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ENP Plantel 2 "Erasmo Castellano Quinto"
QUÍMICA II
309
PI2_P2
Profesor en: M en C Rodolfo Aurelio Hernández Soberanes

Equipo 3:            1.Gonzales Silva Jose De Jesús Tadeo               
        2. Loera Ruiz Corina Noemi   
          3.Pacheco Villalba Emilio         
             4. Rosas Hernández Juan Pablo
Ciclo: 2024-2025
Salón: H101 
Entrega: 11/01/2025
El objetivo de este trabajo es presentar los contenidos de la segunda unidad de Química II describiendo las composiciones y transformaciones de los compuestos químicos presentes entre el aire y los combustibles, así como sus reacciones, aplicaciones y efectos en el medio ambiente, para comprender su impacto en la vida cotidiana, el desarrollo industrial y la sostenibilidad del planeta.
Objetivo general
Mapa conceptual
2.1 Composición del aire puro
El aire puro es una mezcla de varios gases esenciales para la vida y los procesos naturales en la Tierra. Sus principales componente, en términos de volumen y en condiciones normales son:
Nitrogeno
Oxigeno
Argón
Dióxido de Carbono
Helio
Neon
Metano
Kriptón
Xenón
Hídrogeno
Separación de gases de una mezcla
Los gases presentes en el aire se pueden separar mediante los diversos métodos, en la cual se aprovechan las diferencias de esas propiedades físicas como el punto de ebullición, la solubilidad y la densidad. Estos son los métodos mas comunes:
Destilación fraccionada: Separa gases según sus puntos de ebullición (oxígeno y nitrógeno del aire).Adsorción: Gases se adhieren a superficies sólidas, como carbón activado, para purificar gases.Membranas de Separación de Gases: Las membranas poliméricas o inorgánicas permiten el paso selectivo de ciertos gases basándose en su tamaño molecular o solubilidad.Absorción: Un gas se disuelve en un líquido, como en la eliminación de CO₂ del aire.Licuefacción: Se enfría la mezcla hasta que algunos componentes se licúan mientras otros permanecen en estado gaseoso.Difusión: Gases más ligeros se difunden más rápido, lo que puede usarse para separarlos.
2.2 Reacciones de oxidación
Las reacciones de oxidación son transformaciones químicas en las que un átomo, molécula o ion que pierde electrones, mientras que el otro los gana.
Las reacciones de oxidación se clasifican según el tipo de sustancia involucrada o el contexto en el que ocurren como por ejemplo el oxígeno desempeña un papel crucial en la respiración celular. En la oxidación metálica, el metal pierde electrones y se combina como el óxido de hierro
Estas reacciones son esenciales en la química, ya que permiten la transferencia de energía y la formación de nuestros compuestos
Propiedades del oxígeno. Óxidos básicos y óxidos ácidos. Corrosión.
Se trata de procedimientos físicos en los que se separan las mezclas en sus componentes, estos se denominan "metodos de separación". Los más utilizados son:
Corrosión:
Es un proceso electroquímico que de grado materiales al reaccionar con el ambiente deshidratando para volverlo a óxido de hierro
Propiedades del oxígeno: 
Es un elemento esencial que sustenta la vida y permite la mayoría de los procesos de combustión
Óxidos básicos y óxidos ácidos: 
Los óxidos básicos son productos de la reacción entre metales y oxígeno. Los óxidos ácidos son compuestos formados por la combinación de oxígeno con no metales
Combustión de una vela. ¿Qué se quema?
La combustión de una vela ocurre cuando encendemos una vela, la cera se derriten y se vaporiza produciendo una combustión
Reacción química:
¿Qué se quema?
La cera proporciona el combustible en forma de hidrocarburos.
El oxígeno del aire es el comburente necesario para la reacción.
La llama produce dióxido de carbono, agua, luz y calor.
2.3 Combustibles químicos
Hidrocarburos. Fórmulas.
Hidrocarburos:
 Son compuestos formados por hidrógeno y carbono que constituye en combustibles fósiles. Formado por átomos de carbono e hidrógeno dependiendo en los enlaces químicos
Los combustibles químicos son la base de la generación de energía en el mundo moderno. Estos almacenan energía química que se libera en forma de calor durante una reacción de combustión, generalmente con el oxígeno.
Fórmulas: 
Los hidrocarburos tienen fórmulas generales. Los alcanos siguen la fórmula CₙH₂ₙ₊₂, como el metano (CH₄). Los alquenos tienen la fórmula CₙH₂ₙ, y los alquinos CₙH₂ₙ₋₂, donde el número de átomos de carbono y de hidrógeno varía dependiendo del tipo de hidrocarburo.
Series homólogas. Isomería.
Series homólogas: Es una sucesión de compuestos orgánicos que comparten el mismo grupo funcional, con propiedades  químicas similares.

