miércoles, 2 de marzo de 2016

EXPERIENCIA CASERA CON GASES

EXPERIENCIA CASERA CON GASES

LISTA DE MATERIALES

o   Frasco
o   Cubeta trasparente
o   Marcador o lápiz
o   Frasco plástico
o   Refrigerador
o   Estufa
o   Reloj
o   Globo
o   Lata de refresco
o   Pinza o alambre
o   Botella de refresco
o   Agua

MONTAJE Y EJECUCIÓN DEL EXPERIMENTO

PROCEDIMIENTO 1.
1.1.          Vierte una gran cantidad de agua en un recipiente grande en lo posible trasparente, toma un frasco de boca ancha y vacío e introdúcelo con la boca hacia abajo, en formar perpendicular con respecto al agua, totalmente. Observe y describa lo que sucede.  Realiza una explicación de lo sucedido basado en la teoría cinética de los gases.

PROCEDIMIENTO 2.
2.1.         Utiliza un frasco de gaseosa plástica y vierte hasta menos de la mitad agua caliente pero no excesivamente porque después se daña el frasco, tápala fuertemente y déjala enfriar hasta que ya se puede meter a un congelador de nevera, (para acelerar que se enfríe se puede llevar la botella cerrada a un recipiente con agua al clima o fría), al cabo de dos o más horas observa lo qué sucede con la botella plástica, explica lo que sucede, basado en la ley de los gases y la teoría cinética de los gases. 20 minutos antes de observar la botella comienza a calentar agua en una olla que contenga la suficiente cantidad de agua y somete la botella al baño maría (sin que se dañen las paredes del frasco) para que el agua se caliente nuevamente. Basado en la teoría cinética de los gases y en una de las leyes, explica lo qué sucede con las paredes del frasco en los dos momentos.

PROCEDIMIENTO 3.
3.1           Este experimento demuestra el poder del aire comprimido. Vacía una botella de refresco e inserta un globo. Trata de inflar el globo dentro de la botella. Realiza una explicación de lo sucedido basado en la teoría cinética de los gases.
PROCEDIMIENTO 4.
4.1  Necesitarás una lata pequeña de refresco, llena con alrededor de 15 ml de agua, que es aproximadamente la mitad de una onza. Hierve el agua durante un minuto, y notarás vapor saliendo desde la apertura de la lata de refresco. Toma unas pinzas o alambre alrededor y retira la lata y colócala boca abajo en un recipiente con agua fría. Realiza una explicación de lo sucedido basado en la teoría cinética de los gases.

EVALUACIÓN

Como parte de la evaluación ahora usted debe realizar las siguientes actividades:
1.       Determina el volumen inicial del aire en el experimento uno y el volumen final.
2.       Si para el volumen inicial hay una atmósfera de presión, determine la presión durante el experimento, suponiendo que la temperatura no varía.
3.       ¿Qué relación hay entre el volumen y la temperatura de un gas?, con base en el experimento 2. ¿Y por qué se cumple la ley?
4.       ¿Qué experiencias demuestran la expansión y comprensión de los gases?
5.       Explica cómo se calienta el aire antes de ingresar a nuestros pulmones y por qué.
6.       ¿Qué es el síndrome de descompresión también es conocido como "enfermedad de los buzos" o "mal de presión”?
7.       ¿Pueden realmente los animales presentir la ocurrencia de cambios en la presión ambiental?
8.       ¿Qué aplicaciones tienen las leyes de los gases en nuestra vida cotidiana, ejemplo bolsas de aire de los vehículos?

BIBLIOGRAFÍA

SERWAY, Raymond. QUIMICA tomo I, Séptima edición. Ed. McGraw Hill. 2006
MONDRAGÓN, César; et al. Hipertextos I. Ed Santillana. 2010

martes, 16 de junio de 2015

SISTEMA INMUNOLOGICO

SISTEMA INMUNOLOGICO

A todos los seres vivos pueden atacarlos agentes causantes de enfermedades. Incluso las bacterias, tan pequeñas que un millón de ellas cabrían en la cabeza de un alfiler, tienen sistemas de defensa contra las infecciones por virus. Este tipo de protección se hace más sofisticado conforme los organismos se hacen más complejos.

¿Qué es el sistema inmunológico?
El sistema inmunológico es la defensa natural del cuerpo contra las infecciones. Por medio de una serie de pasos, su cuerpo combate y destruye organismos infecciosos invasores antes de que causen daño. Cuando su sistema inmunológico está funcionando adecuadamente, le protege de infecciones que le causan enfermedad.



