APC Nº 6 QUÍMICA TERCER AÑO (AGOSTO)

Estudio de algunos compuestos químicos de uso cotidiano

A Continuación centraremos nuestro interés en el estudio de alguno compuestos inorgánicos de uso cotidiano, en especial los utilizados en el hogar, la agricultura, la medicina y la industria, enfatizando en los compuestos que el ser humano toma del medio natural como materia prima para luego transformarlos en productos acabados que posteriormente utiliza en su beneficio y para su bienestar.

La procedencia de los productos que consumimos y utilizamos frecuentemente en nuestros hogares, de ¿dónde se extraen?, ¿cuál es la materia prima de donde proceden?, ¿qué compuestos son los que le dan origen?, y así, obtener una lista de compuestos que son la base de muchos productos de consumo.

Introducción

Te has puesto a pensar que el planeta Tierra está formado por una serie de sustancias que se unen, se mezclan y se combinan para formar esa gran gama de materiales que se encuentra en los tres estados de la materia y forma las diferentes capas de la Tierra: la Geosfera (sólida), la hidrosfera (líquida), y la atmósfera (gaseosa), todas permanecen en constante agitación existiendo transferencia de materia entre ellas, y absorbiendo parte de la energía radiante que llega del Sol. La biosfera, o conjunto de los seres vivos depende de estas tres capas. Cada una posee componentes indispensables para la vida de los seres vivientes, así como otros que el ser humano extrae para su beneficio como materia prima (minerales metálicos, petróleo, carbón, sal, agua, azufre, calizas, arcillas e incluso oxígeno y nitrógeno del aire, etc...), los cuales transforma en diversos productos terminados (jabones, dentífricos, medicamentos, abonos, plásticos, papel, fibras, explosivos, electrodomésticos, automóviles, sustancias alimentarias elaboradas y sintéticas, etc...), como consecuencia del desarrollo científico y tecnológico de una sociedad industrial que provee de muchos bienes y servicios, pero al mismo tiempo produce desechos, subproductos y residuos que dañan el ambiente.

Por otra parte pensemos que el ser humano emplea casi todos los tipos de materia que existen en la Tierra, para su subsistencia utiliza el aire, el agua, la roca y minerales que forman el suelo donde siembra las semillas que acabarán siendo sus alimentos, además de otros materiales que le hacen la vida más fácil y más segura.

Te habrás dado cuenta con la lectura que existen en la Tierra una serie de compuestos químicos que utilizamos cotidianamente indispensables para sostener la vida sobre el planeta o que utilizamos en nuestro beneficio. Algunos de estos compuestos son inorgánicos y se derivan principalmente de fuentes minerales y no de fuentes animales o vegetales donde se derivan los compuestos orgánicos.

Conozcamos algunos de los compuestos más utilizados por el ser humano para la obtención de los productos de consumo

Además del agua, la naturaleza le ha proporcionado al ser humano una serie de sustancias indispensables para su subsistencia. Sin embargo, en su afán por conocer cada día más se pasa las horas mezclando sustancias que somete a transformaciones químicas en un intento por encontrar productos para su beneficio y el de la humanidad. Para elaborar estos productos de consumo, necesita algunas veces de productos intermedios o básicos, los cuales somete a una serie de procesos y estos a su vez se obtienen de los recursos naturales. Así por ejemplo, al abono nitrato amónico es un producto de consumo que se obtiene del aire y del agua (materia prima), previa síntesis del amoniaco y el ácido nítrico (productos intermedios).

• El ser humano realiza todas sus actividades alrededor de los ecosistemas: trabaja la tierra para obtener cosechas, criar animales, sacar madera, extraer petróleo, hierro, cobre, carbón, oro, abre carreteras, construye represas para obtener energía y suministrar agua a los pueblos y ciudades, construye edificios, parques centros comerciales, centros vacacionales, centros educativos para ofrecer posibilidad de vivienda, educación, trabajo. bienestar.

Intentemos profundizar más en el conocimiento de los productos utilizados en la vida cotidiana. Ya hemos comentado la gran variedad de productos que el ser humano ha puesto a disposición para nuestro bienestar. Pensemos en el amoniaco, desinfectante utilizado en el hogar como producto de limpieza (desinfectante).

