Grado 10
  1. Materia y sus propiedades  1.1. Estados de la materia  1.2. Propiedades físicas y químicas de la materia  1.3. Clasificación de sustancias (elementos, compuestos, mezclas)  1.4. Cambios en la Materia (Cambios Físicos y Químicos)  1.5. Ley de conservación de la masa y ley de proporciones definidas
  2. Estructura Atómica  2.1. Desarrollo histórico del modelo atómico  2.2. Partículas subatómicas (protones, neutrones, electrones)  2.3. Número atómico, número de masa e isótopos  2.4. Configuración Electrónica y Niveles de Energía  2.5. Valencia, formación de iones y estado de oxidación
  3. Tabla periódica  3.1. Historia y desarrollo de la tabla periódica  3.2. Ley periódica moderna y tendencias periódicas  3.3. Grupos y períodos en la tabla periódica  3.4. Tendencias en la Tabla Periódica  3.5. Metales, no metales, metaloides y sus propiedades  3.6. Gases nobles y su inercia química
  4. Enlace químico  4.1. Formación de Enlaces Químicos (Regla del Octeto)  4.2. Enlace iónico y propiedades de los compuestos iónicos  4.3. Enlace covalente y propiedades de los compuestos covalentes  4.4. Enlace metálico y sus propiedades  4.5. Geometría molecular y teoría VSEPR  4.6. Polaridad y momento dipolar de las moléculas  4.7. Fuerzas intermoleculares
  5. Reacciones y Ecuaciones Químicas  5.1. Tipos de Reacciones Químicas  5.2. Escribir y balancear ecuaciones químicas  5.3. Ley de conservación de la masa en reacciones químicas  5.4. Factores que afectan las reacciones químicas  5.5. Catalizadores y su papel en las reacciones químicas  5.6. Reacciones exotérmicas y endotérmicas
  6. Estequiometría y Cálculos Químicos  6.1. Concepto del mol y número de Avogadro  6.2. Masa molar y conversiones gramo-mol  6.3. Fórmula empírica y molecular  6.4. Cálculos estequiométricos y rendimiento químico  6.5. Reactivos Limitantes y en Exceso
  7. Ácidos, Bases y Sales  7.1. Propiedades y Definiciones de Ácidos y Bases (Arrhenius, Bronsted-Lowry, Lewis)  7.2. Escala de pH, pOH e Indicadores  7.3. Reacciones de neutralización y formación de sales  7.4. Fuerza de Ácidos y Bases (Ácidos y Bases Fuertes vs. Débiles)  7.5. Ácidos y Bases Comunes en la Vida Diaria  7.6. Sales, su solubilidad y aplicaciones
  8. Metales y No Metales  8.1. Propiedades físicas y químicas de los metales  8.2. Propiedades físicas y químicas de los no metales  8.3. Serie de Reactividad de Metales y Reacciones de Desplazamiento  8.4. Extracción de metales de los minerales  8.5. Corrosión, sus causas y prevención  8.6. Aleaciones, su composición y usos
  9. El carbono y sus compuestos  9.1. Alótropos del Carbono  9.2. Hidrocarburos y su clasificación (alcanos, alquenos, alquinos)  9.3. Grupos funcionales en compuestos orgánicos  9.4. Nomenclatura de compuestos orgánicos (sistema IUPAC)  9.5. Isomería en química orgánica (estructural y geométrica)  9.6. Reacciones orgánicas importantes (combustión, adición, sustitución, polimerización)  9.7. Aplicaciones de compuestos orgánicos en la industria y la vida diaria
  10. Química Ambiental  10.1. Contaminación del Aire (Fuentes, Efectos y Control)  10.2. Contaminación del agua (causas, efectos y remedios)  10.3. Efecto invernadero y calentamiento global  10.4. Agotamiento de la capa de ozono y sus efectos  10.5. La química verde y sus aplicaciones  10.6. práctica de química sostenible
  11. Termoquímica  11.1. Cambios de Calor y Energía en Reacciones Químicas  11.2. Reacciones Exotérmicas y Endotérmicas  11.3. Entalpía, cambio de entalpía y calor de reacción  11.4. Capacidad calorífica específica y calorimetría  11.5. Cambios de Energía en Reacciones de Combustión
  12. Electroquímica  12.1. Electrolitos y no electrolitos  12.2. Electrólisis y sus aplicaciones (galvanoplastia, extracción de metales)  12.3. Reacciones Redox (oxidación y reducción)  12.4. Celda galvánica y serie electroquímica  12.5. Corrosión y métodos de prevención electroquímica
  13. Cinética química y equilibrio  13.1. Tasa de reacciones químicas y su medición  13.2. Factores que afectan la velocidad de reacción (catalizador, temperatura, concentración)  13.3. Reversible and irreversible reactions  13.4. Equilibrio dinámico y constante de equilibrio  13.5. El principio de Le Chatelier y sus aplicaciones
  14. Gases y Leyes de los Gases  14.1. Propiedades de los gases y teoría cinético-molecular  14.2. Ley de Boyle (Relación Presión-Volumen)  14.3. La Ley de Charles  14.4. Ley de Gay-Lussac  14.5. Ley combinada de los gases y ley de los gases ideales  14.6. Gases reales vs gases ideales
  15. Química Nuclear  15.1. Introducción a la radiactividad y las reacciones nucleares  15.2. Tipos de desintegración radiactiva (alfa, beta, gamma)  15.3. Vida media y aplicaciones de los isótopos radiactivos  15.4. Reacciones de fisión y fusión nuclear  15.5. Generación de energía nuclear y su impacto ambiental