A los órganos que forman parte del sistema inmunológico se les llama órganos linfoides, los cuales afectan el crecimiento, el desarrollo y la liberación de linfocitos (un tipo de glóbulos blancos). Los vasos sanguíneos y los vasos linfáticos son partes importantes de los órganos linfoides debido a que son los encargados de transportar los linfocitos hacia y desde diferentes áreas del cuerpo. Cada órgano linfoide desempeña un papel en la producción y activación de los linfocitos.Los órganos linfoides incluyen:
  • Las adenoides (dos glándulas que se encuentran en la parte posterior del pasaje nasal).
  • Los vasos sanguíneos (las arterias, las venas y los capilares a través de los cuales fluye la sangre).
  • La médula ósea (tejido suave y esponjoso que se encuentra en las cavidades óseas).
  • Los nódulos linfáticos (pequeños órganos con forma de frijol que se encuentran en todo el cuerpo y se conectan mediante los vasos linfáticos).
  • Los vasos linfáticos (una red de canales que se extiende a través de todo el cuerpo y que transportan los linfocitos a los órganos linfoides y al torrente sanguíneo).
  • La placa de Peyer (tejido linfoide en el intestino delgado).
  • El bazo (órgano del tamaño de un puño, que se encuentra en la cavidad abdominal).
  • El timo (dos lóbulos que se unen en frente de la tráquea, detrás del esternón).
  • Las amígdalas palatinas (dos masas ovales en la parte posterior de la garganta)

El Proceso Inmunológico
El proceso inmunológico funciona así: un agente infeccioso entra en el cuerpo. Quizá es un virus de la gripe que entra por la nariz. Quizá es una bacteria que entra por la sangre cuando se pincha con un clavo. Su sistema inmunológico está siempre alerta para detectar y atacar al agente infeccioso antes de que cause daño. Sea cual fuere el agente, el sistema inmunológico lo reconoce como un cuerpo ajeno. Estos cuerpos externos se llaman antígenos. Y los antígenos deben ser eliminados.
La primera línea de defensa del cuerpo es un grupo de células llamadas macrófagos. Estas células circulan por la corriente sanguínea y en los tejidos del cuerpo, vigilantes de los antígenos.
Cuando un invasor entra, un macrófago rápidamente lo detecta y lo captura dentro de la célula. Enzimas en el interior del macrófago destruyen al antígeno procesándolo en pedacitos pequeños llamados péptidos antigénicos. A veces este proceso por sí solo es suficiente para eliminar al invasor. Sin embargo, en la mayoría de los casos, otras células del sistema inmunológico deben unirse a la lucha.
Pero antes de que otras células puedan empezar su trabajo, los péptidos antigénicos dentro del macrófago se unen a moléculas llamadas antígenos de leucocitos humanos o HLA. La molécula de HLA unida a al péptido, ahora llamada complejo antigénico, es liberada del macrófago.
Células llamadas linfocitos de la clase T, pueden entonces reconocer e interactuar con el complejo péptido antigénico-HLA que se encuentra en la superficie del macrófago.
Una vez que dicho complejo es reconocido, los linfocitos T envían señales químicas llamadas citocinas. Estas citocinas atraen más linfocitos T. También alertan a otros linfocitos, de la clase B, para que produzcan anticuerpos.
Estos anticuerpos se liberan a la circulación sanguínea para encontrar y unir más antígenos, de tal forma que los invasores no se puedan multiplicar y enfermarle. En el último paso de este proceso, una célula llamada fagocito se encarga de remover el antígeno del cuerpo.

RESUELVE
  1. ¿Qué son los linfocitos?
  2. ¿Qué es Inmunidad no específica (innata) y específica?
  3. ¿Qué es la Autoinmunidad?
  4. ¿Cómo funcionan los antibióticos contra las infecciones?
  5. ¿Qué avances biotecnológico se han conseguido para el sistema inmunológico?

EL CARBONO Y SUS COMPUESTOS

OBJETIVOS
     Motivar al estudiante para el estudio de la química orgánica mediante la presentación de una explicación y vídeos de la naturaleza del carbono y los compuestos orgánicos.

     Explicar la tetravalencia del carbono como fundamento de la estructura de los compuestos orgánicos.

