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OXIGENO E HIDROGENO
Luna Isabela Rivera Leyva
10-1
Docente: Diana del pilar
Institución Educativa Exalumnas De La Presentación
Ibagué – Tolima
2019
INTRODUCCION GENERAL:
Con este trabajo pretendemos encontrar respuesta a por que el
oxígeno es indispensable en nuestra vida y aprovechado por los seres
vivos, el hombre y las industrias. esto nos sirve para ampliar nuestros
conocimientos también con el hidrogeno y las propiedades que este
tiene, teniendo en cuenta que es el elemento más básico de toda la
tabla y el primero que fue descubierto.
En los siguientes ítems podrás encontrar todo acerca de ellos
tocando a fondo cada una de sus investigaciones
OBJETIVOS GENERALES:
 Identificar la importancia de estos dos elementos químicos que
son el hidrógeno y el oxígeno.
 comprender en qué estado natural se encuentran los
elementos de la tabla periódica.
 conocer más a fondo sus propiedades tanto físicas como
químicas por ejemplo del oxígeno en su llama y del hidrogeno
OXIGENO
Marco teórico =
El oxígeno es un elemento químico de número atómico 8 y representado por
el símbolo O. Su nombre proviene de las raíces griegas formando parte del
grupo de los anfígenos en la tabla periódica y es un elemento no metálico
altamente reactivo que forma fácilmente compuestos (especialmente óxidos)
con la mayoría de elementos, excepto con los gases nobles helio y neón.
Representa aproximadamente el 21% en volumen de la composición de la
atmósfera terrestre. Es uno de los elementos más importantes de la química
orgánica y participa de forma muy importante en el ciclo energético de los
seres vivos, esencial en la respiración celular de los organismos aeróbicos.
Propiedades físicas:
Son características que pueden ser observadas o medidas sin que cambie la
naturaleza de la sustancia. Entre las propiedades físicas encontramos:
 En condiciones normales de presión y temperatura se encuentra en
estado gaseoso.
 Es incoloro, inodoro e insípido.
 Se condensa a 90,20 K y se congela a 54,36 K.
 En estado líquido presenta un color azulado.
 Se presenta en tres formas alotrópicas: oxígeno atómico, oxígeno
diatómico y oxígeno triatómico.
Propiedades químicas:
Son características que se pueden conocer al cambiar la naturaleza o
composición de la materia. Están asociadas con la reactividad química.
 Tiene tendencia a formar moléculas diatónicas.
 Es el principal reactivo en las reacciones de combustión, ya que de él
depende que se lleven a cabo.
 Es un fuerte agente oxidante.
 Tiene facilidad de combinarsecon otros elementos para formar óxidos.
 Su electronegatividad es alta, 3.5.
Combustión:
Cuando se produce la combustión de un elemento inflamable en una
atmósfera rica en oxígeno, se observa una emisión de luz, que puede llegar a
ser intensa, denominada llama.
Todas las reacciones de combustión son muy exotérmicas y desprenden gran
cantidad de energía en forma de calor. La llama es provocada por la emisión
de energía de los átomos de algunas partículas queseencuentran en los gases
de la combustión, al ser excitados por el intenso calor generado en este tipo
de reacciones.
Atendiendo a cómo se incorpora el oxígeno a la llama, podemos distinguir:
Llamas de pre mezcla= Cuando el combustible y comburente van mezclados
previamentea la combustión,comoen el casode un mecherobunsen.En estas
llamas la combustión es más completa y permiten alcanzar mayores
temperaturas, presentando otras características como la tonalidad azul.
Llamas de difusión = Las llamas de difusión son las que se generan de forma
natural cuando se encuentran el combustible y el aire sin mezcla previa en un
mismo lugar. La difusión sería el momento en el que un gas inflamable se
encuentra de forma natural con el oxígeno del aire. La zona donde se produce
este fenómeno se denomina zona de reacción, no es muy extensa y es donde
se produce la combustión.
Un ejemplo típico de combustión es la oxidación del metano según el
proceso
Obtención del oxigeno
El oxígenopuede obtenersea partir dela descomposicióntérmicade
óxidos(de metalespoco reactivos, delos peróxidos, algunos bióxidosy
algunasoxisales). Se puede obtener por electrólisisdel agua. Por
destilaciónfraccionadadelairelíquido.
Métodos de Obtención de oxigeno
* calentandooxidode mercurioseco, el cual se descomponeen Hg y O.
2HgO-----2Hg+O2
*haciendoactuar ácidosdiluidos(H2SO4 o HCL) sobremetal Zn o Fe.
H2SO4 +Zn----------- ZnSO4 +H2
Método de Kipp
El metal Zn o Fe se coloca en la bola superiror del recipienteyse
mantieneen sentidocon una tela de cobreo un trozo de caucho. El
ácidose vierte en el embudo(A)que seen (B) con un cierreesmerilado.
Cuandose abrela llave el ácidosube a (b) y ataca almetal. Cerrando
(b) los gases que siguen produciendoempuja elácidoque vuelve a
acumularseenel embudo, interrumpiéndosela reacción, encualquier
momentose reinicia convolver abrir(b).
APLICACIONES
 Tratamiento de aguas residuales
 Acuicultura
 Aplicaciones medicinales: aire respirable enriquecido
 Producción de ozono: desinfección de aguas,
almacenamiento de alimentos, procesos de oxidación
industriales, blanqueo, etc.
 Fabricación de vidrio: aumento de la temperatura de los
hornos
Hidrogeno
Marco teórico
Él es el elementoquímicodenúmero atómico1, representadopor el
símboloH. Con una masa atómica de1,00797,1 esel más ligerode la
tabla periódica delos elementos. Por lo general, se presenta en su
forma molecular, formandoel gas diatómicoH2 en condiciones
normales. Este gas es inflamable, incoloro, inodoro, no metálicoe
insoluble en agua.2
PROPIEDADES FÍSICAS
El hidrógenoes un gasincoloro, inodoro e insípidoa temperatura
ambiente. Es el elementomás livianoque existe, siendo
aproximadamente14 veces menos pesadoque el aire. Su molécula
consistede dos átomosde hidrógeno(H2) unidos por un enlace
covalente. Posee tresisótopos, de los cuales el másabundanteesel
Protio(99.985%); el Deuteriotieneuna abundanciade0,02% y el tritio
es tanescaso que de cada 109 átomosde hidrógenohay uno de tritio.