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práctica de química sostenible


Las prácticas de química sostenible son importantes en el mundo actual para asegurar que los procesos y productos químicos que utilizamos no dañen nuestro entorno y estén disponibles para las futuras generaciones. Este tema es una parte integral de la química ambiental, que se centra en los aspectos químicos de los problemas ambientales. En esta lección, exploraremos qué son las prácticas de química sostenible, por qué son importantes y cómo se aplican en diversas industrias.

¿Qué es la química sostenible?

La química sostenible, a menudo conocida como química verde, es un campo de la química que tiene como objetivo diseñar productos y procesos químicos que reduzcan o eliminen el uso y la producción de sustancias peligrosas. El objetivo es crear procesos que no solo sean eficientes y económicos, sino también ambientalmente amigables. Involucra cada etapa del ciclo de vida de un químico, desde su fabricación hasta su eliminación.

¿Por qué es importante la química sostenible?

Hay varias razones por las que las prácticas de química sostenible son importantes:

  • Protección ambiental: La sostenibilidad reduce los contaminantes que pueden dañar el aire, el agua y el suelo.
  • Eficiencia de recursos: Al utilizar los recursos de manera más eficiente, las prácticas sostenibles pueden ayudar a conservar los recursos no renovables.
  • Beneficios económicos: La química sostenible puede generar ahorros de costos a través de una mejor eficiencia y la reducción de desechos.
  • Salud y seguridad: Reducir el uso de sustancias nocivas ayuda a proteger la salud humana y animal.

Doce principios de la química verde

La química verde se guía por doce principios, que proporcionan un marco para la innovación y la creatividad en el campo.

  1. Prevención: Es mejor prevenir desechos que tratarlos o limpiarlos después de que han sido generados.
  2. Economía atómica: Este principio se centra en incorporar todos los materiales utilizados en el proceso en el producto final. Un ejemplo de mala economía atómica es cuando se utilizan una gran cantidad de reactivos en una reacción química y solo una pequeña porción termina en el producto final.
  3. Síntesis química menos peligrosa: Diseñar síntesis químicas para usar y producir sustancias con baja o nula toxicidad para la salud humana y el medio ambiente.
  4. Diseño de productos químicos más seguros: Los productos químicos deben ser diseñados para realizar su función prevista mientras son lo menos tóxicos posible.
  5. Solventes y excipientes más seguros: Evitar el uso de excipientes (p. ej., solventes, agentes de separación) siempre que sea posible, y hacer que sean inofensivos cuando deben ser utilizados.
  6. Diseño para la eficiencia energética: Minimizar los requisitos energéticos y, si es posible, operar métodos sintéticos a temperatura y presión ambiente.
  7. Uso de materias primas renovables: Las materias primas deben ser renovables siempre que sea técnica y económicamente factible.
  8. Minimizar la derivatización: Reducir o evitar la derivatización innecesaria (uso de grupos de bloqueo, protección/desprotección) en la síntesis química.
  9. Catalisis: Los reactivos catalíticos (tan selectivos como sea posible) son superiores a los reactivos estequiométricos.
  10. Diseño para la degradación: Los productos químicos deben ser diseñados para degradarse en sustancias inofensivas después de su uso, de modo que no se acumulen en el medio ambiente.
  11. Análisis en tiempo real para la prevención de la contaminación: Desarrollo de métodos que permitan el monitoreo y control del proceso en tiempo real antes de que se creen sustancias peligrosas.
  12. Química inherentemente más segura para la prevención de accidentes: Diseñar productos químicos y sus procesos de transformación para minimizar la posibilidad de accidentes químicos, incluidas emisiones, explosiones e incendios.

