Reacciones de síntesis de ácidos y amoníaco

CASTILLA Y LEÓN / SEPTIEMBRE 00. LOGSE / QUÍMICA / QUÍMICA Y
SOCIEDAD / BLOQUE A / CUESTIÓN 5
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5.- a) Escriba las reacciones e indique los catalizadores que se utilizan en la síntesis de
ácido sulfúrico, ácido nítrico y amoníaco.
b) Escriba las reacciones e indique los catalizadores que se utilizan en la eliminación
de los gases nocivos producidos en los motores de combustión.
Solución:
a) Catalizadores de síntesis:
1) Síntesis del ácido sulfúrico.
1º etapa: obtención del SO2 por tostación de la pirita:
4 FeS2 + 11 O2 " 8 SO2 + 2 Fe2O3
2ª etapa: oxidación del SO2, catalizada con platino finamente dividido, o una mezcla de
Fe2O3 y V2O5 (son muy sensibles al arsénico, luego hemos de lavar el SO2
previamente)
SO2 + 1/2 O2 " SO3
3ª etapa: reacción del SO3 con agua, disolviéndolo antes en sulfúrico fumante (del 98%),
para dar el ácido pirosulfúrico (H2S2O7), al que se añade el agua.
SO3 + H2SO4 " H2S2O7
H2S2O7 + H2O " 2 H2SO4
2) Síntesis del ácido nítrico: Método Ostwald.
1ª etapa: oxidación del amoníaco con un volumen de aire 10 veces mayor, con un
catalizador consistente en una malla de platino.
4 NH3 + 5 O2 " 4 NO + 6 H2O
2ª etapa: oxidación del NO a NO2 con más aire:
2 NO + O2 " 2 NO2
3ª etapa: paso del NO2 por agua, obteniendo el ácido.
3 NO2 + H2O " 2 HNO3 + NO

CASTILLA Y LEÓN / SEPTIEMBRE 00. LOGSE / QUÍMICA / QUÍMICA Y
SOCIEDAD / BLOQUE A / CUESTIÓN 5
3) Síntesis del amoníaco: Método Haber – Bosch.
Es la reacción entre el nitrógeno y el hidrógeno. Se trata de un equilibrio exotérmico.
N2 + 3 H2 " 2 NH3
Se cataliza con cualquiera de estos catalizadores: Fe, Mo, Fe3O4, Al2O3. Para que no se
contaminen, los reactivos gaseosos deben ser muy puros.
b) Dentro de un motor de combustión , se alcanzan elevadas temperaturas, que hacen que
reaccionen el nitrógeno y el oxígeno, para dar NO, que al recombinarse con el O2 de la
atmósfera daría NO2, gas que resulta ser muy venenoso:
N2 (g) + O2 (g ) " NO (g)
NO (g) + O2 (g) " NO2 (g)
El automóvil también emite otros gases contaminantes, como el CO. Por ello, se les fabrica
con convertidores catalíticos, con platino, paladio, u óxidos de algún metal de transición.
En una primera cámara se efectua la reducción de la emisión de CO. En la segunda cámara,
se emplean como catalizadores metales de transición, o sus óxidos, disociando el NO en N2 y
O2 antes de que salga a la atmósfera.

CATALUÑA / SEPTIEMBRE 98.LOGSE / QUIMICA / QUIMICA Y SOCIEDAD / SERIE
2 / PREGUNTA Nº 2
2.- En un experimento de laboratorio cuatro alumnos funden cada uno un sólido hasta
ebullición. Miden la temperatura a intervalos de tiempo regulares. Con los datos recogidos
hacen una gráfica temperatura – tiempo y obtienen los resultados siguientes:
T(ºC)
(1) (4)
(2) (3)
t (min)
Justificar:
a) Algún alumno ha trabajado con la misma sustancia
b) Porqué al alumno 4 le sale una curva tan diferente si sabemos que ha trabajado
correctamente.
Solución:
a) Observando las gráficas de los puntos de fusión y ebullición (puntos en los que la gráfica adquiere
pendiente cero) obtenidas por los alumnos 3 y 4, confirmamos que miden la misma temperatura y a
un tiempo aproximadamente igual. Por lo tanto, parece lógico que sean estos dos alumnos los que
han trabajado con la misma sustancia
b) La gráfica del alumno 4 es diferente porque al tomar los puntos para dibujarla, dicho alumno no
ha hecho en cada intervalo el ajuste lineal correctamente. Por esta razón, al unir todos los puntos a
mano alzada se obtiene una gráfica distinta.

