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Archivos Mensuales: agosto 2009

Apuntes sobre el ozono



Extraído de una monografía de Aníbal Mejía Julca

OZONO (del griego “ódsein” = oler.
El ozono, conocido en su fórmula química como O3, es una forma alotrópica del oxígeno; es decir es una de las modalidades en que se presenta este gas en la naturaleza.

El ozono concentrado es un gas inestable que a presión y a temperaturas ordinarias se descompone en oxígeno común. Asimismo, desprende un penetrante olor sulfuroso y su coloración es azulada suave.

En la superficie de la Tierra, el O3 actúa como un gas tóxico en vegetales y animales, sin embargo existe en forma natural en la atmósfera superior, constituyendo la “Capa de Ozono”.

El ozono (O3), es un componente minoritario de la atmósfera terrestre, sin embargo, es un importante protector de la vida sobre la superficie terrestre debido a que cumple la función de un filtro protector contra la radiación ultravioleta (RUV), principalmente de longitud de onda entre los 280 y 320 nm.

En la llamada zona fotoquímica de la alta atmósfera (sobre 60 Kms.), el O3 se produce al actuar sobre ella los rayos ultravioletas (UV) del Sol, los que fraccionan las moléculas de oxígeno molecular común, O2. Debe entenderse que esta reacción es constante, coexistiendo ambos gases (O2 y O3). Así se genera, a esas alturas, el 99% del ozono; el resto resulta de tormentas eléctricas

Debido al gran crecimiento demográfico que agotan de manera acelerada los recursos del planeta, además que gracias al paralelo crecimiento en la industria, se esta generando mas contaminación.
Este crecimiento industrial trae consigo una serie de problemas de contaminación lo que ocasionan a medida que el tiempo pasa en la destrucción de la capa de ozono cuyo agujero a alcanzado una extensión mucho mayor que el doble de la extensión territorial de los Estados Unidos, y sabiendo que la capa de ozono es la que nos protege de las mortíferas radiaciones ultravioleta proveniente del sol. Hoy por hoy esto se ha convertido en un dolor de cabeza que enfrenta la humanidad.

El ozono es una sustancia gaseosa. En 1781 Van Marum predijo su existencia cuando observó el olor del aire atravesado por descargas eléctricas, pero no fue descubierto hasta 1839 por Christian Schönbein que le dio el nombre de su nombre.

Aunque el ozono fue estudiado por Marignac, Becquerel y Fremi, no se determinó su estructura hasta 1863 cuando J. L. Soret demostró que se trataba de una forma alotrópica del oxígeno (O3).

Su molécula está formada por tres átomos de oxígeno unidos con una geometría angular. De aquí deriva su nombre científico: trioxígeno.

Propiedades físicas del ozono:

Peso molecular (PM)…………………………………………………. 48
Temperatura de condensación…………………………………… – 112 º C
Temperatura de fusión…………………………………………….. -192,5 º C
Densidad………………………………………………………………. 1,32
Densidad (líquido a –182 º C)………………………………….. 1.572 gr/cm 3
Peso del litro de gas (a 0º y 1 atm.)…………………………… 1,144 gr.

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Publicado por en 20 agosto, 2009 en http://schemas.google.com/blogger/2008/kind#post, ozono, radiación ultravioleta

 

Ejemplos de pH de algunas sustancias


Ácido clorhídrico 1 M – pH 0
Jugo gástrico – pH 1
Jugo de limón – pH 2
Vinagre – pH 3
Jugo de naranja – pH 4
Cerveza – pH 5
Leche – pH 6
Agua pura – pH 7
Sangre – pH 8
Agua jabonosa – pH 9
Leche de magnesia – pH 10
Agua de cal – pH 11
Amoníaco – pH 12
Hidróxido de sodio 0,1 M – pH 13
Hidróxido de sodio 1 M – pH 14
 

Soluciones neutras, ácidas y básicas


Cuando la concentración de protones y de oxhidrilos es la misma, la solución es neutra.

Cuando se añade un ácido al agua pura (neutra) aumenta concentración de protones, y ello da lugar a soluciones ácidas.

Cuando se añade una base al agua pura (neutra) aumenta la concentración de oxhidrilos, y ello da origen a soluciones básicas.

Por tanto, una solución neutra tiene una concentración de iones hidrógeno (protones) igual a 10-7 (10 elevado a la -7 = 0,0000001) moles/litro; una solución ácida tiene una concentración de protones mayor que 10-7; y una solución básica tiene una concentración de protones menor que 10-7.

pH

Para evitar el uso de la notación científica (exponencial) en la expresión de concentraciones de las sustancias, en 1909 el químico Peter Sorensen (1868-1939 postuló la escala de pH (a veces mal llamada “escala de potencial hidrógeno” pues debería quizá denominarse “escala potencial del hidrógeno”), la cual se define como el logaritmo negativo en base 10 de la concentración molar de iones hidrogeniones.

La escala de pH permite conocer el grado de acidez o de basicidad de una sustancia.

pOH

De manera análoga se puede considerar la escala de pOH, que es el logaritmo negativo en base 10 de la concentración molar de iones hidroxilos.

Relación

Si relacionamos lo antes expuesto con estas nuevas escalas,

será neutra una solución de pH = 7 (pOH = 7),
ácida la de pH menor de 7 (pOH mayor a 7), y básica la de pH mayor a 7 (pOH menor que 7).

Por ejemplo, el jugo gástrico tiene un pH aproximadamente igual a 2; el vino común y el jugo de naranjas, 3,5; la orina humana, 6; la sangre, 7,4; y el agua de mar, 8. Mayor el número, menor la acidez.