El hidrogenoes fácilmenteabsorbidopor ciertosmetalesfinamente
divididos, siendolos principalespaladio, platinoy oro. Por ejemplo,
uno volumen de paladiofinamentedivididopuedeadsorber
aproximadamente850 volumen es de Hidrógeno a temperatura
ambiente. El hidrógenoabsorbidoesmuy activoquímicamente.
PROPIEDADES QUÍMICAS
Químicamente, elhidrogenoes capazde combinarseconla mayoría de
los elementos cuandose tienenlas condicionesadecuadas. El
hidrogenotienegran afinidad conel oxígeno, con el cual se combina en
frío muy lentamente, peroen presencia de una llama o de una chispa
eléctrica lo hacecasi instantáneamenteconexplosión. Por esto, las
mezclas de hidrógenoy aire debenmanejarseconmucha precaución.
La reacciónes:
La ecuaciónanterior nosindica la grancantidad deenergía
desprendida por la reacción.
Una propiedad muyimportantedelhidrógenoes su poder reductor. En
efecto, a altastemperatura elhidrógenoreacciona con algunosóxidos
reduciéndolos.
COMBUSTION
la combustión del hidrógeno puede producir pequeñas
cantidades de óxido de nitrógeno, junto con el vapor de agua.
El calor de la combustión le permite al hidrógeno actuar como
combustible.
Sin embargo, el hidrógeno es un vector energético, como la
electricidad, no un recurso de energía. Las empresas de
energía primero deben producir el gas de hidrógeno y esa
producción induce impactos ambientales.
La producción de hidrógeno siempre requiere más energía
que la que puede ser recuperada del gas como un combustible
en forma posterior.
Esta es una limitación de la ley física de la conservación de la
energía.
OBTENCION DEL HIDROGENO
El hidrógenose obtienemediantediversosprocesos:
o electrólisis
o reformado
o gasificación
o ciclostermoquímicos
o producciónbiológica
Electrólisis
La electrólisises un proceso que consisteen la descomposicióndel
agua a través de la utilizacióndela electricidad. Esteprocesoindustrial
tiene sus ventajas, pues es fácilmenteadaptableya sea para grandeso
pequeñascantidadesdegas, consiguiéndoseun hidrógenode gran
pureza.
Reformado:
El reformado, consisteen la reaccióndelos hidrocarburosconla
presencia de calor y vapor de agua. Dichométodopermiteproducir
grandescantidadesdehidrógenocon un bajocoste, partiendodel gas
natural
Gasificación:
El hidrógenoa travésdel procesode gasificación, seobtienea partir de
hidrocarburospesadosy la biomasa, obteniéndoseademásdel
hidrógeno, gases para reformado, a partir delas reacciones del vapor
de agua y el oxígeno.
Ciclos termoquímicos:
Es un proceso bastanteutilizabley atractivocuandosehabla de gran
escala, al tener bajocoste económico, y no emitiendogasesde carácter
invernadero, pudiendoser usado en la industria pesada oincluso en el
transporte. Existendistintosproyectosdecolaboraciones
internacionalespara investigar ydesarrollar este método. Hoy en día,
aún falta mayor investigaciónsinfines comerciales.
Producción biológica
Durantelos últimosaños, ha sido muy estudiado, debidoa su gran
potencial, perohay que decir que es un procesobastantelentode
obtencióndel hidrógeno, y ademásse necesitangrandessuperficies, sin
mencionar que la granmayoría de los organismosapropiadospara éste
método, no se hanencontradotodavía.
APLICACIÓNES
 Producción de ácido clorhídrico (HCl)
 Combustible para cohetes
 Enfriamiento de rotores en generadores eléctricos en usinas de
energía, visto que el hidrógeno posee una elevada
conductividad térmica.
 En estado líquido, es utilizado en investigaciones “criogénicas”
incluyendo estudios de superconductividad.
 Como es 14,5 veces más liviano que el aire y por eso es utilizado
muchas veces como agente de elevación en balones y
zeppelines
 El deuterio, un isótopo de hidrógeno en que el núcleo es
constituido por un protón y un neutrón, es utilizado en la forma
de la llamada “agua pesada” en fisión nuclear como moderador
de neutrones.
 Compuestos de deuterio poseen aplicaciones en la química y
en la biología, en estudio de reacciones utilizando el efecto
isotópico.
LOS LIQUIDOS Y EL AGUA
Luna Isabella Rivera Leyva
10-1
Docente: María del pilar
Institución Educativa Exalumnas De La Presentación
Ibagué –Tolima
2019
INTRODUCCION GENERAL:
Este trabajo está basado en la consulta de los líquidos, más
específicamente en el agua resaltando su estructura molecular y
propiedades física y químicas.
Así mismo los líquidos están formados por moléculas en constante
movimiento y desordenado. y cada una de ellas choca millones de
veces en un mismo laso destacando una de las características más
interesantes de los líquidos y su capacidad para actuar como
disolvente.
Finalmente puedo concluir que el agua es el líquido más importante
del planeta para los seres vivos y también en los procesos
industriales.
OBJETIVOS GENERALES:
 Comprender más a fondo los conceptos de los líquidos y el
agua
 informar sobre la contaminación que sufre el agua y que con
lleva a estos .
 consultar las propiedades e importancia de estos.
LOS LIQUIDOS
MARCO TEORICO:
Propiedades de los líquidos
COMPRESIÓN Y EXPANSIÓN
A los líquidosse les considera incomprensibles debidoque
dentro de ellosexisten fuerzas extremas que entre sus
moléculaslas cuales se atraen, por otra parte cuando a un
liquidose le aplicauna presión su volumen no se ve
afectado en gran cantidad,ya que sus moléculastienen
poco espacio entre si; por otra parte si aplicamosun cambio
de temperatura a un líquidosu volumen no sufrirá cambios
considerables. Cabe señalarque cuandolas moléculasde un
líquidoestán en continuo aumento de movimientoes por
causa del aumento de alguna temperatura que esté
experimentandoel mismo lo cual inclinaal liquidoa
aumentarla distanciade sus moléculas, a pesar de esto las
fuerzas de atracción que existen en el líquidose oponen a
ese distanciamientode sus moléculas.