COMUNIDAD VALENCIANA / SEPTIEMBRE 00. LOGSE / QUIMICA / QUIMICA Y
SOCIEDAD /OPCION A / CUESTIÓN 6
6.- a) Explique brevemente qué papel juega el ozono en las capas altas de la atmósfera y
qué riesgos entraña el fenómeno denominado “agujero de ozono”. ¿Existe alguna
relación entre en “efecto invernadero” y el “agujero de la capa de ozono”?
b) Uno de los contaminantes atmosféricos que pueden contribuir a la destrucción del
ozono es el monóxido de nitrógeno: NO (g) + O3 (g) → NO2 (g) + O2 (g)
¿Puede esta reacción clasificarse como redox?. Si es así indique qué especie es el
oxidante y cuál es el reductor e indique los cambios de los estados de oxidación de los
átomos.
c) Indique qué otro tipo de compuestos pueden también contribuir a la destrucción de la
capa de ozono. Explique brevemente y de forma simplificada el mecanismo químico por
el cuál actúan (la reacción con el ozono). Sugiera alguna acción que pueda emprender o
haya sido ya emprendida para evitar el efecto destructivo de estos compuestos.
Solución:
a) El ozono O3, formado por la combinación de átomos de oxígeno con moléculas de oxígeno,
absorbe la luz ultravioleta de longitud de onda comprendida entre 240 y 310 nm y se
descompone para dar nuevamente O y O2:
Luz ultravioleta
O3 O + O2
De esta forma se establece un equilibrio. La concentración de ozono se mantiene constante
según este equilibrio, pero la luz ultravioleta se está convirtiendo en energía cinética de los
átomos y moléculas de oxígeno, es decir en calor.
La consecuencia es que la mayor parte de la radiación ultravioleta del sol se absorbe antes de
alcanzar la superficie terrestre. Puesto que la radiación ultravioleta puede destruir células
vivas, la capa de ozono está protegiendo como filtro natural de todos de estos efectos dañinos.
El fenómeno denominado “agujero de la capa de ozono”, es una disminución de la
concentraciónde O3 en la estratosfera, el riesgo que entraña es precisamente que si la
concentraciónsigue disminuyendo la radiación ultravioleta del sol puede llegar a la superficie
terrestre causando destrucciónde células vivas, en humanos puede dar lugar a mayor
incidencia de cancer de piel.
El efecto invernadero causado por altas concentraciones de gases comop el CO2, tiene que ver
con el agujero de la capa de ozono.
El recalentamiento que sufre la superficie terrestre al aumentar la incidencia de la luz
ultravioleta sobre esta, es debido a la disminución en la concentración de ozono en las capas
altas de la atmósfera.

