pH esta
rigurosamente controlado; adopta valores característicos dependiendo del órgano
que consideremos.
Como debes saber, nuestro estomago secreta de manera natural ácido
clorhídrico, que es un ácido fuerte, para llevar acabo proceso de digestión. Por esta
razón, su pH normal, en ayunas, es de 0.9 a 1.5. En estas condiciones funcionan
óptimamente las enzimas que se encargan de la digestión gástrica.
En ocasiones, y por muy diversas razones (abuso de comida, tensión
nerviosa o difícil digestión) aparece la hiperacidez, es decir, un exceso de ácido
clorhídrico en el estomago.
El pH de los jugos gástricos es tan bajo que alcanzamos a apreciar su poder
corrosivo e irritante en las paredes del estómago y el esófago. Para combatir la
acidez estomacal hay que neutralizarla con una base débil. Para ello se vende una
enorme variedad de productos farmacéuticos con diferentes nombres, colores,
presentaciones y precios, aunque todos contienen bases como carbonato de calcio,
hidróxido de aluminio, hidróxido de magnesio o bicarbonato de sodio. Estos
compuestos pueden reaccionar con otros fármacos, por lo que debes consultar un
especialista cuando estés tomando algún medicamento. Todos los antiácidos son

150. COMPENDIO DE LECTURAS CIENTÍFICAS QUÍMICA I
149
bases débiles que no afectan el tracto digestivo, así que si gozas de buena salud
puedes escoger el que mejor se adapte a tu gusto. Eso si, una acidez constante
puede ser señal de un problema mayor (una úlcera, por ejemplo) que no se resuelve
simplemente con neutralizaciones constantes. Si tienes acidez estomacal con
frecuencia, consulta un médico.




Funcionamiento de un antiácido. Reacciones que se presentan cuando se ingiere leche de magnesio

151. COMPENDIO DE LECTURAS CIENTÍFICAS QUÍMICA I
150

Por otra parte, cuando el pH en el estomago es mayor que lo normal, es decir,
cuando hay poca acidez, la digestión no es tan eficiente y aparece una serie de
malestares. Un estado así se denomina aclorhidria. Este mal se combate tomando
ciertos medicamentos que provocan la disminución del pH del estómago hasta
alcanzar valores suficientemente ácidos. Desde luego, no puede tomarse
directamente HCl, ya que irritaría el tracto digestivo y disolvería los dientes. Sin
embargo puede, puede administrársele directamente al estómago por medio de una
sonda, o bien, por la ingestión oral de capsulas gelatinosas que se abren al llegar a
ese órgano. Un tratamiento mejor en estos casos es la administración de
clorhidratos de aminas.

152. COMPENDIO DE LECTURAS CIENTÍFICAS QUÍMICA I
151
EL LAGO ASESINO
Chang Raymond
Química
Mc Graw Hill, 6ª Edición, México 1999.
p. 480.
Tema: Reacciones químicas

El desastre ocurrió muy rápido y sin aviso. El 21 de agosto de 1986, el lago
Nyos, en Camerún, un pequeño país en la costa oeste del África, de manera
repentina arrojo una densa nube de CO
2, la cual llego rápidamente al valle, donde
asfixio alrededor de 1700 personas y un gran numero de animales.
¿Como sucedió esta tragedia? El lago Nyos esta estratificado en capas que
no se mezclan. Hay una barrera que separa el agua potable de la superficie y de la
parte del fondo, formada por una densa disolución que contiene disueltos minerales
y gases, entre los que se encuentra el CO
2. El CO2 gaseoso proviene de
manantiales d aguas carbonatadas del subsuelo que llegan, por precolación, al
fondo del lago formado en un volcán.
Como la presión del agua es mayor en el fondo del lago, la concentración de
CO
2 se acumula en forma gradual hasta un nivel peligroso, de acuerdo con la ley de
Henry. No se conoce con exactitud que provoco la liberación del CO
2, pero se cree
que un terremoto algún deslizamiento de tierra o incluso los fuertes vientos pueden
haber alterado el delicado equilibrio del lago y generando olas que mezclaron las
capas del agua.
Cuando el agua del fondo emergió, el CO
2 disuelto se separo de la disolución,
como sucede con los refrescos cuando se destapa la botella. Como el CO
2 es más
pesado que el aire viaja cerca del suelo, literalmente extinguió un pueblo que se
encontraba a 15 millas de distancia.
Hoy a más de 10 años del accidente los científicos están preocupados porque
consideran que la concentración del CO
2 en el fondo del lago Nyos alcanza otra ves
el nivel de saturación. Para prevenir la repetición de la tragedia se ha probado
bombear el agua del fondo para liberar el CO
2 disuelto, pero este método, además
de resultar muy costoso ha generado controversias, ya que al alterar las aguas

153. COMPENDIO DE LECTURAS CIENTÍFICAS QUÍMICA I
152
cercanas al fondo se podría provocar una liberación incontrolable de CO 2 hacia la
superficie.
Mientras tanto el lago representa un abomba de tiempo natural.