DIFUSIÓN
Al realizarla mezcla de dos líquidos,las moléculasde uno
de ellosse difunde en todas lasmoléculasdel otro liquidoa
mucho menor velocidad,cosa que en los gases no sucede. Sí
deseamos ver la difusión de dos líquidos,se puede observar
dejandocaer una pequeñacantidadde tinta (china) en un
poco de agua. Debidoa que las moléculasen ambos
líquidosestán muy cerca, cada moléculaconllevauna
inmensidadde choques antes de alejarse, puede decirse
que millonesde choques. La distanciapromedio que se
genera en los choques se le llama trayectoria libre media y,
en los gases es mas grande que en los líquidos,cabe señalar
que esto sucede cuando las moléculasestán bastantemente
separadas. A pesar de lo que se mencionaanteriormente
hay constantes interrupciones en sus trayectorias
moleculares, por lo que los líquidosse difundenmucho mas
lentamente que los gases.
FORMA Y VOLUMEN
En un liquido,las fuerzas de atracción son suficientemente
agudaspara limitara las moléculasen su movimiento
dentro de un volumen definido,a pesar de esto las
moléculasno puedenguardar un estado fijo, es decir que
las moléculasdel líquidono permanecen en una sola
posición. De tal forma que las moléculas, dentro de los
limites del volumen del liquido,tienen la libertad de
moverse unasalrededorde otras, a causa de esto, permiten
que fluyanlos líquidos.Aún cuando, los líquidosposeen un
volumen definido,pero, debidoa su capacidadpara fluir, su
forma depende del contorno del recipiente que los
contiene.
VISCOCIDAD
Algunos líquidos, literalmente fluyen lentamente, mientras
que otros fluyen con facilidad,la resistencia a fluir se conoce
con el nombre de viscosidad.Si existe una mayor viscosidad,
el liquidofluye mas lentamente. Los líquidoscomo la maleza
y el aceite de losmotores son relativamenteviscosos; el agua
y los líquidosorgánicos como el tetracloruro de carbono no
lo son. La viscosidad puede medirse tomando en cuenta el
tiempo que transcurre cuando cierta cantidad de un líquido
fluye a través de un delgado tubo, bajo la fuerza de la
gravedad. En otro método, se utilizan esferas de acero que
caen a través de un líquido y se mide la velocidad de caída.
Las esferas más lentamente en los líquidos más viscosos. Si
deseamos determinar las viscosidades con respecto al
tiempo, es decir el volumen del líquido que fluye con
respecto al tiempo tenemos:
-ecuación 1
Donde:
= Velocidad de flujo del líquido a lo largo de un tubo .
r = Radio del tubo.
L = Longitud
(P1 - P2) = Diferencia de presión
Fluidez
Eslacaracterística deloslíquidosquelesconfierelahabilidad
de poder pasar por cualquier orificio aun cuando sea muy
pequeñosiempre queeste almismo nivelo a unnivelinferior
del recipiente en el que se encuentra el líquido.
Presión de vapor
La presión de vapor de un líquido es una presión que ejerce
el vapor en contraparte al líquido que lo origina cuando se
encuentra a una temperatura determinada.
Cuando un líquidose expone a una temperatura adecuada y
el vapor es equivalente a 1 atmósfera se dice que el líquido
ha alcanzado el punto de ebullición ya que el vapor ha
vencido la presión exterior y ahora puede formarse en todo
el cuerpo del líquido y no solo en la superficie.
Evaporación
La evaporación es el proceso por el cual las moléculas en estado
líquido (por ejemplo, el agua) se hacen gaseosas espontáneamente
(ej.: vapor de agua). Es lo opuesto a la condensación. Generalmente,
la evaporación puede verse por la desaparición gradual del líquido
cuando se expone a un volumen significativo de gas. Por término
medio, las moléculas no tienen bastante energía para escaparse del
líquido, porque de lo contrario el líquido se convertiría en vapor
rápidamente. Cuando las moléculas chocan, se transfieren la energía
de una a otra en grados variantes según el modo en que chocan.
TENSION SUPERFICIAL
La tensión superficial solo se aplica sobre las superficies de un
líquido. Cuando estamos sobre la superficie de un líquido, las
moléculas que están debajo de la superficie, sienten esa atracción
únicamente por las moléculas que tienen a los lados y hacia abajo,
pero en la parte superior no existen más moléculas, solo la
superficie. Como resultado de todo esto, dichas moléculas sienten
una fuerza que las estira hacia abajo, hacia el interior del líquido.
EBULLICION
Se dice que un líquido está en ebullición cuando la presión del vapor
de las burbujas formadas en el proceso es igual o superiora la
presión externa, o sea, en un recipiente abierto, la presión externa
será la presión atmosférica y, cuando la presión de las burbujas
formadas sea igual o superior a la atmosférica, ocurre el proceso de
ebullición del líquido.
No es difícil ver que, en la medida en que la presión atmosférica va
disminuyendo, más fácilmente será alcanzada la presión de vapor de
la burbuja necesaria para la ebullición y menor será la temperatura
de ebullición del líquido.
EL AGUA
ESTRUCTURA MOLECULAR
El agua fue considerada como un cuerpo simple hasta el siglo XVIII.
En 1781 el químico (y teólogo) inglés Joseph Priestley realizó su
síntesis por combustión del hidrógeno. Los químicos Antoine-
Laurent Lavoisier y Henrv Cavendish demostraron que el agua
estaba formada por hidrógeno y oxigeno. Más tarde, en 1805, el
químico francés Louis-Joseph Gay-Lussac y el sabio prusiano
Alexandei- von Humboldt determinaron que el cociente de
volúmenes hidrógeno / oxigeno valía 2, lo cual condujo finalmente
a la fórmula molecular H20. La molécula de agua está formada por
dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno.
En la molécula de H,O, cada átomo de hidrógeno está unido al
átomo de oxígeno por un enlace covalente. En este enlace,
relativamente fuerte, el átomo de hidrógeno y el átomo de oxígeno
ponen en común un electrón cada uno. Estos átomos adquieren así
un electrón añadido: el átomo de hidrógeno se encuentra con dos
electrones en vez de uno y el de oxígeno con ocho electrones
periféricos en vez de seis (porque participa en dos enlaces). Como
se sabe, estos números corresponden a capas electrónicas externas
completas que confieren una gran estabilidad a la molécula.