COMUNIDAD VALENCIANA / SEPTIEMBRE 00. LOGSE / QUIMICA / QUIMICA Y
SOCIEDAD /OPCION A / CUESTIÓN 6
b) Reacción: NO (g) + O3 (g) → NO2 (g) + O2 (g)
Es una reacción redox, ya que el N se oxida, mientras que el O se reduce:
El oxidante es el ozono O3 y el reductor es el monóxido de nitrógeno NO
NO (g) + O3 (g) → O2 (g) + NO2 (g)
Números de oxidación: +2 +1 0 +4
c) Otros compuestos que contribuyen a la destrucción de la capa de ozono en la atmósfera son
los clorofluorocarbonados, principalmente CF2Cl2 y CFCl3.
Estas sustancias se han utilizado ampliamente como propelentes de aerosoles y como
refrigerantes.
Son compuestos inertes que, aparentemente, no experimentan ninguna reacción en las capas
bajas de la atmósferas, pero en la estratosfera sometidas a la radiación ultravioleta, se liberan
átomos de cloro que pueden catalizar la destrucción masiva del ozono según un mecanismo de
radicales libres:
CF2Cl2 CF2Cl + Cl
O3 + Cl O2 + ClO
ClO + O O2 + Cl
Los átomos de cloro se han regenerado y la reacción global es: O + O3 → 2 O2
También se conoce que el N2O procedente de la descomposiciónbacteriana de fertilizantes
nitrogenados reacciona con los átomos de O produciendo NO que cataliza la destrucción del
O3.
N2O + O → 2 NO
NO + O3 → O2 + NO2
NO2 + O → NO + O2
La reacción neta es: O3 + O → 2 O2
Las acciones emprendidas para evitar la destrucción de la capa de ozono, son por ejemplo
eliminación de emisiones de los CFC´s, principalmente en grandes industrias pero también a
nivel particular, concienciando a la población mundial de utilizar aerosoles libres de CFC.
También evitando en lo posible la emisión de otros contaminantes como N2O.

COMUNIDAD VALENCIANA / SEPTIEMBRE 03. LOGSE / QUÍMICA / QUÍMICA Y
SOCIEDAD / BLOQUE B / CUESTIÓN Nº 5
CUESTIÓN 5.-
Explica de qué manera contribuyen los gases emitidos por los tubos de escape de los
automóviles a la contaminación atmosférica y comenta posibles estrategias para reducir
sus efectos medioambientales.
Solución:
El efecto principal del dióxido de carbono sobre la contaminación ambiental es su control
sobre el clima; pues es capaz de absorber gran parte de la radiación que emite la Tierra,
provocando el denominado "efecto invernadero", ocasionando un progresivo aumento de la
temperatura de la atmósfera terrestre; lo cual tendría gravísimas consecuencias, como la
fusión de los glaciares, y la consecuente elevación del nivel del mar, que inundaría las zonas
costeras.
Como medidas correctoras se señalaría la revisión periódica de los automóviles, asegurando
que la combustión de la gasolina es correcta; o bien el fomentar el transporte público, por lo
que la cantidad de gases emitidos a la atmósfera se reduciría notablemente.

LA RIOJA / JUNIO 00. LOGSE / QUÍMICA / QUÍMICA Y SOCIEDAD / OPCION A /
CUESTIÓN 5
5.- Explique el proceso al que se somete el petróleo bruto en una refinería, y para qué se
utilizan las diferentes fracciones.
Solución:
El petróleo es un líquido viscoso y negruzco, formado por hidrocarburos líquidos,
acompañado de otros gaseosos y líquidos, y frecuentemente también de agua salada. Para
poder utilizarlo, debe sufrir una serie de transformaciones en las refinerías:
a) Fraccionamiento en columnas de destilación; para obtener grupos más homogéneos de los
hidrocarburos ligeros, separados de los más pesados; a partir de estos hidrocarburos
ligeros, directamente, o tras tratamientos posteriores, se preparan los productos
comerciales.
b) Craqueo: proceso por el que se rompen moléculas largas en otras más pequeñas, para
satisfacer las necesidades del mercado (que suele requerir mayor cantidad de las
fracciones ligeras)
c) Refino: operaciones para adecuar las fracciones obtenidas directamente, o por craqueo, a
su aplicación final. Por ejemplo, la eliminación del azufre de las gasolinas, evitando la
corrosión del motor y el depósito, reduciendo, además, la contaminación atmosférica.
Las principales fracciones y sus aplicaciones son:
1) Gases licuados (propano y butano): combustible doméstico o industrial.
2) Gasolina: carburante de motores de encendido de chispa.
3) Queroseno: combustible de turbinas de aviación.
4) Gasóleo: combustible de motores diésel, y calefacciones.
5) Fuelóleo: combustible industrial, tanto en pequeñas industrias como en grandes
centrales térmicas.
6) Lubricantes: preparación de aceites que lubrican engranajes, turbinas, …
7) Disolventes: preparación de pinturas, disolventes, …
8) Parafinas: fabricación de velas, revestimientos de cables,…
9) Asfaltos: carreteras, material impermeable…

