Reacciones Químicas y Polímeros

REACCIONES QUÍMICAS

1. Temperatura

Según la Teoría Cinética, la temperatura aumenta la energía cinética de las moléculas o iones y por consiguiente el movimiento de estos, con lo cual, aumenta la posibilidad de choques entre las moléculas o iones de los reactivos, aumentando la posibilidad de que ocurra la reacción o acelerando una reacción en desarrollo.

2. Superficie de contacto

Cuando una o todas las sustancias que se combinan se hallan en estado sólido, la velocidad de reacción depende de la superficie expuesta en la reacción. Cuando los sólidos están molidos o en granos, aumenta la superficie de contacto y por consiguiente, aumenta la posibilidad de choque y la reacción es más veloz.

3. Agitación

La agitación es una variante del punto anterior, lo que se logra agitando las sustancias reaccionantes, es mezclar íntimamente los reactivo aumentando la superficie de contacto entre ellos.

4. Luz

Hay reacciones que en la oscuridad son muy lentas, como por ejemplo, la combinación del hidrógeno con el cloro. La luz solar acelera la reacción de modo tal, que a la luz solar directa, la reacción se hace explosiva:

H₂ + Cl₂ ® 2 HCl

5. Concentración

La velocidad de una reacción química es proporcional a la concentración en moles por litro (moles/litro), de las sustancias reaccionantes.

Si dos sustancias homogéneas A y B (gases o soluciones) reaccionan:

A + B ® C + D (6)

6. Catalizadores

Se llaman catalizadores a las sustancias que intervienen en las reacciones, acelerándolas o retardándolas y que siguen presentes al finalizar la reacción, es decir que no se consumen en esta, no son parte de los productos reaccionantes. Las sustancias que retardan la velocidad de reacción se denominan inhibidores.

TIPOS DE REACCIONES 

Reacciones de Síntesis o Adición

Las reacciones de síntesis o adición son aquellas donde las substancias se juntan formando una única sustancia. Representando genéricamente los reactivos como A y B, una reacción de síntesis puede ser escrita como:

A  + B —– > AB

Reacciones de Análisis o Descomposición

Las reacciones de análisis o descomposición son lo opuesto de las reacciones de síntesis, o sea, un reactivo da origen a productos más simples que el. Escribiendo la reacción genérica nos resulta fácil entender lo que sucede:

AB —– > A + B

Reversibilidad de las reacciones químicas

Los ejemplos pueden sugerir que cualquier reacción de síntesis puede ser invertida a través de una reacción de análisis. Esto no es verdad. Algunas reacciones pueden ser reversibles, como podemos notar en la reacción del agua:

2H2 + O2  2H2O

Reacciones de Desplazamiento

Las reacciones de desplazamiento o de sustitución simple merecen un poco más de atención que las anteriores. No que sean complejas, pues no lo son, pero tienen algunos pequeños detalles. En su forma genérica la reacción puede ser escrita como:

AB + C —– > A + CB

Reacciones de Doble Sustitución

Son también muy simples, pero debemos quedar atentos a los detalles. El mecanismo es fácil:

AB + CD —– > AD + CB

APLICACIONES DE LAS REACCIONES QUÍMICAS

MEXICANOS GANADORES DEL PREMIO NOBEL DE LA QUÍMICA

Mario J. Molina ganó el premio en 1995 junto con el Holandés Paul J. Crutzen y el Estadounidense F. Sherwood Rowland por su trabajo en la química de la atmósfera, particularmente en lo que respecta a la formación y desintegración del ozono.

Hasta la fecha Mario Molina ha sido el único ganador mexicano del Premio Nobel de la Paz, convirtiéndolo en uno de los mejores químicos que ha existido en México.

TRIÁNGULO DEL FUEGO

El triángulo de fuego o triángulo de combustión es un modelo que describe los tres elementos necesarios para generar la mayor parte de los fuegos: un combustible, un comburente (un agente oxidante como el oxígeno) y energía de activación. Cuando estos factores se combinan en la proporción adecuada, el fuego se desencadena. Por otra parte, es igualmente posible prevenir o atacar un fuego eliminando uno de ellos.

TIPOS DE EXTINTORES

Extintores de agua

El agua es un agente físico que actúa principalmente por enfriamiento, por el gran poder de absorción de calor que posee, y secundariamente actúa por sofocación, pues el agua que se evapora a las elevadas temperaturas de la combustión, expande su volumen en aproximadamente 1671 veces, desplazando el oxígeno y los vapores de la combustión. Son aptos para fuegos de la clase A.