Isomería: Se refiere a la existencia de compuestos con la misma formula molecular pero con diferentes estructuras
Alcoholes
Los alcoholes son compuestos orgánicos que contienen un grupo funcional hidroxilo (−OH) unido a un átomo de carbono. Son combustibles alternativos más limpios que los hidrocarburos y pueden ser producidos a partir de biomasa
Fórmula general: CnH2n+1OH.Ejemplo principal: Etanol, utilizado en biocombustibles y como aditivo en la gasolina para reducir emisiones contaminantes.

Otros alcoholes como el metanol, también se emplean como combustibles en aplicaciones industriales y energéticas.
Otros compuestos orgánicos
Además de los hidrocarburos y alcoholes, hay otros compuestos orgánicos utilizados como combustibles:
Éteres: Contienen un oxígeno unido a dos cadenas de carbono. Ejemplo: Dietiléter, usado como solvente y fabricación de otras substancias químicas
Aldehídos y cetonas: Compuestos con el grupo funcional carbonilo, usados como intermedios químicos en la producción de biocombustibles.
Ésteres: Derivados de ácidos carboxílicos y alcoholes, como el biodiésel, obtenido de aceites vegetales y grasas animales.
Otros combustibles: biomasa, hidrógeno
Es un recurso renovable que utiliza materiales orgánicos para obtener cultivos energéticos, residuos y desechos
Se considera el combustible del futuro produciendo electrólisis y reformado de gas
2.4 Productos derivados del petróleo
Es una mezcla compleja de hidrocarburos que mientras sean transferidas o refinadas estas se convierten en productos esenciales.

La industria petroquímica también se utiliza el petróleo para sintetizar productos como los plásticos y las fibras sintéticas
Polímeros y Polimerización
Los polímeros son macromoléculas por unidades repetitivas esenciales para productos modernos mediante un proceso químico conocido como polimerización. Este proceso se puede clasificare en:
Polimerización por adición: Estos monómeros se combinan directamente sin que generen subproductos. Ejemplo: el polietileno (PE), utilizado en bolsas plásticas y envases.

Polimerización por condensación: Los monómeros se enlazan liberando pequeñas moléculas como la agua o el metanol. Ejemplo: el nylon, empleado en fibras textiles y paracaídas.
Disolventes, freones, ozonósfera.
Los disolventes derivados del petróleo son sustancias que disuelven compuestos no polares como grasas, resinas y pinturas para formar una solución homogénea. Ejemplos comunes incluyen el benceno, el tolueno y el hexano. Son fundamentales en industrias como:
Química y farmacéutica: Para purificación de compuestos activos.

Cosmética: En la producción de perfumes y lacas.