Estudiemos a continuación algunos de los productos de consumo que el ser humano utiliza para satisfacer sus necesidades básicas. Para esto desarrollaremos el siguiente esquema:

Constantemente en la naturaleza están ocurriendo cambios químicos y formándose nuevos compuestos. Vivimos en un constante cambio, los frutos se maduran, los alimentos que consumimos son producto de los cambios ocurridos en la cocción, los jugos se fermentan y se producen vinos, las plantas crecen, las sustancias que lanzamos al ambiente sufren transformaciones químicas y forman nuevas sustancias, algunas de las cuales son dañinas para los seres vivientes. Podemos decir que el universo en que vivimos está en constante cambio. Algunos de esos cambios de la materia son factibles de realizar mediante experiencias sencillas. Recuerda, para hacer química, no necesariamente debemos contar con un laboratorio químico equipado con instrumentos muy elaborados, estos se pueden sustituir por instrumentos caseros y equipos que puedes construir. Con tu imaginación y creatividad puedes llegar a realizar experiencias que te van a adentrar en el maravilloso mundo de la materia, su composición y su formación.En los hogares, frecuentemente estamos haciendo química. Nuestras abuelas acostumbran recetar remedios casero cuando sentimos algún malestar, como por ejemplo ante una picadura de hormiga o de una abeja ponen en el piquete bicarbonato, si es de una avispa lo tratan con vinagre, si sentimos acidez nos dan leche de magnesia. Cuando se herrumbra una pieza de hierro la tratan con ácido muriático, los suelos demasiado ácidos los tratan con cal viva o cal apagada, si tienen poca acidez con azufre en polvo o sulfato de hierro (II) y así podemos seguir mencionando muchos más.
Papel que los compuestos químicos juegan en nuestra vida para bien y para mal de la humanidad y del planeta.

Hemos podido constatar que nuestro actual modo de vida depende de la utilización de los procesos químicos que proporciona muchos bienes y servicios, sin embargo, la mayoría de los seres vivos aprovechan la materia tal y como se encuentra en la naturaleza. El ser humano es diferente puesto que generalmente transforma la materia antes de usarla en productos terminados, que utiliza en el hogar, la industria, las medicina, la agricultura, pero al mismo tiempo, produce desechos y residuos peligrosos que dañan el ambiente.

" ..Hoy que el impacto del hombre en su ambiente es tan grande, es de vital importancia que todos los ciudadanos responsables, científicos o no, aprendan todo lo posible sobre los principios científicos en los que se basa la relación del hombre con su medio ambiente" Albert Cotton (1976:18)

"Se calcula que si para el año 2 000 los 7 000 millones de habitantes, que está calculado existirán sobre la Tierra, continúan con el avance tecnológico e industrial y adoptan las formas de vida de la sociedad de consumo, la carga total de contaminación del ambiente será 10 veces mayor que la actual. Frente a los altos grados de contaminación existentes el período de vida de la población puede disminuir y aumentar la presencia de enfermedades por sustancias tóxicas. Esta situación puede determinar que el hombre sea víctima de su propio progreso.."

"El dióxido de azufre se encuentra en el aire contaminado y es uno de los contaminantes más peligrosos para el ser humano. Pequeñas cantidades de dióxido de azufre en el aire parece que incrementan la oxidación de los productos con hierro. Esta disminución de la vida del producto hace necesario que este sea reemplazado antes de lo esperado, por lo tanto, incrementa su costo"

"Los alimentos procesados químicamente pueden contener sustancias nocivas al organismo, por ejemplo, los nitritos en las carnes de salsamentaría, que al ser consumidos, frecuentemente y en exceso pueden producir cáncer, así mismo algunos alimentos o bebidas que contienen colorantes perjudiciales"