Antes del desastre Después del desastre
LAGO NYOS

154. COMPENDIO DE LECTURAS CIENTÍFICAS QUÍMICA I
153
DESALINIZACIÓN
Chang Raymond
Química
Mc Graw Hill, 6ª Edición, México 1999.
p. 493.
Tema: Reacciones químicas

A través de los siglos, los científicos han buscado formas de eliminar las sales
del agua de mar, proceso denominado desalinización, para aumentar el suministro
de agua potable. Los océanos son una disolución acuosa enorme u extremadamente
complejo. Hay alrededor de 1.5 x 1021 L de agua en los océanos, de la cual el 3.5%
(en masa) esta constituido por material disuelto. La siguiente tabla nuestra la
concentración de siete sustancias que untas representa más de los 99% de los
constituyentes disueltos en el agua de los océanos. En una era en la que los
astronautas han pisado la superficie lunar y se han logrado avances espectaculares
en la ciencia y en la medicina, la desalinización puede parecer un objeto bastante
simple.
Sin embargo, la tecnología es muy costosa. Es una paradoja interesante que
en una sociedad tecnológica, lograr alto tan sencillo como la desalinización a un
costo socialmente aceptable, sea tan difícil como alcanzar algo tan complejo como
enviar un astronauta a la Luna.
Composición del agua de mar
IONES g/Kg DE AGUA DE MAR
Cloruro (Cl-) 19.35
Sodio (Na+) 10.76
Sulfato (So42-)2 .71
Magnesio (Mg2+)1 .29
Calcio (Ca2+)0 .41
Potasio (K+)0 .39
Bicarbonato (HCO3-) 0.14

155. COMPENDIO DE LECTURAS CIENTÍFICAS QUÍMICA I
154
DESTILACIÓN
El método mas antiguo de desalinización, la destilación, produce mas del 90%
de los casi 500 millones de galones diarios de los sistemas de desalinización que
operan a nivel mundial. El proceso implica la evaporación del agua del mar y la
condensación del vapor del agua pura.
Las mayorías de los sistemas de destilación utilizan energía calorífica. Se han
hecho intentos para reducir costos, entre los que se incluye el uso de luz radiación
solar como fuente de energía. Esta propuesta es atractiva porque la luz solar
normalmente es mas intensa en las zonas áridas, donde la necesidad de agua
también es mayor. Sin embargo a pesar de los abundantes esfuerzos de
investigación y desarrollo, aun persisten diversos problemas de ingeniería, los
“alambiques solares” todavía no operan a gran escala.

CONGELACIÓN
La desalinización por congelación también se ha desarrollado durante muchos
años, pero no ha podido tener un precio comercial accesible. Este método se basa
en el hecho de que cuando se congela una disolución acuosa (en este caso, agua
de mar) el solidó que se separa de la disolución es agua casi pura. Así, los cristales
de hielo obtenidos del agua de mar congelada en las plantas de desalinización
podrían decantarse y derretirse para producir agua utilizable. La principal ventaja de
la congelación, comparada con la destilación, es el bajo consumo de energía. El
calor de evaporación del agua es 40.79 Kg/mol. Algunos científicos han sugerido
que una solución parcial para la escasez de agua en California seria remolcar los
témpanos desde el Ártico hasta la costa oeste. Las principales desventajas de la
congelación se relacionan con el lento crecimiento de los cristales de hielo y con la
eliminación de los depósitos salinos de los cristales.