PROPIEDADES FISICAS
1) Estado físico: sólida, liquida y gaseosa
2) Color: incolora
3) Sabor: insípida
4) Olor: inodoro
5) Densidad: 1 g./c.c. a 4°C
6) Punto de congelación: 0°C
7) Punto de ebullición: 100°C
8) Presión critica: 217,5 atm.
9) Temperatura critica: 374°C
PROPIEDADES QUIMICAS
1)Reacciona con los óxidos ácidos
2)Reacciona con los óxidos básicos
3)Reacciona con los metales
4)Reacciona con los no metales
5)Se une en las sales formando hidratos:
1)Los anhídridos u óxidos ácidos reaccionan con el agua y forman
ácidos oxácidos.
2) Los óxidos de los metales u óxidos básicos reaccionan con el
agua para formar hidróxidos. Muchos óxidos no se disuelven en el
agua, pero los óxidos de los metales activos se combinan con gran
facilidad.
3) Algunos metales descomponen el agua en frío y otros lo hacían a
temperatura elevada.
4)El agua reacciona con los no metales, sobre todo con los
halógenos, por ej: Haciendo pasar carbón al rojo sobre el agua se
descompone y se forma una mezcla de monóxido de carbono e
hidrógeno (gas de agua).
5)El agua forma combinaciones complejas con algunas sales,
denominándose hidratos.En algunos casos los hidratos pierden
agua de cristalización cambiando de aspecto, y se dice que son
eflorescentes, como le sucede al sulfato cúprico, que cuando está
hidratado es de color azul, pero por pérdida de agua se transforma
en sulfato cúprico anhidro de color blanco.
PROPIEDADES BIOLOGICAS
1) Sus propiedades como transporte de sustancias: el agua es el
principal ingrediente de la sangre. En el agua se disuelven muchas
sustancias, como vitaminas o minerales, que de este modo se
transportan por todo el cuerpo, pudiendo llegar a las diferentes
células. Este es un papel esencial para el funcionamiento del cuerpo
humano, aunque evidentemente, siendo como somos agua en una
altísima proporción, no va a ser el único papel que tiene en el
cuerpo humano este líquido elemento.
2) Sus propiedades como amortiguador térmico. El agua ayuda a
que el calor disminuya. En el cuerpo ejerce la función de refrigerar
al organismo, ayudando a que la temperatura corporal no suba de
37 grados, lo máximo en un cuerpo saludable. También ayuda a que
se mantenga el calor, no bajando de 36 grados.
3) La propiedad de dar flexibilidad y elasticidad a los tejidos. Los
tejidos del cuerpo humano son flexibles y son elásticos gracias a su
alto contenido en agua. Si no tuvieran esa gran cantidad de líquido,
se secarían y se quedarían acartonados y rígidos. Esto es fácil de
ver con un órgano animal, como un trozo de pulmón o de hígado, al
que se le retira el agua.
ELECTROLISIS DEL AGUA
¿Qué es la electrolisis del agua?
La electrolisis del agua entonces es el proceso por el cual el agua
(H2O) se descompone en dos moléculas de hidrógeno (H2) y una de
oxigeno (O) a través de una corriente eléctrica continua, la cual se
suministra con una fuente de alimentación, una pila o batería, la cual
se conecta a través de electrodos al agua.
¿Para qué sirve la electrolisis del agua?
La electrolisis de agua es usada en muchos lugares debido a que el
resultado de esta es la producción de hidrógeno, sustancia utilizada
como combustible, en soldaduras en muchas industrias.
¿Cómo funciona la electrolisis del agua?
Respecto al funcionamiento del electrolisis del agua, es necesario
que se cumplan dos condiciones:
 El agua no podrá encontrarse en un estado puro, lo que significa que
tiene que presentar unas concentraciones de sales u otros minerales
pequeñas.
 Se debe utilizar corriente directa durante el proceso.
AGUAS PESADAS
El agua pesada tiene dos usos: moderador y refrigerante en los
reactores nucleares que apelan al uranio natural como
combustible; y en la industria química para deuterar otros
compuestos y en laboratorios y centros de investigación.
La usan las tres centrales nucleares del país (Atucha I y II y
Embalse).
¿Cómo se compone? El agua natural es captada desde el lago y
enviada a la estación de bombeo de la planta. Ahí comienza el
proceso para obtenerla, en una instancia en la que interviene el
amoníaco como una sustancia clave.
Según los manuales, “a diferencia del agua común, que tiene dos
átomos de hidrógeno, y uno de oxígeno, el agua pesada está
formada por dos átomos de deuterio y uno de oxígeno”. Una vez
que concluye el proceso, se la envasa en tambores o conteiner de
aluminio. Es incolora e insípida.
AGUAS DURAS
El agua es una sustancia insípida, inodora e incolora cuyas
moléculas se componen de dos átomos de hidrógeno y un átomo
de oxígeno. Se trata de un elemento indispensable para el
desarrollo de la vida. Algo duro, por otra parte, no está blando,
ejerce resistencia o resulta áspero.
Agua dura
Se conoce como agua dura a aquella que dificulta el desarrollo de
espuma al estar en contacto con jabón, debido a que presenta una
elevada cantidad de bicarbonatos y carbonatos de magnesio y de
calcio. Para calcular la dureza del agua, se suelen sumar las
concentraciones de magnesio y de calcio que están presentes en
cada litro de agua.
CONTAMINACION DEL AGUA
La contaminación del agua o contaminación hídrica tiene lugar
cuando en los cuerpos de agua naturales (lagos, ríos, mares, etc.)
tienen presencia diversos tipos de sustancias químicas ajenas a su
composición original, que modifican sus propiedades haciéndola
insalubre, dañina para la vida, y por lo tanto inútil para la pesca,
agricultura, recreación y consumo humano.
El agua es la sustancia líquida más abundante del planeta y el
solvente universal presente en la mayoría de las sustancias y en
todos los seres vivientes, que sin ella no podrían existir. La vida
misma se originó en los mares de nuestro planeta.