Hechos y datos que asombran

• "Algunas veces una gota de agua necesita miles de años (hasta 5000) para completar su trayecto hasta el mar o hacia algún lugar donde será útil nuevamente... " (Deming). Así que el agua que usted bebe en un momento dado, pudo haber sido usada con igual propósito por un hombre prehistórico, por los trabajadores que construyeron las pirámides de Egipto o por uno de nuestro aborígenes.
• Las aguas de los ríos cuando están contaminadas, son portadoras de enfermedades que llegan a matar a unas 25 000 personas diarias, principalmente en países subdesarrollados.
• Los aviones supersónicos (al emitir óxido de nitrógeno) y algunos compuestos a base de nitrógeno destruyen también la capa de ozono.
• En Estados Unidos más de 11 millones de vehículos automotores colocan en la atmósfera unos 72 millones de toneladas de dióxido de carbono, unos 7 millones de toneladas de óxido de nitrógeno y unos 14 millones de hidrocarburos (Ander Egg). En Costa Rica el aumento de vehículos automotores en los últimos años, en especial en la capital, mantiene índices altos de contaminación.
• Muchos países pobres están pagando sus deudas con bosque y selvas. Así grandes extensiones han sido vendidas a compañías extranjeras para cortar maderas finas, para extraer minerales (oro, esmeralda, cobre, uranio) o para dedicarlos a la siembra de otros productos o a la cría de ganado.
• Los bosques son grandes fabricantes de oxígeno y contribuyen a purificar el aire. Usted recordará que los árboles y las otras plantas realizan el proceso de fotosíntesis mediante el cual forman moléculas de ATP (trifosfato de Adenosina) y producen compuestos orgánicos (alimentos para las plantas).
• Según el Programa de las Naciones Unidas para la Protección del Medio Ambiente (PNUMA), cada año se arrojan al mar unas 20 mil toneladas de basura, de las cuales el 90 % permanecen en las costas y causan daños en las aguas destinadas a la pesca y al disfrute de actividades de recreo y desarrollo.
• Desde hace años se considera que el agua de los ríos es más peligrosa para el consumo humano que la de los mismos pozos.
• Algunos estudios realizados sobre la acción tóxica de ciertos plaguicidas y herbicidas han concluido que pueden llegar a causar malformaciones genéticas, enfermedades cancerígenas en el ser humano, extinción de especies animales y diversidad de otras enfermedades dependiendo del tóxico ingerido. Cárdena y otros (1997:65)
• ¿Cuántos de los 90 elementos que se encuentran en estado natural son esenciales para la vida?. Ocho elementos forman más del 90 por 100 de los átomos de la corteza terrestre: oxígeno (47%), silicio (28%), aluminio (7,9%), hierro (4,5%), calcio (3,5%), sodio (2,5%), potasio (2,5%) y magnesio (2, 2%). De estos ocho elementos solo cinco están entre lo 11 que constituyen el 99,9 por 100 de los átomos del cuerpo humano, no es sorprendente que 9 de los 11 sean también los nueve elementos del agua de mar. Frieden (1976:19).

Sabías que cuando cae un rayo, el nitrógeno del aire, que no es asimilable directamente por las plantas, reacciona para formar nitratos que son fácilmente asimilables por las plantas e indispensable para la formación de sus estructuras y por consiguiente como alimento de los animales y de los seres humanos. Esta y muchas otras reacciones químicas ocurren constantemente en el ambiente como parte de la dinámica del planeta para mantener la vida sobre la Tierra. Entramos ahora en el mundo de las reacciones químicas, maravillas que ocurren en la naturaleza y que el ser humano ha logrado sintetizar para simplificar la vida, mantener la salud y el bienestar. Pero este es otro tema para una próxima unidad.

Anexos

Tabla Nº1: Algunos productos de consumo con las correspondientes materias primas y/o productos intermedios para su elaboración.