LA RIOJA / SEPTIEMBRE 03. LOGSE / QUÍMICA / QUÍMICA Y SOCIEDAD /
OPCIÓN A / CUESTIÓN Nº 5
OPCIÓN A
5.- Describa brevemente la síntesis industrial del ácido sulfúrico mediante el método de
contacto indicando las etapas principales y las condiciones de reacción.
Solución:
La obtención de ácido sulfúrico por el método de contacto, se lleva a cabo en 3 etapas:
1ª) Obtención de SO2. Se funde el azufre sólido, se filtra y bombea a una caldera donde es
quemado; consiguiendo además vapor de agua, necesaria en toda planta química.
2ª) Conversión de SO2 en SO3: el SO2 pasa a un convertidor, donde es oxidado con aire
tomado de la atmósfera, previamente secado por el propio ácido producido en la planta. Se
lleva a cabo con ayuda de un catalizador.
SO2 + 1/2 O2 t SO3
3ª) Obtención del ácido: en teoría se debería llevar a cabo:
SO3 + H2O H2SO4
Pero la acción directa del agua sobre el SO3 produce nieblas ácidas; luego se absorbe el SO3
producido con H2SO4 mezclado con agua; se realiza en una torre de absorción, obteniendo
una mezcla de SO3 y sulfúrico (oleum), que se enfría, diluye y almacena.

LA RIOJA / SEPTIEMBRE 98. COU / QUIMICA / QUIMICA Y SOCIEDAD / OPCION
A / Nº 2
2.- Explique el proceso que sufre el petróleo bruto en una refinería, y el uso de sus
diferentes fracciones.
Solución:
El proceso del refinado del petróleo tiene tres fases principales:
1) Proceso de preparación: en esta fase se eliminan las sales minerales, para facilitar las operaciones
posteriores, además de evitar otros problemas como: corrosiones, incrustaciones …
2) Proceso de fraccionamiento: se trata en una o más destilaciones para separar el petróleo en
diversos componentes según su volatilidad, se realiza en una columna de destilación atmosférica, en
la que se introduce, en la zona baja, el petróleo mezclado con vapor de agua para facilitar la
destilación.
Se van obteniendo, por los conductos laterales situados a diversas alturas, productos de destilación
que aunque depende de cada instalación, en general de arriba abajo de la columna se extraen:
- gases licuados (propano y butano). Combustibles
- gasolina ligera nafta queroseno diesel-oil. Combustible
- gas-oil residuo atmosférico (en el fondo de la columna). Combustible
De este residuo atmosférico en una columna de vacío se puede separar : fuel-oil, aceites lubricantes
y asfalto.
3) Proceso de transformación y acabado: Permiten obtener productos de una fracción a partir de los
de otra o mejorar sus propiedades. Entre ellos se destacan:
Hidrogenosulfuración, tratamiento con hidrogeno para la eliminación de azufre y otras impurezas.
Isomerización: para aumentar el índice de octanos de las gasolinas.
Endulzamiento: con oxidantes, para eliminar mercaptanos.
Y otros dos procesos, de los cuales los más destacados son el craqueo y el reformado.
A.-Craqueo o Cracking: transformación de determinados productos del petróleo en otros más
ligeros, se produce por efecto de la temperatura, la presión y de los catalizadores. Actualmente se
utiliza para la obtención de alquenos de bajo peso molecular.
Ej: CH3-CH2-CH2-CH2-CH3 → CH2 = CH – CH2 - CH2 - CH3 + H2
→ CH3 - CH=CH – CH2 – CH3 + H2
→ CH2=CH– CH2 – CH3 + CH4