Sin embargo, eso no ha impedido que numerosas actividades
humanas generen un impacto importante en la calidad del agua del
planeta, mediante el desecho de sustancias líquidas, sólidas e
incluso gaseosas en el ambiente. Y aunque también hay procesos
naturales e iniciativas humanas que buscan contrarrestar la
contaminación del agua, es mucho más sencillo ensuciarla que
potabilizarla.

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  • 1. OXIGENO E HIDROGENO Luna Isabela Rivera Leyva 10-1 Docente: Diana del pilar Institución Educativa Exalumnas De La Presentación Ibagué – Tolima 2019
  • 2. INTRODUCCION GENERAL: Con este trabajo pretendemos encontrar respuesta a por que el oxígeno es indispensable en nuestra vida y aprovechado por los seres vivos, el hombre y las industrias. esto nos sirve para ampliar nuestros conocimientos también con el hidrogeno y las propiedades que este tiene, teniendo en cuenta que es el elemento más básico de toda la tabla y el primero que fue descubierto. En los siguientes ítems podrás encontrar todo acerca de ellos tocando a fondo cada una de sus investigaciones OBJETIVOS GENERALES:  Identificar la importancia de estos dos elementos químicos que son el hidrógeno y el oxígeno.  comprender en qué estado natural se encuentran los elementos de la tabla periódica.  conocer más a fondo sus propiedades tanto físicas como químicas por ejemplo del oxígeno en su llama y del hidrogeno OXIGENO Marco teórico =
  • 3. El oxígeno es un elemento químico de número atómico 8 y representado por el símbolo O. Su nombre proviene de las raíces griegas formando parte del grupo de los anfígenos en la tabla periódica y es un elemento no metálico altamente reactivo que forma fácilmente compuestos (especialmente óxidos) con la mayoría de elementos, excepto con los gases nobles helio y neón. Representa aproximadamente el 21% en volumen de la composición de la atmósfera terrestre. Es uno de los elementos más importantes de la química orgánica y participa de forma muy importante en el ciclo energético de los seres vivos, esencial en la respiración celular de los organismos aeróbicos. Propiedades físicas: Son características que pueden ser observadas o medidas sin que cambie la naturaleza de la sustancia. Entre las propiedades físicas encontramos:  En condiciones normales de presión y temperatura se encuentra en estado gaseoso.  Es incoloro, inodoro e insípido.  Se condensa a 90,20 K y se congela a 54,36 K.  En estado líquido presenta un color azulado.  Se presenta en tres formas alotrópicas: oxígeno atómico, oxígeno diatómico y oxígeno triatómico. Propiedades químicas:
  • 4. Son características que se pueden conocer al cambiar la naturaleza o composición de la materia. Están asociadas con la reactividad química.  Tiene tendencia a formar moléculas diatónicas.  Es el principal reactivo en las reacciones de combustión, ya que de él depende que se lleven a cabo.  Es un fuerte agente oxidante.  Tiene facilidad de combinarsecon otros elementos para formar óxidos.  Su electronegatividad es alta, 3.5. Combustión: Cuando se produce la combustión de un elemento inflamable en una atmósfera rica en oxígeno, se observa una emisión de luz, que puede llegar a ser intensa, denominada llama. Todas las reacciones de combustión son muy exotérmicas y desprenden gran cantidad de energía en forma de calor. La llama es provocada por la emisión de energía de los átomos de algunas partículas queseencuentran en los gases de la combustión, al ser excitados por el intenso calor generado en este tipo de reacciones.
  • 5. Atendiendo a cómo se incorpora el oxígeno a la llama, podemos distinguir: Llamas de pre mezcla= Cuando el combustible y comburente van mezclados previamentea la combustión,comoen el casode un mecherobunsen.En estas llamas la combustión es más completa y permiten alcanzar mayores temperaturas, presentando otras características como la tonalidad azul. Llamas de difusión = Las llamas de difusión son las que se generan de forma natural cuando se encuentran el combustible y el aire sin mezcla previa en un mismo lugar. La difusión sería el momento en el que un gas inflamable se encuentra de forma natural con el oxígeno del aire. La zona donde se produce este fenómeno se denomina zona de reacción, no es muy extensa y es donde se produce la combustión. Un ejemplo típico de combustión es la oxidación del metano según el proceso Obtención del oxigeno El oxígenopuede obtenersea partir dela descomposicióntérmicade óxidos(de metalespoco reactivos, delos peróxidos, algunos bióxidosy
  • 6. algunasoxisales). Se puede obtener por electrólisisdel agua. Por destilaciónfraccionadadelairelíquido. Métodos de Obtención de oxigeno * calentandooxidode mercurioseco, el cual se descomponeen Hg y O. 2HgO-----2Hg+O2 *haciendoactuar ácidosdiluidos(H2SO4 o HCL) sobremetal Zn o Fe. H2SO4 +Zn----------- ZnSO4 +H2 Método de Kipp El metal Zn o Fe se coloca en la bola superiror del recipienteyse mantieneen sentidocon una tela de cobreo un trozo de caucho. El ácidose vierte en el embudo(A)que seen (B) con un cierreesmerilado. Cuandose abrela llave el ácidosube a (b) y ataca almetal. Cerrando (b) los gases que siguen produciendoempuja elácidoque vuelve a acumularseenel embudo, interrumpiéndosela reacción, encualquier momentose reinicia convolver abrir(b).
