fasciculo21 el mundo de la quimica

8/14/2019 Fasciculo21 El Mundo de La Quimica

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Fascculo 21

Indicadores: Colores muy tiles!

Los indicadores cido-base son sustancias orgnicasdbilmente cidas o bsicas que, como su nombre lo

indica, permiten visualizar el final de una titulacinmediante un cambio de color. Su coloracin escaracterstica para cada una de estas sustancias y varaen un intervalo de pH determinado. Por lo tanto, el usode los indicadores depende del tipo de reaccin que seest llevando a cabo y del pH de las soluciones que seestn estudiando.

En el caso especfico de la neutralizacin, uno de losindicadores ms comunes es la fenolftalena, la cual ensolucin cida es incolora y en solucin bsica es roja.Otros indicadores comnmente usados en neutralizacinson el naranja de metilo y el rojo de metilo, por ejemplo.

Observa el color que presentan algunos indicadorescomunes a diferente pH en esta tabla.

Indicador pH< Color pH> Color

Amarillo de metilo 2,9 Rojo 4,0 Amarillo

Fenolftalena 8,0 Incoloro 10,0 Roja

Rojo de metilo 4,2 Rojo 6,2 Amarillo

Timolftalena 8,6 Incoloro 10,0 Azul

El mundo de la qumica

Captulo VII: El agua y su mundo

Titulacin: Un mtodo de anlisis

Las reacciones de neutralizacin generalmente se realizanpor titulacin. Una titulacin es un anlisis volumtrico quese usa para determinar la concentracin de una sustanciaa partir de otra de concentracin conocida. Es una tcnicamuy difundida ya que es muy prctica, sencilla y precisa.

Cmo se hace una titulacin? Dos soluciones se llevana reaccionar poco a poco hasta evidenciar que alguno de

los reactivos se ha consumido completamente. Esto ocurrecuando las cantidades de sustancia (en mol) se encuentranen la relacin de sus coeficientes estequiomtricos. Es loque se conoce como punto de equivalencia. Para tenerla evidencia de que se ha alcanzado dicho punto se utilizaun indicador.

1NaOH(ac) + 1HCl(ac) NaCl(ac) + H2O

n(NaOH) 1n(HCl) 1

El punto de equivalencia de la titulacin se alcanza cuandon(NaOH) = n (HCl)

0

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Amarillode metilo

Fenolf-talena

Rojode metilo

Timof-talena

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Para medir volmenes exactos existe una serie de instrumentoscalibrados, de uso comn para el qumico, en el laboratorio. Entreellos se encuentran las buretas y pipetas volumtricas, y las pipetasgraduadas. Tanto las buretas como las pipetas son instrumentosque te permiten aadir volmenes de lquidos con gran precisin.

La diferencia entre ellas es, principalmente, que con la bureta

puedes dosificar la cantidad y velocidad con la que agregas ellquido con la ayuda de una llave de paso, lo cual es muy til entitulacin. Con la pipeta graduada es posible aadir ciertos volmenessegn la graduacin del instrumento y con la pipeta volumtricapuedes aadir slo una cantidad fija de lquido, ya que vienecalibrada para un volumen en particular. Para medir y trasvasar loslquidos con las pipetas te ayudas con una pera o propipeta.

Otro instrumento que tambin se usa para la preparacin desoluciones es el baln aforado, instrumento de vidrio que puedecontener solamente un volumen determinado de lquido; se usapara preparar soluciones de concentraciones exactas.

Fundacin Polar ltimasNoticias El mundo de la qumica Captulo VII: El agua y su mundo fascculo 21

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Apoyo didctico

Indicador de repollo morado

Podemos preparar un indicador cido-base en casa con unextracto de repollo morado. Se necesitan algunas hojas derepollo morado, aproximadamente 2 tazas (si son las mscoloreadas, mejor). Crtalas y agrgales agua destilada(aproximadamente 1 taza). Lleva esta mezcla a ebullicin suavepor, al menos, 20 minutos, y observars que el agua cambialentamente de incolora a ligeramente morada. Cuando el colorsea bastante oscuro, quita la mezcla del calor y djala enfriar.Filtra el lquido morado, el cual es ya tu extracto de repollomorado, tu indicador. Si vas a mantener tu solucin por variosdas, gurdala en la nevera en un frasco tapado. Puedes probarla efectividad de tu indicador utilizando por ejemplo vinagre yuna solucin de bicarbonato de sodio. En la siguiente tablaencontrars los colores aproximados de tu indicador de repollo

morado, dependiendo del pH de la solucin. A pH neutro (pH =7) tu indicador es morado, es decir, del color de tu extracto. Siquieres hacerle pruebas adicionales a tu indicador dile a tuprofesor que las prepare contigo en el colegio.

pH 2 4 6 8 10 12

Color Rojo Prpura Violeta Azul Azul-verdoso Verde-amarillento

Libro de qumica.Museo de la Universidad de Valencia, Espaa.