LA RIOJA / SEPTIEMBRE 98. COU / QUIMICA / QUIMICA Y SOCIEDAD / OPCION
A / Nº 2
→ CH3 – CH – CH3 + CH4
CH3
→ CH3 – CH2 – CH3 + CH2 = CH2
Hay tres clases de cracking: A.1) cracking térmico, A.2) cracking catalítico y A.3) hidrocracking.
A.1) A una temperatura de 500-600º en ausencia de aire, se producen deshidrogenaciones y
rupturas homolíticas de enlaces de hidrocarburos, los radicales producidos rápidamente se combinan
dando hidrocarburos de cadena más corta, carbón e hidrógeno.
A.2) A temperaturas 400-500ºC, con ayuda de un catalizador (óxidos de silicio y aluminio) El
mecanismo se basa en la aparición de iones de carbono y reacciones de isomerización. Este método
se utiliza principalmente para la obtención de gasolinas de alto octanaje.
A.3) Es un caso especial del anterior, realizado en presencia de hidrógeno. En este proceso se
aprovecha el hidrógeno producido en la misma refinería en el proceso de reforming
B.- Reformado o reforming: Se obtienen hidrocarburos de elevado octanaje a partir de
hidrocarburos pesados, por la acción de la temperatura y de la presión.
Las reacciones se dan a unos 600ºC y presiones de 75 atm. Son reacciones similares al proceso de
cracking, pero con la inyección de un refrigerante los gases son enfriados bruscamente, lo que
permite obtener un índice de octano de 80.
Hay dos tipos de reforming: B.1) reforming catalítico y B.2) reforming con vapor de agua.
B.1) Reforming catalítico: (500ºC y 30 atm) con un catalizador como el de platino. En este proceso
predominan reacciones de deshidrogenación y ciclación de hidrocarburos, obteniendose productos
de índice de octano 95 de los cuales por destilación fraccionada se obtienen componentes
aromáticos.
B.2) Reforming con vapor de agua: el catalizador utilizado es el níquel (760-870ºC), se produce gas
de síntesis que es CO y H2 .

NAVARRA / JUNIO 01. LOGSE / QUÍMICA / QUÍMICA Y SOCIEDAD / BLOQUE B /
CUESTIÓN 2
2.- Contaminación atmosférica.
Solución:
Los principales agentes contaminantes de la atmósfera son:
a) El CO2 y el efecto invernadero.
Ciertos gases existentes en la atmósfera, absorben luz solar, emitiendo una parte de ella en
forma de radiación infrarroja, la cual incrementa la temperatura media de la Tierra, resultando
beneficioso para hacer la vida en ella menos hostil, pero a la vez, este incremento de la
temperatura provocará la fusión del hielo polar, subiendo el nivel del mar, ...
b) La capa de ozono.
El ozono se encuentra mezclado con el aire en zonas altas de la estratosfera, y es capaz de
absorber luz ultravioleta, y descomponerse en oxígeno molecular, protegiendo a los seres
vivos de la radiación solar. De forma natural, existe equilibrio entre el ozono que se crea y
que se descompone, pero productos químicos utilizados por el hombre rompen ese equilibrio,
destruyendo moléculas de ozono.
c) La lluvia ácida.
Inicialmente, la lluvia es neutra, pero al atravesar la atmósfera, disuelve el CO2 y se vuelve
ligeramente ácida. La existencia de otros óxidos no metálicos (por acción del hombre),
principalmente SO3 y NO2, originan la formación de ácidos fuertes (HNO3 y H2SO4), dándole
un carácter más ácido (pH < 5,5), lo que conlleva el ataque a plantas, animales, suelos,
monumentos, metales,..
d) Los metales pesados.
Son metales que se encuentran en bajas concentraciones, siendo imprescindibles para
vegetales y animales, pero que si se concentran se vuelven tóxicos; así por ejemplo el Ni, Cd
o Pb, provocan cáncer.