EL CARBONO Y SUS COMPUESTOS
El carbono y sus compuestos son las estructuras básicas y fundamental para la vida. Estos se presentan en la atmósfera, en la vida vegetal y animal, en la materia orgánica no viva, en los combustibles fósiles, en las rocas, y también están disuelto en los océanos.
EL CARBONO 
Una de las principales características del átomo de carbono, como base para la amplia gama de compuestos orgánicos, es su capacidad para formar diferentes tipos de enlaces con otros átomos de carbono, con lo cual es posible la existencia de compuestos de cadenas largas de carbonos a los que pueden además unirse otros bioelementos. 
Se encuentra puro en la naturaleza en tres variedades alotrópicas: diamante, grafito y carbono amorfo, que son sólidos con puntos de fusión sumamente altos e insolubles en todos los disolventes a temperaturas ordinarias. Las propiedades físicas de las tres formas
difieren ampliamente a causa de los cambios en la estructura cristalina.
CAPACIDAD DE ENLACE DEL CARBONO
La configuración electrónica del carbono explica sus elevadas posibilidades de combinación consigo mismo y con otros elementos, dando lugar a una gran cantidad de compuestos.
Configuración electrónica
El carbono tiene un número atómico igual a 6 y presenta la siguiente configuración electrónica en estado basal o fundamental:
  • 1s² 2s² 2px¹ 2py¹ 2pz (estado basal).
La cual se puede representar gráficamente como sigue:
Resultado de imagen para estado basal del carbono

Es decir, tiene completo el primer nivel de energía, mientras que en el segundo nivel, posee cuatro electrones: dos en el orbital 2s, que está completo y dos más ubicados en los orbitales 2px y 2py, de modo que el orbital 2pz está vacío. De acuerdo con esta distribución
electrónica, el carbono debe compartir los cuatro electrones externos, en enlaces covalentes, para adquirir la configuración de gas noble. Esto puede lograrse si se une con cuatro átomos monovalentes (por ejemplo de hidrógeno), o con dos átomos divalentes (como el oxígeno). Sin embargo, recordemos que dos de estos electrones de valencia pertenecen al orbital 2s, mientras que los otros dos están ubicados en los orbitales 2px y 2py, respectivamente. Esto supone que los cuatro enlaces resultantes deben ser diferentes. Sin embargo, se sabe que son simétricos. La explicación de esto se basa en la teoría de la hibridación de orbitales.
Resultado de imagen para estado basal del carbono
En el átomo de carbono presenta tres tipos de hibridadción que son: hibridación tetraedral, hibridación trigonal e hibridadción digonal.


Tetravalencia


El átomo de carbono, para cumplir con la ley del octeto, puede ganar, perder o compartir sus cuatro electrones para alcanzar así la configuración electrónica de un gas noble. En la mayoría de los compuestos actúa como elemento electronegativo. Al formar compuestos con el oxígeno, hidrógeno, nitrógeno, y carbono lo hace por covalencia, es decir que comparte los electrones.


Aplicaciones

El principal uso industrial del carbono es como componente de hidrocarburos, especialmente los combustibles fósiles (petróleo y gas natural). Del primero se obtienen, por destilación en las refinerías, gasolinas, keroseno y aceites, siendo además la materia prima empleada en la obtención de plásticos. El segundo se está imponiendo como fuente de energía por su combustión más limpia. Otros usos son:
El isótopo carbono-14, descubierto el 27 de febrero de 1940, se usa en la datación adiométrica.
El grafito se combina con arcilla para fabricar las minas de los lápices. Además se utiliza como aditivo en lubricantes. Las pinturas anti-radar utilizadas en el camuflaje de vehículos y aviones militares están basadas igualmente en el grafito, intercalando otros compuestos químicos entre sus capas. Es negro y blando. Sus átomos están distribuidos en capas paralelas muy separadas entre sí. Se forma a menos presión que el diamante. Aunque parezca difícil de creer, un diamante y la mina de un lapicero tienen la misma composición química: carbono.
El diamante Es transparente y muy duro. En su formación, cada átomo de carbono está unido de forma compacta a otros cuatro átomos. Se originan con temperaturas y presiones altas en el interior de la tierra. Se emplea para la construcción de joyas y como material de corte aprovechando su dureza.
·  Como elemento de aleación principal de los aceros.
·  En varillas de protección de reactores nucleares.
·  Las pastillas de carbón se emplean en medicina para absorber las toxinas del sistema digestivo y como remedio de la flatulencia.
·  El carbón activado se emplea en sistemas de filtrado y purificación de agua.
·  El carbón amorfo ("hollín") se añade a la goma para mejorar sus propiedades mecánicas. Además se emplea en la formación de electrodos (p. ej. de las baterías). Obtenido por sublimación del grafito, es fuente de los fullerenos que pueden ser extraídos con disolventes orgánicos.
·  Las fibras de carbón (obtenido generalmente por termólisis de fibras de poliacrilato) se añaden a resinas de poliéster, donde mejoran mucho la resistencia mecánica sin aumentar el peso, obteniéndose los materiales denominados fibras de carbono.
·  Las propiedades químicas y estructurales de los fullerenos, en la forma de nanotubos, prometen usos futuros en el incipiente campo de la nanotecnología. 