  • 7. APLICACIONES  Tratamiento de aguas residuales  Acuicultura  Aplicaciones medicinales: aire respirable enriquecido  Producción de ozono: desinfección de aguas, almacenamiento de alimentos, procesos de oxidación industriales, blanqueo, etc.  Fabricación de vidrio: aumento de la temperatura de los hornos
  • 8. Hidrogeno Marco teórico Él es el elementoquímicodenúmero atómico1, representadopor el símboloH. Con una masa atómica de1,00797,1 esel más ligerode la tabla periódica delos elementos. Por lo general, se presenta en su forma molecular, formandoel gas diatómicoH2 en condiciones normales. Este gas es inflamable, incoloro, inodoro, no metálicoe insoluble en agua.2 PROPIEDADES FÍSICAS El hidrógenoes un gasincoloro, inodoro e insípidoa temperatura ambiente. Es el elementomás livianoque existe, siendo aproximadamente14 veces menos pesadoque el aire. Su molécula consistede dos átomosde hidrógeno(H2) unidos por un enlace covalente. Posee tresisótopos, de los cuales el másabundanteesel Protio(99.985%); el Deuteriotieneuna abundanciade0,02% y el tritio es tanescaso que de cada 109 átomosde hidrógenohay uno de tritio. El hidrogenoes fácilmenteabsorbidopor ciertosmetalesfinamente divididos, siendolos principalespaladio, platinoy oro. Por ejemplo, uno volumen de paladiofinamentedivididopuedeadsorber
  • 9. aproximadamente850 volumen es de Hidrógeno a temperatura ambiente. El hidrógenoabsorbidoesmuy activoquímicamente. PROPIEDADES QUÍMICAS Químicamente, elhidrogenoes capazde combinarseconla mayoría de los elementos cuandose tienenlas condicionesadecuadas. El hidrogenotienegran afinidad conel oxígeno, con el cual se combina en frío muy lentamente, peroen presencia de una llama o de una chispa eléctrica lo hacecasi instantáneamenteconexplosión. Por esto, las mezclas de hidrógenoy aire debenmanejarseconmucha precaución. La reacciónes: La ecuaciónanterior nosindica la grancantidad deenergía desprendida por la reacción. Una propiedad muyimportantedelhidrógenoes su poder reductor. En efecto, a altastemperatura elhidrógenoreacciona con algunosóxidos reduciéndolos. COMBUSTION
  • 10. la combustión del hidrógeno puede producir pequeñas cantidades de óxido de nitrógeno, junto con el vapor de agua. El calor de la combustión le permite al hidrógeno actuar como combustible. Sin embargo, el hidrógeno es un vector energético, como la electricidad, no un recurso de energía. Las empresas de energía primero deben producir el gas de hidrógeno y esa producción induce impactos ambientales. La producción de hidrógeno siempre requiere más energía que la que puede ser recuperada del gas como un combustible en forma posterior. Esta es una limitación de la ley física de la conservación de la energía.
  • 11. OBTENCION DEL HIDROGENO El hidrógenose obtienemediantediversosprocesos: o electrólisis o reformado o gasificación o ciclostermoquímicos o producciónbiológica Electrólisis La electrólisises un proceso que consisteen la descomposicióndel agua a través de la utilizacióndela electricidad. Esteprocesoindustrial tiene sus ventajas, pues es fácilmenteadaptableya sea para grandeso pequeñascantidadesdegas, consiguiéndoseun hidrógenode gran pureza. Reformado: El reformado, consisteen la reaccióndelos hidrocarburosconla presencia de calor y vapor de agua. Dichométodopermiteproducir grandescantidadesdehidrógenocon un bajocoste, partiendodel gas natural Gasificación: El hidrógenoa travésdel procesode gasificación, seobtienea partir de hidrocarburospesadosy la biomasa, obteniéndoseademásdel
  • 12. hidrógeno, gases para reformado, a partir delas reacciones del vapor de agua y el oxígeno. Ciclos termoquímicos: Es un proceso bastanteutilizabley atractivocuandosehabla de gran escala, al tener bajocoste económico, y no emitiendogasesde carácter invernadero, pudiendoser usado en la industria pesada oincluso en el transporte. Existendistintosproyectosdecolaboraciones internacionalespara investigar ydesarrollar este método. Hoy en día, aún falta mayor investigaciónsinfines comerciales. Producción biológica Durantelos últimosaños, ha sido muy estudiado, debidoa su gran potencial, perohay que decir que es un procesobastantelentode obtencióndel hidrógeno, y ademásse necesitangrandessuperficies, sin mencionar que la granmayoría de los organismosapropiadospara éste método, no se hanencontradotodavía. APLICACIÓNES  Producción de ácido clorhídrico (HCl)  Combustible para cohetes
  • 13.  Enfriamiento de rotores en generadores eléctricos en usinas de energía, visto que el hidrógeno posee una elevada conductividad térmica.  En estado líquido, es utilizado en investigaciones “criogénicas” incluyendo estudios de superconductividad.  Como es 14,5 veces más liviano que el aire y por eso es utilizado muchas veces como agente de elevación en balones y zeppelines  El deuterio, un isótopo de hidrógeno en que el núcleo es constituido por un protón y un neutrón, es utilizado en la forma de la llamada “agua pesada” en fisión nuclear como moderador de neutrones.  Compuestos de deuterio poseen aplicaciones en la química y en la biología, en estudio de reacciones utilizando el efecto isotópico.
  • 14. LOS LIQUIDOS Y EL AGUA Luna Isabella Rivera Leyva 10-1 Docente: María del pilar Institución Educativa Exalumnas De La Presentación Ibagué –Tolima 2019
  • 15. INTRODUCCION GENERAL: Este trabajo está basado en la consulta de los líquidos, más específicamente en el agua resaltando su estructura molecular y propiedades física y químicas. Así mismo los líquidos están formados por moléculas en constante movimiento y desordenado. y cada una de ellas choca millones de veces en un mismo laso destacando una de las características más interesantes de los líquidos y su capacidad para actuar como disolvente. Finalmente puedo concluir que el agua es el líquido más importante del planeta para los seres vivos y también en los procesos industriales. OBJETIVOS GENERALES:  Comprender más a fondo los conceptos de los líquidos y el agua  informar sobre la contaminación que sufre el agua y que con lleva a estos .  consultar las propiedades e importancia de estos.
  • 16. LOS LIQUIDOS MARCO TEORICO: Propiedades de los líquidos COMPRESIÓN Y EXPANSIÓN A los líquidosse les considera incomprensibles debidoque dentro de ellosexisten fuerzas extremas que entre sus moléculaslas cuales se atraen, por otra parte cuando a un liquidose le aplicauna presión su volumen no se ve afectado en gran cantidad,ya que sus moléculastienen poco espacio entre si; por otra parte si aplicamosun cambio de temperatura a un líquidosu volumen no sufrirá cambios considerables. Cabe señalarque cuandolas moléculasde un líquidoestán en continuo aumento de movimientoes por causa del aumento de alguna temperatura que esté experimentandoel mismo lo cual inclinaal liquidoa aumentarla distanciade sus moléculas, a pesar de esto las fuerzas de atracción que existen en el líquidose oponen a ese distanciamientode sus moléculas.