Automotriz: Como desengrasantes industriales.
Los freones, también conocidos como CFCs (clorofluorocarbonos), fueron ampliamente utilizados en la refrigeración y los propulsores de aerosoles. Su uso fue revolucionario en su momento, ya que investigaciones revelaron que contribuían al daño de la capa de ozono, una región de la atmósfera que protege la Tierra de los rayos UV nocivos. Algunos efectos negativos incluyen:
Contribuyen el efecto invernaderoAlteraciones en los ecosistemas marinos y terrestres.Liberan cloro en la atmósfera destruyendo las moléculas de ozono
La ozonósfera, también conocida como capa de ozono, protege la tierra al absorber la radiación ultravioleta (UV), previene daños al ADN humano y de los organismos vivos, aunque también tiene su destrucción y sus medidas
Medicamentos
Son unos compuestos químicos que fueron diseñados para prevenir, tratar y curar las enfermedades. Los derivados del petróleo, como los aromáticos (benceno, tolueno) y los alifáticos, permiten la producción de intermediarios activos en fármacos.
2.5 Energía química almacenada
Calor liberado al quemar combustibles
Es la reacción química entre un combustible y el oxígeno del aire que libera energía en forma de calor y luz. Es muy esencial para muchas aplicaciones energéticas desde la generación de electricidad hasta la propulsión de vehículos
Es una forma de energía potencial que reside en los enlaces de las moléculas de las sustancias. Este tipo de energía es fundamental para la vida y las actividades humanas debido a que permiten realizar trabajos cuando se transforma en otras cosas como el calor o la electricidad.
Calorías
Las calorías son los alimentos que son una medida de la energía que estos proporcionan al ser metabolizados por el cuerpo humano. 
Es la cantidad de energía necesaria para elevar 1 gramo de agua en 1°C que equivale 1000 calorías en 1 kilocaloría, siendo fundamentales para mantener a las funciones vitales.
Origen
Motores de combustión interna y su eficiencia.
Los motores de combustión interna son máquinas que convierten la energía mecánica mediante una serie de procesos térmicos y mecánicos.
Su eficiencia mide que porcentaje de la energía química del combustible.
Como su uso y aplicaciones entre vehículos y industrias.
2.6 Productos de combustión
La combustión es una reacción química de oxidación que ocurre cuando un combustible reacciona con un comburente, así liberando energía en forma de calor y de luz. Los productos principales de la combustión dependen del tipo de combustible y de si la combustión sea completa o incompleta.
El balanceo se asegura que la cantidad de átomos de cada elemento sea igual entre los reactivos y los productos, como la combustión completa del metano.
Bióxido de carbono
El bióxido de carbono es un gas incoloro y componente esencial del ciclo del carbono. Aunque natural, sus niveles se han aumentado debido a las actividades humanas.
Balanceo de ecuaciones de combustión
El calentamiento global es el aumento progresivo de la temperatura promedio del planeta, debido principalmente a las actividades humanas
Bióxido de azufre. Bióxido de nitrógeno
Esos gases son sus productos de procesos industriales, transporte y su combustión. aunque tienen desventaja ya que pueden ocasionar una lluvia acida o la destrucción del ozono.
Calentamiento de la Tierra
Es el resultado de la reacción de SO2 y NOX con el agua en la atmosfera, formando ácidos fuertes que precipitan al suelo, afectando el suelo, la agua y algunas estructuras.
Ciclos en la naturaleza del carbono, nitrógeno y oxígeno
Los elementos como el carbono, el nitrógeno y el oxígeno siguen los ciclos naturales lo que mantienen el equilibrio en la naturaleza. El carbono, tiene la combustión, respiración y descomposición y la fotosíntesis, el nitrógeno la fijación, nitrificación y desnitrificación, y por ultimo el oxígeno, lo cual es la fotosíntesis, respiración y las reacciones químicas.
Lluvia ácida
2.7 Análisis costo/beneficio. Ejemplos
El análisis costo-beneficio (ACB) es una herramienta utilizada para evaluar la viabilidad de un proyecto o una decisión comparando los costos asociados con los beneficios esperados. En química, el ACB se aplica para tomar decisiones relacionadas con procesos químicos, producción de materiales, y el impacto ambiental o económico de un proyecto químico.
Un ejemplo de análisis costo/beneficio puede ser entre el uso de energías renovables frente a combustibles fósiles. Aunque las energías renovables, como la solar o la eólica, tienen un costo inicial más alto, a largo plazo ofrecen beneficios como bajos costos operativos y nulas entre emisiones contaminantes, lo que ayuda al medio ambiente y reducir los costos de salud. En cambio, los combustibles fósiles son más baratos a corto plazo, pero generan contaminación y contribuyen al cambio climático, lo que aumenta los costos a largo plazo.
Ejemplo
Conclusión
La química desempeña un papel esencial en nuestra vida diaria y en el desarrollo de la sociedad, desde entender la composición del aire hasta la producción de energía mediante combustibles químicos y derivados del petróleo. Aunque reacciones químicas como la combustión y la oxidación son fundamentales para proporcionar energía y recursos, también generan productos con impacto ambiental significativo, como gases de efecto invernadero y contaminantes.
El análisis costo-beneficio de las actividades químicas nos obliga a equilibrar las ventajas de la tecnología y los materiales derivados con su impacto en el medio ambiente y la salud. Es esencial avanzar hacia prácticas más sostenibles, como el uso de energías renovables, tecnologías limpias y la optimización de recursos para reducir los efectos adversos y garantizar un futuro más equilibrado y responsable.
Referencias
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