Quimica I Cuestionario 7

Cuestionario 7

1) ¿Qué otras sustancias gaseosas podría obtener a nivel de laboratorio? Indique las reacciones

2) Investigue como se prepara industrialmente el hidrogeno

OBTENCIÓN INDUSTRIAL:

En la actualidad, se emplean tres métodos:

• La conversión de metano (gas natural) que, hoy en día, suministra el tonelaje más importante, o sea, alrededor del 70%;

• La extracción de gases de coque;

• La electrolisis del agua.

• La conversión del metano se puede efectuar con vapor de agua sobre un catalizador según las reacciones endotérmicas siguientes:

• Los gases de coque son un subproducto de la fabricación del coque metalúrgico. Su composición es de alrededor del 50% de H2, 25% de CH4; 10% de CO; 7% de N2, con un poco de etano, etileno, CO2 y H2S, etc..

Después de la eliminación de las impurezas empleando métodos químicos con la ayuda absorbente apropiados, o físicamente por licuefacción parcial, se utiliza la mezcla de H2―N2 después del ajuste de las proporciones para la síntesis del amoníaco. Asimismo es posible quemar ese gas a fin de recuperar energía.

• Electrolisis de agua, en soluciones acuosas, permite, obtener hidrógeno puro pero costoso. Ésta se práctica en Noruega con soluciones de aproximadamente 30% de hidróxido de sodio o de potasio (2.2 V, alrededor de 100° C, 4.7 kWh por m3 de H2 en el cátodo). La electrolisis de soluciones de cloruro de sodio también produce en el cátodo H2, subproducto de Cl2.

El hidrógeno se puede almacenar en estado líquido o en estado gaseoso comprimido entre 150 o 200 bar, en tubos de acero. En algunos casos, es posible transportarlo a través de gaseoductos.

3) Mencione las principales propiedades físicas y químicas que se presenta el cloro

Propiedades químicas:

El cloro elemental es un oxidante. Interviene en reacciones de sustitución, donde desplaza a los halógenos menores de sus sales. Por ejemplo, el gas de cloro burbujeado a través de una solución de aniones bromuro o yoduro los oxida a bromo y yodo, respectivamente.

Como los otros halógenos, el cloro participa en la reacción de sustitución radical con compuestos orgánicos que contienen hidrógeno. Esta reacción es frecuentemente -pero no invariablemente- no regio selectiva, y puede resultar en una mezcla de productos isoméricos. Frecuentemente, también es difícil el control del grado de sustitución, así que las sustituciones múltiples son comunes. Si los diferentes productos de la reacción se pueden separar fácilmente, por ejemplo, por destilación, la cloración radicalaria sustitutiva (en algunos casos acompañados de una declorinación térmica concurrente) puede ser una ruta sintética útil. Algunos ejemplos industriales de esto son la producción de cloruro de metilo, cloruro de metileno, cloroformo y tetracloruro de carbono a partir de metano, cloruro de alilo a partir de propileno, y tricloroetileno y tetracloroetileno a partir de 1,2-dicloroetano.

Como con los otros haluros, el cloro participa de reacciones de adición electrofílicas, más notablemente, la cloración de alquenos y compuestos aromáticos, con un catalizador ácido de Lewis. Los compuestos orgánicos de cloro tienden a ser menos reactivos en la reacción de sustitución nucleofílica que los correspondientes derivados de bromo o yodo, pero tienden a ser más baratos. Pueden ser activados por sustitución con un grupo tosilato, o por el uso de una cantidad catalítica de yoduro de sodio.

El cloro es usado extensivamente en química orgánica y química inorgánica como un agente oxidante, y en reacciones de sustitución, porque frecuentemente el cloro imparte propiedades deseadas a un compuesto orgánico, debido a su electronegatividad.

Los compuestos de cloro son usados como intermediarios en la producción de un gran número de productos industriales importantes que no contienen cloro. Algunos ejemplos son: policarbonatos, poliuretanos, siliconas, politetrafluoroetileno, carboximetilcelulosa y óxido de propileno.

Como propiedades físicas:

Propiedades físicas

Estado ordinario gas (no magnético)

Densidad 3,214 kg/m3

Punto de fusión 171,6 K (-102 °C)

Punto de ebullición 239,11 K (-34 °C)

Entalpía de vaporización 10,2 kJ/mol

Entalpía de fusión 3,203 kJ/mol

Presión de vapor 1300 Pa

4) Describe el color y el olor del dióxido de carbono

El Dióxido de carbono (CO2), es un gas sin color, olor ni sabor que se encuentra presente en la atmósfera de forma natural. No es tóxico, y desempeña un papel muy importante en el ciclo

del carbono en la naturaleza y grandes cantidades, del orden de 1012 toneladas, pasan por el ciclo natural del carbono, en el proceso de fotosíntesis.