Extintores de espuma (AFFF)

Actúan por enfriamiento y por sofocación, pues la espuma genera una capa continua de material acuoso que desplaza el aire, enfría e impide el escape de vapor con la finalidad de detener o prevenir la combustión. Si bien hay distintos tipos de espumas, los extintores mas usuales utilizan AFFF, que es apta para hidrocarburos. Estos extintores son aptos para fuegos de la clase A y fuegos de la clase B.  

Extintores de dióxido de carbono

 Debido a que este gas esta encerrado a presión dentro del extintor, cuando es descargado se expande abrupta mente. Como consecuencia de esto, la temperatura del agente desciende dramáticamente, hasta valores que están alrededor de los -79°C, lo que motiva que se convierta en hielo seco, de ahí el nombre que recibe esta descarga de "nieve carbónica". Esta niebla al entrar en contacto con el combustible lo enfría. También hay un efecto secundario de sofocación por desplazamiento del oxígeno. Se lo utiliza en fuegos de la clase B y de la clase C.

Extintores de Polvo químico seco triclase ABC

Actúan principalmente químicamente interrumpiendo la reacción en cadena. También actúan por sofocación, pues el fosfato mono amónico del que generalmente están compuestos, se funde a las temperaturas de la combustión, originando una sustancia pegajosa que se adhiere a la superficie de los sólidos, creando una barrera entre estos y el oxígeno. Son aptos para fuegos de la clase A, B y C.

Extintores a base de reemplazantes de los halógenos (Haloclean y Halotron I)

Actúan principalmente, al igual que el polvo químico, interrumpiendo químicamente la reacción en cadena. Tienen la ventaja de ser agentes limpios, es decir, no dejan vestigios ni residuos, además de no ser conductores de la electricidad. Son aptos para fuegos de la clase A, B y C.

Extintores a base de polvos especiales para la clase D

Algunos metáles reaccionan con violencia si se les aplica el agente extintor equivocado. Existe una gran variedad de formulaciones para combatir los incendios de metales combustibles o aleaciones metálicas. No hay ningún agente extintor universal para los metales combustibles, cada compuesto de polvo seco es efectivo sobre ciertos metales y aleaciones especificas. Actúan en general por sofocación, generando al aplicarse una costra que hace las veces de barrera entre el metal y el aire. Algunos también absorben calor, actuando por lo tanto por enfriamiento al mismo tiempo que por sofocación. Son solamente aptos para los fuegos de la clase D.

 Extintores a base de agua pulverizada

La principal diferencia como los extintores de agua comunes, es que poseen una boquilla de descarga especial, que produce la descarga del agua en finas gotas (niebla), y que además poseen agua destilada. Todo esto, los hace aptos para los fuegos de la clase C, ya que esta descarga no conduce la electricidad. Además tienen mayor efectividad que los extintores de agua comunes, por la vaporización de las finas gotas sobre la superficie del combustible, que generan una mayor absorción de calor y un efecto de sofocación mayor (recordar que el agua al vaporizarse se expande en aproximadamente 1671 veces, desplazando oxígeno). Son aptos para fuegos de la clase A y C.

Extintores para fuegos de la clase K a base de acetato de potasio

Son utilizados en fuegos que se producen sobre aceites y grasas productos de freidoras industriales, cocinas, etc. El acetato de potasio se descarga en forma de una fina niebla, que al entrar en contacto con la superficie del aceite o grasa, reacciona con este produciéndose un efecto de saponificación, que no es mas que la formación de una espuma jabonosa que sella la superficie separándola del aire. También esta niebla tiene un efecto refrigerante del aceite o grasa, pues parte de estas finas gotas se vaporizan haciendo que descienda la temperatura del aceite o grasa. 

POLÍMEROS

DEFINICIONES DE VARIOS TÉRMINOS

Polímero: Los polímeros (del griego poly: «muchos» y mero: «parte», «segmento») son macromoléculas formadas por la unión de moléculas más pequeñas llamadas monómeros.

Plástico: Los plásticos son aquellos materiales que, compuestos por resinas, proteínas y otras sustancias, son fáciles de moldear y pueden modificar su forma.