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A pesar de que la Tierra est cubierta principalmente por agua sonpocas las poblaciones que disponen de ella en cantidad suficiente,ya que su distribucin en el mundo es dispareja. Las aguas de lluviase concentran en zonas templadas y en los trpicos hmedos. Porlo tanto, la vegetacin prospera en algunos pases y en otros,sometidos a sequas, lo que encontramos son desiertos. Mientrasexisten regiones donde llueve hasta 5 m3 de agua anuales, en otras

se registran precipitaciones hasta 1 000 veces menores. Por ejemplo,en Islandia hay abundante provisin de agua para beber mientrasque en el Medio Oriente hay muy poca. Como consecuencia de estadesigualdad, alrededor de 2 000 millones de personas en el mundosufren de escasez de agua. Si bien en esos casos estnconstantemente al borde de la sequa, incluso en los pases msfavorecidos con recursos hdricos tambin se pueden enfrentarproblemas importantes de escasez de agua. La falta de acceso alagua potable es una de las mayores amenazas para la salud y elsustento de los seres humanos.

Problemtica y conservacin del agua

Desierto del Sahara. frica del Norte.

Es por ello que cada uno de nosotros debe hacer un esfuerzo porconservar los recursos hdricos de que disponemos. Muchas son lasconsecuencias graves del dao que le hemos hecho a nuestroplaneta, tales como el Efecto Invernadero (Green House Effect, o elcalentamiento global de la Tierra) o el hueco en la capa de ozono,capa que nos protege de las radiaciones solares ms dainas. Otrade las consecuencias graves de la contaminacin es la problemticaque esto ha ocasionado en los depsitos de agua subterrnea.

Existen grandes masas de agua contaminada debido a las emisionestxicas que despedimos al ambiente ya que en una poca, ylamentablemente todava en muchos sitios, los ros y mares fueronutilizados para depositar desechos industriales. Un ejemplo son lascataratas y el ro Nigara en Canad, a los cuales se lanzarondesechos de polmeros (plsticos) hace muchos aos y que no sehan podido remover. En nuestro pas, en algunas ocasiones hanocurrido derrames petroleros que han contribuido, por ejemplo, a lacontaminacin del Lago de Maracaibo. Actualmente, producto de lacontaminacin, en dicho lago crecen algas que consumen oxgenodisuelto y causan la muerte de las especies animales y vegetales.

El agua no slo se contamina por adicin directa de desechos. Laspartculas y gases contaminantes emitidos a la atmsfera, por ejemplo,por la quema de combustibles animales o vegetales, pueden pasara las masas de agua a travs del ciclo natural de la misma. Porejemplo, los xidos de azufre (SOx) y nitrgeno (NOx) producidosen la quema de los combustibles tienen la capacidad de reaccionarcon agua para producir cido sulfrico y ntrico, que cae a la tierrade nuevo en forma de lluvia cida.

Sabas que...?A pesar de que el planeta Tierra est constituido por agua en ms del 70 %, slouna mnima parte es agua dulce. Adems, las sequas afectan enormemente.Cada ao se evaporan 330 millones de hectmetros cbicos de agua en losocanos y aproximadamente 63 millones de hectmetros cbicos en los terrenosdel planeta. Slo 100 millones de hectmetros cbicos de agua caen a la tierraen forma de lluvia. La precipitacin en la tierra es de 660 mm por ao en promedio.


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Tratamientos del agua

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Para evitar el aumento de la contaminacin de fuentes de agua,o potabilizar la existente, se han empleado muchos mtodos. Entreellos se encuentra la instalacin de plantas de tratamiento de aguasresiduales en las que, por diversos procedimientos, se purificanlas aguas usadas o contaminadas. Tambin se han pensadomecanismos para ablandar las aguas duras.

Otro de los tratamientos propuestos es la desalinizacin del agua,en vista de que la mayor parte del agua de la Tierra es salada.Este tipo de procesos sera de gran ayuda, especialmente en lasreas desrticas y semidesrticas. Aunque se han realizadonumerosas investigaciones que conlleven al descubrimiento devas eficaces para eliminar la sal del agua del mar y de las aguassalobres, todava nos encontramos ante el problema de que losprocesos de desalinizacin de aguas son muy costosos para seraplicados a gran escala.