Ejemplos y aplicaciones de la química sostenible

Existen muchos ejemplos del mundo real donde se aplican prácticas de química sostenible:

Uso de materias primas renovables

Uno de los principios de la química verde es utilizar materiales renovables. Por ejemplo, los plásticos de base biológica se fabrican a partir de recursos renovables como el almidón de maíz o la caña de azúcar. Estos plásticos están diseñados para ser biodegradables, lo que significa que pueden descomponerse naturalmente en el medio ambiente.

Estudio de caso: Bioplásticos a partir de maíz

Analicemos un ejemplo de producción de bioplásticos a partir de maíz:

C 6 H 12 O 6 + 2 ADP + 2 Pi + 2 NAD + → 2 CH 3 CHOHCOOH + 2 ATP + 2 NADH

Este proceso convierte la glucosa (del almidón de maíz) en ácido láctico mediante fermentación, que luego puede convertirse en ácido poliláctico (PLA), un plástico biodegradable.

Solvente seguro

Tradicionalmente, algunos solventes utilizados en procesos químicos pueden ser perjudiciales tanto para el medio ambiente como para la salud humana. La química sostenible se centra en encontrar alternativas más seguras. Por ejemplo, reemplazar solventes orgánicos tóxicos con agua, CO2 supercrítico o líquidos iónicos puede reducir sustancialmente el impacto ambiental.

Iniciativas educativas en química sostenible

Incorporar la química sostenible en la educación es importante para construir un futuro mejor. Las escuelas y universidades ahora están ofreciendo cursos y programas específicamente enfocados en esta área. Estos programas enseñan a los estudiantes a desarrollar soluciones sostenibles aplicando los principios de la química verde.

Por ejemplo, a los estudiantes de química se les puede asignar la tarea de desarrollar un experimento de laboratorio que utilice materiales no tóxicos o encontrar una manera de reducir los desechos en el laboratorio escolar.

Retos y perspectivas futuras

Aunque las prácticas de química sostenible tienen beneficios significativos, también presentan desafíos:

  • Costo: Inicialmente, las prácticas de química sostenible pueden ser más costosas debido a los costos de investigación y desarrollo. Sin embargo, pueden conducir a ahorros a largo plazo.
  • Limitaciones técnicas: Las alternativas sostenibles aún no están disponibles para algunos procesos químicos, lo que requerirá más innovación e investigación.
  • Cuestiones regulatorias: Se pueden necesitar resolver barreras regulatorias para implementar ampliamente nuevas soluciones de química sostenible.

El futuro de la química sostenible es prometedor. Los avances en tecnología y la creciente conciencia sobre los problemas ambientales están impulsando el desarrollo de nuevos métodos y materiales. Los gobiernos y la industria están invirtiendo más en investigación y desarrollo para superar las barreras existentes. A medida que estos avances continúen, es probable que la química sostenible se convierta en una parte integral de todos los procesos químicos.

Conclusión

Las prácticas de química sostenible son vitales para asegurar un enfoque seguro, eficiente y ambientalmente responsable hacia la química. Al seguir los principios de la química verde, podemos reducir el impacto negativo de los procesos químicos en nuestro planeta y dar pasos importantes hacia un futuro sostenible. La educación, la innovación y el apoyo político serán factores clave para avanzar en estas prácticas en las industrias de todo el mundo.


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