Hule: El hule es un polímero natural o sintético, en el primer caso hecho de la savia de plantas específicas, como por ejemplo la “Castilla elástica”. El hule es un material utilizado por la industria para fabricar productos plásticos como pelotas, juguetes, etc.

Caucho: El caucho es un polímero elástico, cis-1,4-polisopreno, polímero del isopreno o 2-metilbutadieno.

Neopreno: Neopreno es el nombre genérico con que se designan los elastómeros sintéticos a base de cloropreno. Los neoprenos constituyen uno de los primeros cauchos sintéticos (1931).

    

DIFERENCIA ENTRA LOS POLÍMEROS NATURALES Y ARTIFICIALES                              

 Los polímeros naturales reúnen, entre otros, al almidón cuyo monómero es la glucosa y al algodón, hecho de celulosa, cuyo monómero también es la glucosa.

Durante la Segunda Guerra Mundial, Japón cortó el suministro de caucho natural proveniente de Malasia e Indonesia a los aliados. La búsqueda de un sustituto dio como origen el caucho sintético, y con ello surgió la industria de los polímeros sintéticos y plásticos.

ACRÓNIMOS PRINCIPALES DE LOS PLÁSTICOS

ABR	Elastómero de éster acrílico-butadieno
ABS	Acrilonitrilo-butadieno-estireno
ACM	Elastómero de éster acrílico-2-cloroetilvini-éter
ACS	Acrilonitrilo-polietilenoclorado-estireno
AES	Acrilonitrilo-etilpropileno-estireno
Al	Polímeros de amida-imida
AMMA	Acrilonitrilo-metacrilato de metilo
ANM	Copolímero de éster acrílico-acrilonitrilo

ABR: neumáticos, suelas de zapatos, mangueras para aceites, gasolina, algunos reactivos químicos, juntas herméticas, recubrimientos para reactores y tanques, aislantes para bajas temperaturas, tubos de uso alimentario y médico, etc.

ABS: muy resistente al impacto (golpes) muy utilizado en automoción y otros usos tanto industriales como domésticos.

ACM: aguanta calor y resistente al aceite.

ACS: barriles industriales.

AES: tornillos, tuercas, clavos.

AI: cables de cobre.

AMMA: tela de las casas de campaña.

AMN: bolas de golf, tejados, cepillos dentales.

BASURA PLÁSTICA

Hay normalmente casi 50 tipos de plásticos que se usan comúnmente para manufacturar desde envases de jugo y bolsas de basura hasta ventanas y puertas. Muchos plásticos son fuertes y durables. Estos no se pudrirán, no se descompondrán ni se disolverán.

Sin embargo, la manufactura de plástico usa mucha energía. Muchos productos plásticos no pueden usarse de nuevo, por lo que los tiramos. El problema con la basura plástica es que se convierte en productos venenosos. Por ejemplo, el vinilo que se usa para hacer botellas, repuestos de automóvil y bolígrafos, contamina la tierra si se entierra y suelta substancias venenosas en el aire si se quema. Debemos intentar reducir la cantidad de plásticos que usamos. Sin embargo, algunos plásticos pueden reciclarse para hacer peinetas, baldosas y ropa de poliéster.

Usarla otra vez

La gente es a menudo muy imaginativa para volver a usar los artículos, en lugar de tirarlos. Por ejemplo, podemos aplanar latas de aluminio vacías y usarlas como planchas de metal. Podemos hacer muebles de madera desechada y usar frascos de vidrio bien lavados para guardar comida, artículos de carpintería y de oficina.

Reciclarla

Si los artículos como botellas de vidrio, metal y latas de estaño, periódicos y plásticos no pueden usarse otra vez, tal vez sea posible reciclarlos. Por ejemplo, el vidrio se lava en plantas especiales, se tritura y luego se funde para hacer "nuevo" vidrio, listo para ser transformado en algo más. Algunos países tienen plantas que reciclan estos materiales.

¿ES LA BASURA PLÁSTICA BIODEGRADABLE?

La basura plástica no es biodegradable, ya que por todos los componentes que contiene y los que se usaron en su creación, son dañinos para el ambienta, además de ser de los objetos que más tardan en degradarse, al estar en diferentes situaciones como el clima, este puede provocar reacciones que provocan que no solo tarden en degradarse, sino que también puede provocar daños en las tierras, reacciones en el pasto, entre otras cosas.