RESPONDE: 
  • ¿En qué consiste la hibridación del carbono?
  • ¿Cómo se alcanza el estado excitado del carbono?
  • ¿Cómo se explica la tetravalencia del átomo de carbono?
  • ¿Cómo se forman los enlaces sigma que forma el carbono con otros átomos?
  • ¿Cómo se origina el enlace pi en los compuestos orgánicos con hibridación sp²?
  • ¿Cómo se forma el doble y el triple enlace de los alquenos y alquinos?
  • ¿A que se le llama insaturaciones y que nombre reciben las sustancias insaturadas de doble y triple enlace?
  • ¿Por qué  se le llamó inicialmente química orgánica?
  • ¿Cómo se origina el enlace sencillo, doble y triple entre los carbonos?
  • ¿Qué importancia tiene la tetravalencia del carbono?
  • Explica los 4 beneficios 4 problemas que se hayan originado de los compuestos del carbono.
  • ¿A qué se deben tantas formas del carbono en la naturaleza? 

miércoles, 4 de marzo de 2015

GASES

                                                                                        



Las moléculas que forman al estado gaseoso se encuentran más separadas entre si en una longitud mucho mayor que su diámetro. Por eso resuelta entonces, que el volumen ocupado por el gas (V)depende de la presión (P), la temperatura (T) y de la cantidad o número de moles ( n).
                               
Las propiedades de la materia en estado gaseoso son:

1. Se adaptan a la forma y el volumen del recipiente que los contiene. Un gas, al cambiar de recipiente, se expande o se comprime, de manera que ocupa todo el volumen y toma la forma de su nuevo recipiente.


2. Se dejan comprimir fácilmente. Al existir espacios intermoleculares, las moléculas se pueden acercar unas a otras reduciendo su volumen, cuando aplicamos una presión.

3. Se difunden fácilmente. Al no existir fuerza de atracción intermoleculares entre sus partículas, los gases se esparcen en forma espontánea.

4. Se dilatan, la energía cinética promedio de sus moléculas es directamente proporcional a la temperatura aplicada.


Las primeras leyes de los gases fueron desarrollados desde finales del siglo XVII, cuando los científicos empezaron a darse cuenta de que en las relaciones entre la presión, el volumen y la temperatura de una muestra de gas, en un sistema cerrado, se podría obtener una fórmula que sería válida para todos los gases. Éstos se comportan de forma similar en una amplia variedad de condiciones, debido a la buena aproximación que tienen las moléculas que se encuentran más separadas, y hoy en día la ecuación de estado para un gas ideal se deriva de la teoría cinética. Ahora las leyes anteriores de los gases se consideran como casos especiales de la ecuación del gas ideal, con una o más de las variables mantenidas constantes.

Empíricamente, se observan una serie de relaciones proporcionales entre la temperatura, la presión y el volumen que dan lugar a la ley de los gases ideales, deducida por primera vez por Émile Clapeyron en 1834.
LEY DE BOYLE
Relación entre la presión y el volumen de un gas cuando la temperatura es constante
Fue descubierta por Robert Boyle en 1662. Edme Mariotte también llegó a la misma conclusión que Boyle, pero no publicó sus trabajos hasta 1676. Esta es la razón por la que en muchos libros encontramos esta ley con el nombre de Ley de Boyle y Mariotte.
La ley de Boyle establece que la presión de un gas en un recipiente cerrado es inversamente proporcional al volumen del recipiente, cuando la temperatura es constante.
El volumen es inversamente proporcional a la presión:
•Si la presión aumenta, el volumen disminuye.
•Si la presión disminuye, el volumen aumenta.
¿Por qué ocurre esto?
Al aumentar el volumen, las partículas (átomos o moléculas) del gas tardan más en llegar a las paredes del recipiente y por lo tanto chocan menos veces por unidad de tiempo contra ellas. Esto significa que la presión será menor ya que ésta representa la frecuencia de choques del gas contra las paredes.
Cuando disminuye el volumen la distancia que tienen que recorrer las partículas es menor y por tanto se producen más choques en cada unidad de tiempo: aumenta la presión.
Lo que Boyle descubrió es que si la cantidad de gas y la temperatura permanecen constantes, el producto de la presión por el volumen siempre tiene el mismo valor.
Como hemos visto, la expresión matemática de esta ley es:
(el producto de la presión por el volumen es constante)
Supongamos que tenemos un cierto volumen de gas V1 que se encuentra a una presión P1 al comienzo del experimento. Si variamos el volumen de gas hasta un nuevo valor V2, entonces la presión cambiará a P2, y se cumplirá:
que es otra manera de expresar la ley de Boyle.