Interesante

La qumica verde (green chemistry) es un trmino que se empleadesde hace algunos aos para referirnos a los esfuerzos que realizanlos que se dedican a la investigacin en qumica por desarrollarprocesos amigables con el ambiente, es decir, menos contaminantes.Siguiendo las tendencias ecologistas a nivel mundial, los qumicospromueven el cuidado de los recursos hdricos de varias maneras.La Agencia de Proteccin Ambiental de Estados Unidos (EnvironmentalProtection Agency, EPA) apoya la investigacin y puesta en prcticade tecnologas qumicas que reducen o eliminan el uso o produccinde sustancias peligrosas en el diseo, preparacin y utilizacin desustancias y procesos qumicos. Existe tambin una corriente pararealizar reacciones en fase slida y as evitar el malgaste ycontaminacin del agua. Otra de las tendencias es la de buscaralternativas para llevar a cabo reacciones qumicas industriales

utilizando como solvente el agua, ya que es el solvente verde porexcelencia, y adems es muy econmico. Esto ayudara, por ejemplo,a reducir las emisiones txicas al ambiente al utilizar menos cantidadde solventes orgnicos. Desde el ao 2004, en Europa se estdesarrollando el proyecto AQUACHEM (con el apoyo de la UninEuropea), cuyo objetivo principal es el estudio de las reacciones enagua, especialmente para dirigirnos hacia procesos mas verdes.Estos son slo algunos ejemplos. Todos los esfuerzos que podamosrealizar sern beneficiosos para la conservacin y mantenimiento delagua, y por lo tanto, de nuestro planeta.

Otro de los problemas relacionados es que en los ltimos aos se havisto que ha habido una gran cantidad de fenmenos climticosrelacionados con el agua de una u otra manera. A nivel mundial hemosobservado grandes tormentas y huracanes que han ocasionadodeslaves e inundaciones por las fuertes lluvias que los acompaan.Todos estos fenmenos son consecuencia de las alteraciones climticasque sufre actualmente el planeta, debido entre otras cosas, a lacontaminacin.

Planta desalinizadora


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La Organizacin de Naciones Unidas (ONU) ha buscadosiempre apoyar las iniciativas para proteger el agua. Enuna de sus resoluciones acord que el da 22 de marzode cada ao se celebrara, a partir de 1993, el DaMundial del Agua. Cada ao, en este da se discutenaspectos relacionados con la problemtica del agua anivel mundial. El ao 2004 se dedic a los desastres

naturales causados el agua. Por otro lado, a fin depromover la solucin de los problemas graves de aguay sensibilizar a la opinin pblica acerca de la importanciade un uso y gestin sostenibles de los recursos hdricos,la Asamblea General de la ONU declar el ao 2003como Ao Internacional del Agua, pero dado que labsqueda de soluciones a la problemtica del agua nopuede limitarse a un solo ao, esta organizacin hadecidido que la dcada 2005-2015 ser proclamadadcada del agua. El Da Mundial del Agua 2005 darcomienzo al Decenio Internacional y la accin llevar elnombre "El agua, fuente de vida".

La ONU y el agua

La ONU public un Informe Mundial sobre el Desarrollode los Recursos Hdricos que fue presentado duranteel III Foro Mundial del Agua realizado en Kioto, Japn.Estos foros, organizados por el Consejo Mundial delAgua, se han convertido en eventos muy importantespara promover polticas sustentables para el manejodel recurso hdrico. El IV Foro Mundial del Agua tendrlugar en Mxico, en marzo de 2006.

Importante

En Latinoamrica, el 60 % de las

personas tiene agua de maneraintermitentemente. Slo el 40 %obtiene el recursopermanentemente. Venezuela esuno de los pases ms ricos enrecursos hdricos, la mayora delos cuales se encuentranconcentrados al sur del roOrinoco. El 85 % del aguasuperficial se produce en losestados Bolvar y Amazonas,mientras el restante 15 % seencuentra en el resto del pas. Esta

distribucin no coincide con laubicacin espacial de la poblacinque en su mayora est asentadaen la regin norte-costera, lo cualcrea problemas en la demanda delagua.

Hidrografa de Venezuela.Fuente: Gran Enciclopedia de Venezuela

(1995). Editorial Globe, Caracas.


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Como sabemos, las cambiantes situaciones climticas hantocado tambin a nuestro pas: hemos vivido lluvias en laestacin seca y grandes sequas cuando esperbamos lalluvia. Como nosotros no podemos controlar el clima,debemos tratar de conservar el recurso hdrico del quedisponemos para evitar desastres futuros. Por ejemplo,estamos seguros de que recuerdas los racionamientos de

agua que recientemente tuvimos. Sabes a qu se deban?Fueron parte de un plan de accin de las empresas que nosproporcionan el servicio de agua potable para evitar consumirtotalmente el agua de que disponamos y que tan importantees para nuestras vidas.