  • 17. DIFUSIÓN Al realizarla mezcla de dos líquidos,las moléculasde uno de ellosse difunde en todas lasmoléculasdel otro liquidoa mucho menor velocidad,cosa que en los gases no sucede. Sí deseamos ver la difusión de dos líquidos,se puede observar dejandocaer una pequeñacantidadde tinta (china) en un poco de agua. Debidoa que las moléculasen ambos líquidosestán muy cerca, cada moléculaconllevauna inmensidadde choques antes de alejarse, puede decirse que millonesde choques. La distanciapromedio que se genera en los choques se le llama trayectoria libre media y, en los gases es mas grande que en los líquidos,cabe señalar
  • 18. que esto sucede cuando las moléculasestán bastantemente separadas. A pesar de lo que se mencionaanteriormente hay constantes interrupciones en sus trayectorias moleculares, por lo que los líquidosse difundenmucho mas lentamente que los gases. FORMA Y VOLUMEN En un liquido,las fuerzas de atracción son suficientemente agudaspara limitara las moléculasen su movimiento dentro de un volumen definido,a pesar de esto las
  • 19. moléculasno puedenguardar un estado fijo, es decir que las moléculasdel líquidono permanecen en una sola posición. De tal forma que las moléculas, dentro de los limites del volumen del liquido,tienen la libertad de moverse unasalrededorde otras, a causa de esto, permiten que fluyanlos líquidos.Aún cuando, los líquidosposeen un volumen definido,pero, debidoa su capacidadpara fluir, su forma depende del contorno del recipiente que los contiene. VISCOCIDAD
  • 20. Algunos líquidos, literalmente fluyen lentamente, mientras que otros fluyen con facilidad,la resistencia a fluir se conoce con el nombre de viscosidad.Si existe una mayor viscosidad, el liquidofluye mas lentamente. Los líquidoscomo la maleza y el aceite de losmotores son relativamenteviscosos; el agua y los líquidosorgánicos como el tetracloruro de carbono no lo son. La viscosidad puede medirse tomando en cuenta el tiempo que transcurre cuando cierta cantidad de un líquido fluye a través de un delgado tubo, bajo la fuerza de la gravedad. En otro método, se utilizan esferas de acero que caen a través de un líquido y se mide la velocidad de caída. Las esferas más lentamente en los líquidos más viscosos. Si deseamos determinar las viscosidades con respecto al tiempo, es decir el volumen del líquido que fluye con respecto al tiempo tenemos: -ecuación 1 Donde: = Velocidad de flujo del líquido a lo largo de un tubo . r = Radio del tubo.
  • 21. L = Longitud (P1 - P2) = Diferencia de presión Fluidez Eslacaracterística deloslíquidosquelesconfierelahabilidad de poder pasar por cualquier orificio aun cuando sea muy pequeñosiempre queeste almismo nivelo a unnivelinferior del recipiente en el que se encuentra el líquido.
  • 22. Presión de vapor La presión de vapor de un líquido es una presión que ejerce el vapor en contraparte al líquido que lo origina cuando se encuentra a una temperatura determinada. Cuando un líquidose expone a una temperatura adecuada y el vapor es equivalente a 1 atmósfera se dice que el líquido ha alcanzado el punto de ebullición ya que el vapor ha vencido la presión exterior y ahora puede formarse en todo el cuerpo del líquido y no solo en la superficie.
  • 23. Evaporación La evaporación es el proceso por el cual las moléculas en estado líquido (por ejemplo, el agua) se hacen gaseosas espontáneamente (ej.: vapor de agua). Es lo opuesto a la condensación. Generalmente, la evaporación puede verse por la desaparición gradual del líquido cuando se expone a un volumen significativo de gas. Por término medio, las moléculas no tienen bastante energía para escaparse del líquido, porque de lo contrario el líquido se convertiría en vapor rápidamente. Cuando las moléculas chocan, se transfieren la energía de una a otra en grados variantes según el modo en que chocan.
  • 24. TENSION SUPERFICIAL La tensión superficial solo se aplica sobre las superficies de un líquido. Cuando estamos sobre la superficie de un líquido, las moléculas que están debajo de la superficie, sienten esa atracción únicamente por las moléculas que tienen a los lados y hacia abajo, pero en la parte superior no existen más moléculas, solo la superficie. Como resultado de todo esto, dichas moléculas sienten una fuerza que las estira hacia abajo, hacia el interior del líquido.
  • 25. EBULLICION Se dice que un líquido está en ebullición cuando la presión del vapor de las burbujas formadas en el proceso es igual o superiora la presión externa, o sea, en un recipiente abierto, la presión externa será la presión atmosférica y, cuando la presión de las burbujas formadas sea igual o superior a la atmosférica, ocurre el proceso de ebullición del líquido. No es difícil ver que, en la medida en que la presión atmosférica va disminuyendo, más fácilmente será alcanzada la presión de vapor de la burbuja necesaria para la ebullición y menor será la temperatura de ebullición del líquido.
  • 26. EL AGUA ESTRUCTURA MOLECULAR El agua fue considerada como un cuerpo simple hasta el siglo XVIII. En 1781 el químico (y teólogo) inglés Joseph Priestley realizó su síntesis por combustión del hidrógeno. Los químicos Antoine- Laurent Lavoisier y Henrv Cavendish demostraron que el agua estaba formada por hidrógeno y oxigeno. Más tarde, en 1805, el químico francés Louis-Joseph Gay-Lussac y el sabio prusiano Alexandei- von Humboldt determinaron que el cociente de volúmenes hidrógeno / oxigeno valía 2, lo cual condujo finalmente a la fórmula molecular H20. La molécula de agua está formada por dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno. En la molécula de H,O, cada átomo de hidrógeno está unido al átomo de oxígeno por un enlace covalente. En este enlace, relativamente fuerte, el átomo de hidrógeno y el átomo de oxígeno ponen en común un electrón cada uno. Estos átomos adquieren así un electrón añadido: el átomo de hidrógeno se encuentra con dos electrones en vez de uno y el de oxígeno con ocho electrones periféricos en vez de seis (porque participa en dos enlaces). Como se sabe, estos números corresponden a capas electrónicas externas completas que confieren una gran estabilidad a la molécula.