Dada su presencia natural en la atmósfera y debido a su falta de toxicidad, no deberíamos considerarlo como una sustancia contaminante, pero se dan dos circunstancias que lo hacen un contaminante de gran importancia en la actualidad: • Es un gas que produce un importante efecto al atrapar calor, el llamado efecto invernadero y su concentración está aumentando en los últimos decenios por la quema de los combustibles fósiles y de grandes extensiones de bosques. El carbono entra en la comunidad biótica tras la captación de bióxido de carbono (CO2) por parte de las plantas, durante el proceso de la fotosíntesis. La reserva mas importante de este compuestos gaseoso se encuentra en la atmósfera, donde constituye hasta el 0.03% de los gases totales, los productores primarios toman el CO2 de la atmósfera y lo combinan con H2O para formar así, moléculas orgánicas como, los carbohidratos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos, es decir, el carbono es elemento básico en la formación de las moléculas, pues todas las moléculas orgánicas se encuentran conformadas por cadenas de carbonos unidos entre sí. Como ya se mencionó con anterioridad, la reserva fundamental de carbono, que los seres vivos puedan asimilar, es la atmósfera así como también lo podemos encontrar en la hidrosfera, formando moléculas de CO2.Este gas se encuentra en la atmósfera en una concentración de más del 0.03% y cada año aproximadamente un 5% de estas reservas de CO2, son consumidas en los procesos de fotosíntesis por los individuos productores (las plantas), es decir, todo el bióxido de carbono en la atmósfera se puede renovar en un periodo de 20 años. La vuelta de CO2 a la atmósfera se hace cuando en la respiración los seres vivos oxidan los alimentos produciendo CO2. En el conjunto de la biosfera la mayor parte de la respiración la hacen las raíces de las plantas y los organismos del suelo y no, como podría parecer, los animales más visibles. Los organismos acuáticos toman el CO2 del agua. La solubilidad de este gas en el agua es muy superior a la de otros gases, como el oxígeno (O2) o el nitrógeno (N2), porque reacciona con el agua formando ácido carbónico. En los ecosistemas marinos algunos organismos convierten parte del CO2 que toman en carbonato de calcio (CaCO3) que utilizan para formar sus conchas, caparazones o bien en el caso de los arrecifes, la formación de masas rocosas.

El carbono inicia su entrada a las redes alimentarias gracias a los organismos productores, que captan CO2 durante la fotosíntesis, parte de este CO2 es regresado a la atmósfera por la respiración celular, y la parte que se incorpora en el cuerpo vegetal pasa después a los herbívoros. A su vez estos herbívoros respiran parte de el así como también incorporan otra parte en sus tejidos. Todos los organismos vivos son consumidos a la larga por los depredadores, por los alimentadores de detritos y por los descomponedores; al final, casi todo el carbono es regresado a la atmósfera como CO2.El petróleo, carbón y materia orgánica acumulados en el suelo son resultado de épocas en las que se ha devuelto menos CO2 a la atmósfera del que se tomaba. Así apareció el oxígeno (O2) en la atmósfera. Si hoy consumiéramos todos los combustibles fósiles

almacenados, el O2 desaparecería de la atmósfera. Como veremos el ritmo creciente al que estamos devolviendo CO2 a la atmósfera, por la actividad humana, es motivo de preocupación respecto al nivel de efecto invernadero que puede estar provocando, con el cambio climático consiguiente. Así mismo, los llamados gases de invernadero atrapan calor en la atmósfera, con consecuencias imprevistas; el bióxido de carbono sigue constituyendo solo una pequeña fracción de la atmósfera del planeta, aproximadamente 0.035%, sin embargo el CO2 presenta una propiedad de suma importancia, por la cual su acumulación es una causa importante de preocupación: “atrapa calor”. El CO2 atmosférico funciona como el cristal de un invernadero, permite que entre la energía en forma de luz solar, pero absorbe y conserva esa energía una vez que se ha convertido en calor, varios gases invernadero comparten esta propiedad, incluyendo el metano, los clorofluocarbonos y el óxido nitroso. Intervienen muchos factores, como cambios en la cubierta de las nubes causada por una mayor evaporación y posibles aumentos en la productividad primaria neta debido a mayores niveles de CO2, lo cual hace difícil e incierta la creación de modelos climáticos; sin embargo, muchos científicos creen que el efecto invernadero posiblemente cause un aumento de 1.5° a 4.5° C en la temperatura global promedio para finales del este siglo.

5) ¿Cómo se demuestra químicamente la presencia de CO2?

Bueno, supongo que te refieres

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