NAVARRA / JUNIO 02. LOGSE / QUÍMICA / QUÍMICA Y SOCIEDAD
/ OPCIÓN A / CUESTIÓN Nº 5
5.- Propiedades y aplicaciones de los polímeros.
Solución:
Propiedades de los polímeros:
- Elevada masa molecular.
- Los polares se disuelven en disolventes polares, y los apolares en apolares.
- Las mezclas homogéneas de un polímero en un disolvente suelen ser dispersiones
coloidales.
- La estructura es, generalmente amorfa; si existe algo de orden son polímeros cristalinos.
- Elasticidad.
- Plasticidad.
- Resistencia mecánica.
- Capacidad para formar fibras.
- Elevada constante dieléctrica.
- Inactivos frente a ácidos y bases.
Aplicaciones de los polímeros:
- Plásticos.
- Caucho.
- Sustitución del vidrio (plexiglás)
- Lacas y barnices.
- Revestimientos (teflón)
- Papel celofán.

PRINCIPADO DE ASTURIAS / JUNIO 00. LOGSE / QUÍMICA / QUÍMICA Y
SOCIEDAD / BLOQUE 2
BLOQUE 2
El níquel puede prepararse en la industria de la siguiente forma: por reacción de NiO (s)
con H2, se obtiene Ni impuro, que reacciona con CO, dando tetracarbonilo de níquel,
[Ni(CO)4], que a 250ºC, se descompone en Ni puro y CO.
1) Para obtener 908 Kg de Ni puro, ¿qué masa de NiO, H2, y CO se necesitará si el
rendimiento de la reacción es del 90,0%? (1,25 puntos).
2) Indique las repercusiones que puede tener una fuga de CO en la obtención de Ni.
Describa algún otro proceso que produzca CO. (1,25 puntos)
Datos: Masas molares (g· mol-1
): H = 1,0; C = 12,0; O = 16,0; Ni = 58,7.
Solución:
Las reacciones de obtención del Ni puro, según el procedimiento descrito, y ya ajustadas, son:
NiO (s) + H2 (g) " Ni (s) + H2O (g) (reacción a alta T)
Ni (s) + 4 CO (g) " [Ni(CO)4] (g)
[Ni(CO)4] (g) " Ni (s) + 4 CO (g)
Sabemos la masa de Ni obtenido, y la masa atómica de Ni, luego podemos calcular los moles
de Ni conseguidos:
n Ni = 908·103
/ 58,2 = 15601,37 moles
Observando la estequiometría de la reacción, sabemos la proporción en la que reaccionan las
distintas especies que intervienen en el proceso:
1 mol de Ni se obtiene a partir de 1 mol de H2, 1 mol de NiO y 4 moles de CO; luego para
conseguir 15601,37 moles de Ni puro, habremos empleado:
15601,37 moles de H2
15601,37 moles de NiO
4 · 15601,37 = 62405,48 moles de CO
Con estos moles, y las masas moleculares de todas las especies, calculamos la masa de cada
una de ellas que se necesita:
Masa de H2 = 15601,37 moles · 2 g/mol = 31202,74 g = 31, 2 Kg
Masa de NiO = 15601,37 moles · 74,7 g/mol = 1165422,34 g = 1165,42 Kg