  • 27. PROPIEDADES FISICAS 1) Estado físico: sólida, liquida y gaseosa 2) Color: incolora 3) Sabor: insípida 4) Olor: inodoro 5) Densidad: 1 g./c.c. a 4°C 6) Punto de congelación: 0°C 7) Punto de ebullición: 100°C 8) Presión critica: 217,5 atm. 9) Temperatura critica: 374°C PROPIEDADES QUIMICAS
  • 28. 1)Reacciona con los óxidos ácidos 2)Reacciona con los óxidos básicos 3)Reacciona con los metales 4)Reacciona con los no metales 5)Se une en las sales formando hidratos: 1)Los anhídridos u óxidos ácidos reaccionan con el agua y forman ácidos oxácidos. 2) Los óxidos de los metales u óxidos básicos reaccionan con el agua para formar hidróxidos. Muchos óxidos no se disuelven en el agua, pero los óxidos de los metales activos se combinan con gran facilidad. 3) Algunos metales descomponen el agua en frío y otros lo hacían a temperatura elevada. 4)El agua reacciona con los no metales, sobre todo con los halógenos, por ej: Haciendo pasar carbón al rojo sobre el agua se descompone y se forma una mezcla de monóxido de carbono e hidrógeno (gas de agua). 5)El agua forma combinaciones complejas con algunas sales, denominándose hidratos.En algunos casos los hidratos pierden agua de cristalización cambiando de aspecto, y se dice que son
  • 29. eflorescentes, como le sucede al sulfato cúprico, que cuando está hidratado es de color azul, pero por pérdida de agua se transforma en sulfato cúprico anhidro de color blanco. PROPIEDADES BIOLOGICAS 1) Sus propiedades como transporte de sustancias: el agua es el principal ingrediente de la sangre. En el agua se disuelven muchas sustancias, como vitaminas o minerales, que de este modo se transportan por todo el cuerpo, pudiendo llegar a las diferentes células. Este es un papel esencial para el funcionamiento del cuerpo humano, aunque evidentemente, siendo como somos agua en una altísima proporción, no va a ser el único papel que tiene en el cuerpo humano este líquido elemento. 2) Sus propiedades como amortiguador térmico. El agua ayuda a que el calor disminuya. En el cuerpo ejerce la función de refrigerar al organismo, ayudando a que la temperatura corporal no suba de 37 grados, lo máximo en un cuerpo saludable. También ayuda a que se mantenga el calor, no bajando de 36 grados.
  • 30. 3) La propiedad de dar flexibilidad y elasticidad a los tejidos. Los tejidos del cuerpo humano son flexibles y son elásticos gracias a su alto contenido en agua. Si no tuvieran esa gran cantidad de líquido, se secarían y se quedarían acartonados y rígidos. Esto es fácil de ver con un órgano animal, como un trozo de pulmón o de hígado, al que se le retira el agua. ELECTROLISIS DEL AGUA ¿Qué es la electrolisis del agua? La electrolisis del agua entonces es el proceso por el cual el agua (H2O) se descompone en dos moléculas de hidrógeno (H2) y una de
  • 31. oxigeno (O) a través de una corriente eléctrica continua, la cual se suministra con una fuente de alimentación, una pila o batería, la cual se conecta a través de electrodos al agua. ¿Para qué sirve la electrolisis del agua? La electrolisis de agua es usada en muchos lugares debido a que el resultado de esta es la producción de hidrógeno, sustancia utilizada como combustible, en soldaduras en muchas industrias. ¿Cómo funciona la electrolisis del agua? Respecto al funcionamiento del electrolisis del agua, es necesario que se cumplan dos condiciones:  El agua no podrá encontrarse en un estado puro, lo que significa que tiene que presentar unas concentraciones de sales u otros minerales pequeñas.  Se debe utilizar corriente directa durante el proceso. AGUAS PESADAS El agua pesada tiene dos usos: moderador y refrigerante en los reactores nucleares que apelan al uranio natural como
  • 32. combustible; y en la industria química para deuterar otros compuestos y en laboratorios y centros de investigación. La usan las tres centrales nucleares del país (Atucha I y II y Embalse). ¿Cómo se compone? El agua natural es captada desde el lago y enviada a la estación de bombeo de la planta. Ahí comienza el proceso para obtenerla, en una instancia en la que interviene el amoníaco como una sustancia clave. Según los manuales, “a diferencia del agua común, que tiene dos átomos de hidrógeno, y uno de oxígeno, el agua pesada está formada por dos átomos de deuterio y uno de oxígeno”. Una vez que concluye el proceso, se la envasa en tambores o conteiner de aluminio. Es incolora e insípida. AGUAS DURAS El agua es una sustancia insípida, inodora e incolora cuyas moléculas se componen de dos átomos de hidrógeno y un átomo de oxígeno. Se trata de un elemento indispensable para el desarrollo de la vida. Algo duro, por otra parte, no está blando, ejerce resistencia o resulta áspero.
  • 33. Agua dura Se conoce como agua dura a aquella que dificulta el desarrollo de espuma al estar en contacto con jabón, debido a que presenta una elevada cantidad de bicarbonatos y carbonatos de magnesio y de calcio. Para calcular la dureza del agua, se suelen sumar las concentraciones de magnesio y de calcio que están presentes en cada litro de agua. CONTAMINACION DEL AGUA La contaminación del agua o contaminación hídrica tiene lugar cuando en los cuerpos de agua naturales (lagos, ríos, mares, etc.) tienen presencia diversos tipos de sustancias químicas ajenas a su composición original, que modifican sus propiedades haciéndola insalubre, dañina para la vida, y por lo tanto inútil para la pesca, agricultura, recreación y consumo humano. El agua es la sustancia líquida más abundante del planeta y el solvente universal presente en la mayoría de las sustancias y en todos los seres vivientes, que sin ella no podrían existir. La vida misma se originó en los mares de nuestro planeta.
  • 34. Sin embargo, eso no ha impedido que numerosas actividades humanas generen un impacto importante en la calidad del agua del planeta, mediante el desecho de sustancias líquidas, sólidas e incluso gaseosas en el ambiente. Y aunque también hay procesos naturales e iniciativas humanas que buscan contrarrestar la contaminación del agua, es mucho más sencillo ensuciarla que potabilizarla.