OSMOSIS INVERSA
Tanto la destilación como la congelación implican cambios de fase que
requieren de energía. Por otra parte, la desalinización por osmosis inversa no
implica un cambio de fase y es económicamente mejor. La ósmosis inversa utiliza

156. COMPENDIO DE LECTURAS CIENTÍFICAS QUÍMICA I
155
alta presión para orzar el paso del agua de una disolución concentrada a una menos
concentrada a través de una membrana semipermeable. La presión osmótica del
agua de mar es aproximadamente de 30 atm, presión que se debe aplicar a la
disolución salina a más de 30 atm, el flujo osmótico se invierte y el agua potable
pasara desde la disolución al comportamiento de la izquierda, a través de la
membrana. La desalinización por ósmosis inversa es mucho mas barata que la
destilación y elimina las dificultades técnicas asociadas a la congelación. El principal
obstáculo para este método es el desarrollo de una membrana que sea permeable al
agua pero no a otras sustancias disueltas y que pueda utilizarse a gran escala
durante periodos prolongados en condiciones de alta presión. Una vez que se haya
resuelto este problema y al parecer esta a punto de resolverse la osmosis inversa
puede convertirse en la principal técnica para la desalinización.

157. COMPENDIO DE LECTURAS CIENTÍFICAS QUÍMICA I
156
UN BOCADILLO COCIDO
Chang Raymond
Química
Mc Graw Hill, 6ª Edición, México 1999.
p. 690.
Tema: Reacciones químicas

Casi todos hemos comido huevos dur os. Son nutritivos y se cocinan
fácilmente. Pero, ¿cuándo fue la última vez que reflexionó sobre el proceso de
cocción de un huevo o lo examinó con cuidado? Mientras se cuece un huevo
suceden numerosos cambios físicos y químicos muy interesantes. Un huevo de
gallina es un sistema bioquímico complicado, pero aquí sólo estudiaremos las tres
partes principales que observaremos al romper un huevo: el cascaron, la clara o
albúmina y la yema. El cascarón protege los componentes internos del medio
ambiente, pero tienen muchos poros microscópicos por donde puede pasar el aire.
La clara contiene 88% de agua y 12% de proteína. La yema contiene 50% de
agua, 34% de grasa, 16% de proteína y una pequeña cantidad de hierro en forma de
iones Fe2+. Las proteínas son polímeros de aminoácidos. En disolución, cada
cadena larga de una molécula de proteína se pliega en tal forma que las partes
hidrofóbicas de la molécula quedan ocultas y las partes hidrofílicas quedan
expuestas a la disolución. Éste es el estado nativo o estable de una proteína que le
permite llevar acabo sus funciones fisiológicas normales. El calor hace que las
moléculas de proteína se desdoblen o desnaturalicen.
Los compuestos químicos como ácidos y sales (NaCl) también pueden
desnaturalizar a las proteínas. Para evitar el contacto con el agua, las partes
hidrofóbicas de las proteínas desnaturalizadas se agregan o coagulan para formar
un sólido blanco opaco semirígido. El calentamiento también descompone algunas
proteínas de tal manera que el azufre que contienen se combina con el hidrógeno
para formar sulfuro de hidrógeno (H2S), un gas de olor desagradable que a veces se
puede detectar cuando se rompe la cáscara de un huevo duro.

158. COMPENDIO DE LECTURAS CIENTÍFICAS QUÍMICA I
157


Un problema que se tiene a menudo con los huevos duros es que su
cascarón se rompe en el agua. El procedimiento que se recomienda al cocer los
huevos es colocarlos en agua fría y luego dejar que el agua hierva. En este caso,
¿cuál es la causa de que se rompan los cascarones? ¿A qué se debe que el
cascarón ya no se rompa si se perfora con una aguja para hacerle un pequeño
orificio? La manera menos recomendable de cocer los huevos es ponerlos en agua
hirviente recién sacados del refrigerador o a temperatura ambiente. ¿Cuál otro
mecanismo podría hacer que se rompan los cascarones?
Cuando el cascarón se rompe mientras el huevo se cuece, parte del huevo se
sale y forma una especie de “serpentina” desagradable. Un cocinero experto agrega
sal o vinagre al agua antes de hervir los huevos para evitar que se formen estas
serpentinas. Explique el fundamento químico de esta maniobra.
Identifique la sustancia verde que se forma en la capa externa de la yema de
un huevo pasado de cocción y escriba la ecuación que represente la formación de

159. COMPENDIO DE LECTURAS CIENTÍFICAS QUÍMICA I
158
este compuesto. La desagradable “yema verde” se puede eliminar o reducir al
mínimo si el huevo muy cocido se enjuaga con agua fría inmediatamente después
de sacarlo del agua hirviente. ¿Cómo es que esto elimina la sustancia verde?
La manera de distinguir un huevo podrido de uno duro, sin necesidad de
romper el cascarón, es girar los huevos. ¿Cómo funciona este método?