PRINCIPADO DE ASTURIAS / JUNIO 00. LOGSE / QUÍMICA / QUÍMICA Y
SOCIEDAD / BLOQUE 2
Masa de CO = 62405,48 moles · 44 g/mol = 2745841,12 g = 2745,84 Kg
Éstas serían las masas necesarias si el rendimiento de la operación fuera del 100%, como sólo
es del 90%, necesitaremos más de todos los reactivos:
Masa de H2 ( con r = 90%) = 31,2 · 100 / 90 = 34,67 Kg
Masa de NiO ( con r = 90%) = 1165,42 · 100 / 90 = 1294,91 Kg
Masa de CO ( con r = 90%) = 2745,84 · 100 / 90 = 3050,93 Kg
2) El CO es un gas relativamente inerte, pero muy venenoso por su gran capacidad para
enlazarse fuertemente a la hemoglobina, el transportador de oxígeno de la sangre . Tanto
oxígeno, como CO, se enlazan al ión Fe (II), siendo la afinidad de éste por el CO unas 200
veces mayor que por el O2.
De este modo, las moléculas de hemoglobina no pueden transportar el O2 necesario para los
procesos metabólicos. Cuando la mitad de las moléculas de hemoglobina formanel complejo
con el CO, se produce la muerte.
Por otro lado, el CO es uno de los principales contaminantes del aire.
En todos los procesos de reducciónde compuestos metálicos que forman la mena de los
minerales con carbón de coque, se desprende CO. Por ejemplo:
- Reducción del ZnO: ZnO + C " Zn + CO
- Reducción del MgO: MgO + C " Mg + CO
- Obtención de hierro dulce (menos del 0,2% C): Fe2O3 + 3 C " 2 Fe + 3 CO

ASTURIAS / JUNIO 98. LOGSE / QUÍMICA / QUÍMICA Y SOCIEDAD/ BLOQUE 3
3.- a) ¿De qué manera contribuyen los gases de los tubos de escape de los automóviles a
la contaminación atmosférica?.
b) ¿Por qué se está reduciendo la capa de ozono sobre la Tierra? ¿Cuáles son los efectos
más significativos de esta reducción?.
Solución:
a) Los contaminantes más usuales que emiten los automóviles por el tubo de escape,
producidos en la combustión de la gasolina o el gasóleo, son: el monóxido de carbono (CO),
los óxidos de nitrógeno (NOx), los compuestos orgánicos volátiles (CxHy) y las
macropartículas. En dicha combustión también se genera vapor de agua.
En menor medida, hay compuestos de plomo y una cantidad pequeña de dióxido de azufre
(SO2) y de sulfuro de hidrógeno(SH2). Además, en los vehículos se libera amianto a la
atmósfera al frenar. Por último, el tráfico es una fuente importante de emisión dióxido de
carbono (CO2).
El dióxido de carbono no siempre se clasifica como contaminante, pero sí guarda relación con
el calentamiento global (efecto invernadero). El monóxido de carbono es venenoso; a dosis
reducidas produce dolores de cabeza, mareos, disminución de la concentración y del
rendimiento e incluso puede provocar asfixia, porque impide que el oxígeno se fije en la
hemoglobina.
Los óxidos de nitrógeno producen una serie de reacciones cuyo resultado final es una mezcla
de ozono troposférico, dióxido de nitrógeno, aldehídos y nitratos de peracilo, conocida con el
nombre de “smog foto-químico”, con amplias características tóxicas e irritantes. Además son
catalizadores de reacciones atmosféricas indeseables, como la que provoca la destrucción del
ozono estratosférico.
Los hidrocarburos pueden producir radicales libres en la atmósfera, que son especies
altamente reactivas y, por tanto, pueden dar lugar a sustancias nocivas para la salud.
Por último, el dióxido de azufre (SO2) tiene una importante participación en la formación del
“smog ácido” así como de la lluvia ácida.
En general, los productos químicos contaminantes interactúan y producen ozono de bajo
nivel, que también contribuye al calentamiento global, así como lluvia ácida, la cual tiene
efectos destructores sobre la vida vegetal, aún en países alejados de las fuentes de emisión.
Los catalizadores impiden parte de las emisiones, pero no así el plomo, el dióxido de carbono
ni las macropartículas.