¿Cómo podemos saber cuál es el pH (acidez) de una sustancia?

A esta “pregunta.com” le damos una “respuesta.com”.
http://www.misrespuestas.com/

“Hay distintas formas de medir el pH de una sustancia. La más sencilla es sumergir un papel indicador o tornasol en la solución durante varios segundos y éste cambiará de color según si es ácida (color rosa) o alcalina (color azul). Este método no es tan preciso como otros, pues indica ambiguamente qué tan ácida o qué tan alcalina es la sustancia, pese a la evolución que han experimentado los papeles en cuanto a su exactitud. Otra desventaja que presentan los papeles tornasol es que no pueden ser utilizados para ciertas sustancias, como por ejemplo, aquellas que son muy coloreadas o turbias.

La manera más exacta para la medición del pH, es utilizando un pHmetro y dos electrodos, uno de referencia y otro de cristal. Un pHmetro es un voltímetro que junto con los electrodos, al ser sumergidos en una sustancia, generan una corriente eléctrica. Esta corriente eléctrica dependerá de la concentración de iones de hidrógeno que presente la solución. El pHmetro mide la diferencia de potencial entre el electrodo de referencia (plata) y el de cristal que es sensible a los iones de hidrógeno. Para obtener con exactitud el pH de una sustancia, se debe calibrar el pH con soluciones de valores de pH llamadas buffer que resisten los cambios experimentados por el pH y tiene un valor de pH específico.”
 

 

Disociación del agua


El agua es un electrolito débil que se disocia en un protón y un oxhidrilo. Su constante de disociación es igual al producto de las concentraciones de protones y oxhidrilos, dividido por la concentración del agua no disociada.

Un mol de agua pesa 18 gramos, por lo que en 1 litro de agua (1.000 gramos) habrá 55,55 moles, es decir, la concentración será 55,55 M.

Si multiplicamos la constante de disociación del agua por esa concentración del agua, obtendremos una nueva constante llamada kw , igual al producto de las concentraciones de protones y oxhidrilos, y su valor será de 10-14.

De allí, como por cada protón se produce un oxhidrilo al disociarse el agua, entonces la concentración de protones será igual a la concentración de oxhidrilos, cada una de ellas igual a 10-7.

 
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Publicado por en 18 agosto, 2009 en 'mol', agua, concentraciones, electrolitos, http://schemas.google.com/blogger/2008/kind#post, kw (k water), oxhidrilos, protones

 

Electrolitos fuertes y electrolitos débiles


Los electrolitos (iones que pueden conducir la corriente eléctrica) se forman cuando se disuelve un soluto iónico en agua; este se disocia en iones positivos (cationes) y en iones negativos (aniones) que, por tener cargas diferentes, pueden conducir la corriente eléctrica.

Esta característica permite clasificar los solutos en “electrolitos” y “no electrolitos”.

Un electrolito será el que al disociarse da origen a una gran concentración de iones, hecho que permite mayor conductividad eléctrica. Se considera en la práctica que un electrolito fuerte se descompone en un 100%, lo cual impide equilibrios entre sus iones y la molécula correspondiente.

Un electrolito débil se disocia muy poco, de manera que no se produce una suficiente concentración de iones, por lo que no puede haber flujo de corriente eléctrica.

Las sustancias no electrolíticas tienen enlaces covalentes no polares que mantienen su individualidad al no ser disociadas por la acción de fuerzas electrostáticas. Algunas sustancias con enlaces covalentes polares no conducen la corriente eléctrica mientras se encuentran en estado sólido, líquido o gaseoso. Pero si se forma una solución acuosa, disolviéndolas en agua, conducen la corriente eléctrica, lo que indica que se han formado iones.

 
 

Ácidos y Bases – Propiedades


Los ácidos fuertes tienden mucho a ceder protones, mientras que las bases fuertes poseen gran tendencia a aceptarlos (Bronsted-Lowry). Así se puede determinar el poder de una sustancia según tienda a donar o a aceptar protones.

Las sustancias que al disociarse conducen la corriente eléctrica se llaman “electrolitos”. La disociación alcanza un equilibrio entre la velocidad de la reacción directa y la velocidad de la reacción inversa. En ese momento puede determinarse una constante de equilibrio que se denomina “constante de disociación” (kd).

Cuando una reacción directa alcanza un equilibrio dinámico con una reacción inversa, la velocidad de formación de productos es igual a la velocidad de formación de los reactivos, y las concentraciones de reactivos y productos permanecen constantes en el tiempo.

Un ácido fuerte y una base fuerte son las sustancias con carácter ácido o básico, que se disocian por completo; al final de la disociación, sólo se hallan los productos de la misma. Un electrolito fuerte no genera un equilibrio, porque su disociación es total, pero algunos ácidos y bases, pese a no disociarse en un 100%, tienen constantes de disociación bastante altas, lo que permite clasificarlos como “electrolitos fuertes”.

De hecho, no todos los ácidos y bases débiles se disocian con la misma intensidad. Para determinar el grado de disociación se emplea la expresión “porcentaje de disociación”.

 
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Publicado por en 18 agosto, 2009 en ácidos, bases, bronsted-lowry, electrolitos, equilibrio químico, http://schemas.google.com/blogger/2008/kind#post, protones

 

Ácidos y Bases – Teoría de Lewis


Teoría de Gilbert Lewis

En esta teoría se define como ácido una molécula o un ión que acepta un par solitario de electrones para formar un enlace covalente, y una base como una molécula o ión que puede donar un par solitario de electrones para formar un enlace covalente.

Considera las reacciones como “ácido-base” (neutralización) cuando forman enlaces entre las dos sustancias.

 
 
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