Ejemplo:
4.0 L de un gas están a 600.0 mmHg de presión. ¿Cuál será su nuevo volumen si aumentamos la presión hasta 800.0 mmHg?
Solución: Sustituimos los valores en la ecuación P1V1 = P2V2.

(600.0 mmHg) (4.0 L) =(800.0 mmHg) (V2)
Si despejas V2 obtendrás un valor para el nuevo volumen de 3L.
EJERCICIOS:
1. En un recipiente se tienen 30 litros de nitrógeno a 20°C y a una atmósfera de presión. ¿A qué presión es necesario someter el gas para que su volumen se reduzca a 10 litros?
2. Si un gas sigue la ley de Boyle y su volumen inicial es de 53 L a 290 kPa ¿Cuál es el volumen a 346 kPa?
3. Calcula la presión final de un gas que se ha sometido a una transformación, a temperatura constante, en la que se ha triplicado su volumen, sabiendo que inicialmente se encontraba a una presión de 750 mm de Hg.
4. Calcula el volumen final de un litro de gas cuando se triplica la presión a la que está sometido inicialmente, siendo la temperatura constante en todo momento.
5. ¿Qué volumen ocupa un gas a 980 mmHg, si el recipiente tiene finalmente una presión de 1,8 atm y el gas se comprime a 860 cc?
6. A presión de 17 atm, 34 L de un gas a temperatura constante experimenta un cambio ocupando un volumen de 15 L ¿Cuál será la presión que ejerce?
7. Un gas ocupa 1.5 litros a una presión de 2.5 atm. Si la temperatura permanece constante, ¿Cuál es la presión en mm de Hg, si se pasa a un recipiente de 3 litros?
8. Una muestra de oxígeno ocupa 4.2 litros a 760 mm de Hg. ¿Cuál será el volumen del oxígeno a 415 mm de Hg, si la temperatura permanece constante?
9. Un gas a 15 atm ocupa un volumen de 25 litros cual es el volumen de este gas si la presión aumenta a 85 atm y la temperatura permanece constante.
10.¿Cuál será el volumen final ocupado por 50 litros de oxígeno cuya presión inicial es de 560 mm de Hg y es comprimido hasta que la presión es de 2 atmósferas? La temperatura se mantiene constante durante todo el proceso.
11. Una masa de nitrógeno ocupa 5 litros bajo una presión de 740 mm Hg. Determina el volumen de la misma masa de gas a una presión de 760 mm Hg, permaneciendo constante la temperatura.
12. Un balón que en la ciudad A tiene un volumen de 3,5 litros se lleva a la ciudad B y se encuentra que su volumen es de 3,2 litros. ¿Cuál de las dos ciudades tiene mayor presión atmosférica si la temperatura es igual en ambas?
13. Cierta cantidad de nitrógeno ocupa un volumen de 30 L a una presión de 1 200 torr. ¿Qué volumen ocupará a 500 torr?
14. Calcula el volumen final de un litro de gas cuando se triplica la presión a la que está sometido inicialmente, siendo la temperatura constante en todo momento.
15. La presión inicial de 2 L de un gas es 1,8 atm. Se comprime hasta un volumen de 0,7 L, ¿cuál es el valor de la presión final? Considera que la temperatura no varía durante el proceso.
16. Un gas ocupa un volumen de 800 mL a una presión de 650 mm Hg. Calcula el volumen que ocupará a temperatura constante y a los siguientes valores de presión:
   a) 1 atm             b) 800 torr                c) 320 mm Hg                  d) 100 torr