Por ejemplo, el Embalse de Camatagua, que aporta msdel 50 % del agua que se consume en la Zona Metropolitanade Caracas, se encuentra desde el ao 2000 en continuodescenso de su nivel debido a la sequa. En efecto, seobserv que entre los aos 2002 y 2003 dicho embalselleg a los niveles ms bajos de su historia. Si bien graciasa los racionamientos y acciones emprendidas por las

empresas responsables, Caracas no se qued sin agua, esimportante que entendamos que debemos hacer uso racionaldel vital lquido. Revisa bien en tu casa que no hayanderrames, y no malgastes el agua. Sin importar querecientemente haya llovido suficiente, y que los niveles delos embalses estn subiendo, trata de recordar siempre queel agua no es un recurso inagotable.

Embalses y represas en Venezuela

Sabas que...?

En el estado Bolvar, gracias al caudal de nuestro ro Caron, disponemos de una fuente deproduccin de energa elctrica enorme. Nuestra Central Hidroelctrica Ral Leoni, conocidatambin como la represa del Guri, es considerada la segunda central hidroelctrica msgrande del mundo. La electricidad all producida es suficiente para abastecer a Venezuelay a algunos de nuestros pases vecinos.


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El agua en nuestras vidasEn Venezuela, Hidrocapital ha patrocinado diversos tipos deactividades cuyo objetivo principal ha sido que los habitantesdesarrollemos conciencia, valoremos y demos uso responsableal agua. La mayora de los planes han sido aplicados a nivelescolar para que personas como t aprendan su importancia. Lallamada Olimpiada del Agua es una competencia intelectual queda la oportunidad a alumnos y profesores de demostrar y promoverlos conocimientos sobre el agua, su importancia, formas deahorrarla y procesos de potabilizacin, entre otras cosas. Hidroven(casa matriz de las empresas hidrolgicas regionales) posee uncentro de documentacin nacional del agua en donde se puedeencontrar informacin acerca de todas las actividades involucradascon el sector agua. Adems se dise un programa deconcientizacin llamado El Agua en Nuestras Vidas con el propsitode divulgar conocimientos en la poblacin escolar. Basados eneste programa, en el ao 2002, Hidroven y sus empresas filiales,en conjunto con Fundacin Polar, Hidrocentro, Fundacin TierraViva y la red de Bibliotecas Pblicas del estado Carabobo unieronsus esfuerzos para realizar una serie de muestras llamadas El

Agua en Nuestras Vidas; ello con el fin de promover una visinintegral sobre el agua y valorizarla como un recurso esencial parala vida.

Personajes de la ciencia venezolana

En el ao 2002 la Academia de Ciencias de Suecia entreg elsegundo Stockholm Water Prize (Premio del Agua de Estocolmo),considerado como el Premio Nobel del Agua, a un investigadorvenezolano. Se trata del Dr. Ignacio Rodrguez-Iturbe, hidrlogo.El Dr. Rodrguez-Iturbe naci en Caracas el 8 de marzo de 1942.Estudi en reconocidas instituciones en Venezuela y el exterior(LUZ, Instituto Tecnolgico de California, Universidad Estatal deColorado) y ha trabajado en las principales instituciones de

investigacin y docencia en nuestro pas, tales como LUZ, USB,IVIC, UCV, IDEA y en el exterior (Universidad de Princeton, Institutode Tecnologa de Massachussets, etc.) siempre dedicndose alestudio y conservacin del ambiente y el agua. Actualmente sedesempea como profesor de Ciencias Ambientales e IngenieraCivil y Ambiental en la Universidad de Princeton, una de las msreconocidas de Estados Unidos. Sus investigaciones ms recientestienen que ver con las relaciones entre el medio ambiente y elagua, aspecto que se denomina ecohidrologa. Adems del Premiodel Agua de Estocolmo, el Dr. Rodrguez-Iturbe ha recibido unagran cantidad de premios y galardones en Venezuela y en elmundo, entre los que figuran el Doctorado Honoris Causa de La

Universidad del Zulia (2003), el Hydrology Days Award de laUniversidad Estatal de Colorado (2002), el Premio Mxico deCiencia y Tecnologa de la Repblica de Mxico (1994) y lamembresa en las mejores academias cientficas del mundo talescomo la Academia del Agua (Suecia, 1999), Real Academia deCiencias Exactas, Fsicas y Naturales (Espaa, 2003), Academiade Ingeniera de Mxico (Mxico, 2004), Istituto Veneto di Scienzey Lettere ed Arti (Italia, 2004). Es considerado actualmente comouno de los mayores expertos del mundo en procesos hidrolgicos.

2002- Ignacio Rodrguez-Iturbe

2003- Peter A. Wilderer

2005- Centro para la Ciencia yel Ambiente de NuevaDelhi (India) a cargo dela directora Sunita Narain

2004- Sven Erik Jrgenseny William J. Mitsch

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Captulo VIII:

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