ASTURIAS / JUNIO 98. LOGSE / QUÍMICA / QUÍMICA Y SOCIEDAD/ BLOQUE 3
b) La capa de ozono es la zona de la atmósfera que se encuentra de 19 a 48 km por encima de
la superficie de la Tierra. En ella se producen concentraciones de ozono de hasta 10 ppm.. El
ozono se forma por acción de la luz solar sobre el oxígeno y por las tormentas.
A partir de finales de la década de 1970, los investigadores que trabajaban en la Antártida
detectaron una pérdida periódica de ozono en las capas superiores de la atmósfera por encima
del continente. El llamado agujero de la capa de ozono aparece durante la primavera antártica,
y dura varios meses antes de cerrarse de nuevo.
Otros estudios, realizados mediante globos de gran altura y satélites meteorológicos, indican
que el porcentaje global de ozono en la capa de ozono de la Antártida está descendiendo. La
principal causa de esta reducción es la utilización de ciertos productos químicos llamados
clorofluorocarbonadoss (CFC´s, compuestos de cloro, flúor y carbono), usados durante largo
tiempo en los circuitos de los refrigeradores y como propelentes en los aerosoles, y que
representaban una amenaza para la capa de ozono.
Al ser liberados en la atmósfera, estos productos químicos, que contienen cloro, ascienden y
se descomponen por acción de la luz solar UV (comprendida entre 175-220 nm), tras lo cual
el cloro reacciona con las moléculas de ozono y las destruye.
El mecanismo de esta reacción en cadena es el siguiente:
-Formación de radicales libres de cloro (muy activos)
CFCl3 + hν à CFCl2 + Cl·
CF2Cl2 + hν à CF2Cl + Cl·
-Destrucción del ozono
Cl· + O3 à ClO· + O2
ClO· + O· à Cl· + O2
O3 + O· à 2 O2
Por este motivo, el uso de CFC´s en los aerosoles ha sido prohibido en muchos países. Otros
productos químicos, como los halocarbonos de bromo, y los óxidos nitrosos de los
fertilizantes, son también lesivos para la capa de ozono.
La importancia de la capa de ozono es inestimable ya que protege a la vida del planeta de la
radiación solar ultravioleta, que es cancerígena. Por ello, la destrucción de la capa de ozono
expone a la vida terrestre a un exceso de radiación ultravioleta, lo cual aumenta la aparición
de cáncer de piel, reduce la respuesta del sistema inmunológico e interfiere en el proceso de
fotosíntesis de las plantas.

REGION DE MURCIA / SEPTIEMBRE 99.LOGSE / QUIMICA / QUIMICA Y
SOCIEDAD / BLOQUE II / Nº 3
3.- a) ¿Porqué es importante la presencia de ozono en la atmósfera?
b) Estructura de Lewis de la molécula de ozono. Indique la forma geométrica y ángulo
aproximado de enlace. Prediga si la molécula será polar o no.
Solución:
a) En las capas altas de la atmósfera la presión es tan baja que no permite la combinación de O
para dar O2, lo que sucede es que el oxígeno molecular reacciona con el oxigeno atómico para
dar ozono O3, éste absorbe la luz ultravioleta del sol dando nuevamente O + O2
νh
O2 → 2 O
O + O2 → O3
hν(UV)
O3 → O + O2
La concentración de ozono permanece constante, pero la luz ultravioleta se está absorbiendo
continuamente convirtiendose en energía cinética de los átomos y moléculas de O, y en calor.
La consecuencia es que la mayor parte de la radiación UV de el sol se absorbe antes de
alcanzar la superficie terrestre, y puesto que esta radiación puede edestruir células vivas, la
capa de ozono nos está protegiendo de estos efectos dañinos.
b) Estructura de Lewis:
Ö +
Ö+
:O: :Ö:-
⇔ -
:Ö: :O:
El ozono es una molécula resonante, su geometría es triangular con un ángulo aproximado de
α =117º, este ángulo es menor de 120ª porque el par de electrones sin compartir del oxígeno
central ocupa mayor espacio que los pares compartidos, de modo que cierra un poco el ángulo.
A causa de su geometría triangular sería una molécula polar, pero como los tres átomos son
iguales, la molécula es apolar.

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