160. COMPENDIO DE LECTURAS CIENTÍFICAS QUÍMICA I
159
LOS CERILLOS
Garritz, A. y Chamizo J. A.
Química
Addison Wesley Iberoamericana
p. 760.
Tema: Reacciones químicas

Como los conocemos actualmente, los cerillos son una invención de este
siglo. Aunque en el siglo pasado ya se producían en forma comercial, eran
sumamente peligrosos, pues podían incendiarse espontáneamente con un poco de
sol o de calor.
La cabeza del cerillo contiene clorato de potasio, KClO
3, que se descompone
con el calor.
2KClO3(s) → 2KCl(s) + 3O2(g)
Ésta es la fuente de oxigeno necesario para la combustión. Por su parte, el
sulfuro de antimonio, Sb
2S3, y la parafina son los combustibles. La chispa y el calor
iniciales se producen por fricción, gracias a la presencia de sustancias abrasivas y
de fósforo rojo en la cinta de encendido. No hay duda de que las reacciones
químicas de óxido-reducción implicadas en el funcionamiento de los cerrillos son
complejas, pero el concepto central es que proporcionan los elementos (calor,
oxigeno y combustible).

161. COMPENDIO DE LECTURAS CIENTÍFICAS QUÍMICA I
160
LA OXIDACIÓN DEL GLICEROL
Garritz, A. y Chamizo J. A.
Química
Addison Wesley Iberoamericana
p. 780.
Tema: Reacciones químicas

En la exploración de esta sección llevaste a cabo la reacción entre glicerol y el
permanganato de potasio, al entrar en contacto estas 2 sustancias se producía
fuego y gases, el KMnO
4 oxida violentamente el glicerol produciendo, como en todas
las reacción de oxidación completa de compuestos orgánicos, CO
2 y agua. La
reacción es:
14 KMnO4+ 4C3H8O3 → 7K2CO3+7Mn2O3+ 5CO2+ 16H2O
Solo el carbono y el manganeso cambian sus números de oxidación en esta
reacción. El carbono sufre una oxidación y el manganeso se reduce. Dejamos como
ejercicio verificar los números de oxidación que se encuentran en los átomos de
carbono.
C (central): 0
→ 4+
C (centrales): 1
→ 4+

H
2C-OH

H
2C-OH

H
2C-OH

Mn: 7+ 3+

162. COMPENDIO DE LECTURAS CIENTÍFICAS QUÍMICA I
161
K 2CO3
C
3H8O3 CO 2 Carbono

-2 -1 0 +1 +2 +3 +4 +5 +6 +7

Mn
2 O3 KMnO 4 Manganeso

163. COMPENDIO DE LECTURAS CIENTÍFICAS QUÍMICA I
162
ANTISÉPTICOS Y DESINFECTANTES
Garritz, A. y Chamizo J. A.
Química
Addison Wesley Iberoamericana
p. 765.
Tema: Reacciones químicas

Un antiséptico es una sustancia que evita el crecimiento de los
microorganismos, y un desinfectante aquel que destruye las bacterias y
microorganismos patógenos. Los primeros se utilizan por lo regular en tejidos vivos,
y los segundos en materiales inanimados.
A principio del siglo pasado, cualquier intervención quirúrgica era muy
peligrosa, ya que la herida podía infectarse fácilmente, y no se contaba con los
antibióticos actuales. En 1867, Joseph Lister inventó la cirugía antiséptica al
introducir el uso de disoluciones de fenol para limpiar las heridas y descontaminar
los instrumentos empleados en las operaciones. Desde entonces, la cirugía ha
alcanzado logros notables por la introducción sistemática de productos químicos con
estas funciones.
Estas sustancias actúan generalmente como agentes oxidantes de algunas
sustancias fundamentales para la vida de las bacterias. Por su alto poder oxidante,
los antisépticos atacan y llegan a destruir también las células de la piel u otros
tejidos, por lo que su aplicación debe ser controlada.

164. COMPENDIO DE LECTURAS CIENTÍFICAS QUÍMICA I
163
BIBLIOGRAFÍA

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Química 2

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Mc Graw Hill, 2ª. Edición, México, 1999
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