PRODUCTOS DE CONSUMO		MATERIAS PRIMAS Y/O PRODUCTOS INTERMEDIOS
FERTILIZANTES	Nitrogenados	Hidrógeno, nitrógeno, amoniaco, ácido nítrico.
	Fosfatos	Fosfatos naturales, ácido sulfúrico, ácido clorhídrico
	Potásicos	Cloruro de potasio (Silvina)
PESTICIDAS	Insecticidas	Productos orgánicos, cloro, azufre.
	Herbicidas
	Fungicidas
MATERIAS DE CONSTRUCCIÓN	Cemento	Caliza, arcillas, sulfato de calcio dihidratado.
	Cal
	Yeso
VIDRIO	Ordinario	Sílice, caliza, carbonato de sodio.
	Acero, aluminio	Minerales metalíferos, óxido de calcio, coque, oxígeno
AGENTES DE LIMPIEZA	Jabones	Productos orgánicos, hidróxido de sodio, carbonato de sodio, ácido fosfórico.
	Detergentes
	Lejías
EXPLOSIVOS Y PIROTECNIA	Pólvoras	Productos orgánicos, salitre, nitrato de potasio, nitrato de calcio, ácido nítrico, ácido sulfúrico.
	Nitroglicerina
	TNT, Cerillas
PRODUCTOS MEDICINALES	Especialidades farmacéuticas.	Productos orgánicos e inorgánicos varios
POLÍMEROS	Fibras textiles	Productos orgánicos, amoniaco, cloro, ácido sulfúrico.
	Plásticos
	Resinas
	Cauchos sintéticos
INDUSTRIA TEXTIL	Prod. Auxiliares	Hidróxido de sodio, fosfato de sodio, carbonato de sodio.....
COLORANTES		Productos orgánicos, amoniaco, cloro, ácido sulfúrico.
Fuente: López y otros (1987) Iniciación al estudio de la química descriptiva inorgánica, p. 12 a 15.

CUESTIONARIO

1. ¿Cómo se presentan los materiales que forman el planeta?

2. Investiga de ¿dónde proviene los productos que consumimos o utilizamos frecuentemente en nuestros hogares?.

3. Toma envases o paquetes de algunos productos utilizados en el hogar o en la industria, lee los nombres de algunos ingredientes y escribe los elementos que pueden estar presentes en dichos compuestos. Contesta la siguiente pregunta:
¿Cual es la materia prima básica para su confección?

4. Observa la tabla Nº1 que aparece al final de la guía. En ella se han representado algunos productos de consumo y las materias primas para su elaboración. A continuación contesta las siguientes preguntas:

• Nombra todos los elementos y compuestos que se utilizan como materias primas.
• ¿Consideras que son realmente importantes para la vida del ser humano. Porqué?

5. Haz una síntesis de los aspectos que se han presentado E indica en pocas palabras la importancia de los compuestos estudiados como formadores de las materias primas, productos intermedios y productos de consumo y su uso racional.

6. Elaborar una lista de compuestos que se utilizan más frecuentemente en la industria. Te puedes ayudar con los de la tabla Nº1 (anexo), y algunos otros que has venido investigando.

7. De acuerdo a la lista de fórmulas químicas de productos utilizados en lo cotidiano que aparecen en el cuadro, trata de buscar semejanzas, y agrupar las fórmulas de los compuestos de acuerdo a características parecidas.

Nombre común	Compuesto responsable de su actividad	Fórmula química del compuesto activo	Para qué se utiliza	Agrupación
Sal	Cloruro de sodio	NaCl	Sazonador
Cal viva	Óxido de calcio	CaO	Producción de cal apagada
Hidroxal	Hidróxido de magnesio	Mg(OH)2	Antiácido y laxante
Amoniaco	Amoniaco	NH3	Desinfectante
Leche de magnesia	Hidróxido de magnesio	Mg(OH)2	Antiácido y laxante
Hidrosal	Hidróxido de aluminio	Al(OH)3	Antiácido
Hielo seco	Dióxido de carbono	CO2	Extinguidor de fuego
Sosa cáustica	Hidróxido de sodio	NaOH	Fabricación de jabón
Cal apagada	Hidróxido de calcio	Ca(OH)2	Neutralizar terrenos ácidos
Mármol, piedra caliza.	Carbonato de calcio	CaCO3	En la industria del cemento, antiácido, prevenir diarrea
Agua	Agua pura	H2O	Beber, lavar.
Ácido de batería	Ácido sulfúrico	H2SO4	Limpiador de metales.
Cuarzo	Óxido de silicio (IV)	SiO2	Arena para construcción
Ácido muriático	Ácido clorhídrico	HCl	Limpiador de metales
Potasa cáustica	Hidróxido de potasio	KOH	Destaquear tuberías
Anestesia	Dióxido de nitrógeno	N2O	Anestésico
Herrumbre	Óxido de hierro (III)	Fe2O3	Polvo
Polvo de hornear	Carbonato ácido de sodio o bicarbonato de sodio	NaHCO3	Antiácido, extinguidor de fuego