Conceptos Clave de Química y Física: Estequiometría, Biología y Sostenibilidad

Cálculos Estequiométricos en Reacciones Químicas

Los cálculos estequiométricos permiten conocer cuánto producto se obtiene a partir de una cierta cantidad de reactivos (o viceversa).

Pasos Fundamentales para Cálculos Estequiométricos

1. Escribe y ajusta la ecuación química.
2. Convierte los datos a moles usando masas molares.
3. Usa la proporción de la ecuación ajustada.
4. Convierte el resultado a la unidad deseada (gramos, litros, etc.).

Ejemplo Práctico de Estequiometría

CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O

Si se queman 16 g de CH₄ (1 mol), se obtiene 1 mol de CO₂ (44 g).

Reacciones Químicas de Interés Biológico

Respiración Celular: La Energía de la Vida

Proceso por el cual las células obtienen energía (ATP).

C₆H₁₂O₆ + 6O₂ → 6CO₂ + 6H₂O + energía (ATP)

Fotosíntesis: Creación de Glucosa y Oxígeno

Proceso en plantas donde se produce glucosa y oxígeno usando la energía solar.

6CO₂ + 6H₂O + luz solar → C₆H₁₂O₆ + 6O₂

Contaminación del Aire y del Agua: Impacto Ambiental

Contaminación del Aire

• Gases: CO, NOx, SO₂, ozono troposférico.
• Partículas: hollín, metales pesados.
• Problemas Asociados: enfermedades respiratorias, lluvia ácida, cambio climático.

Contaminación del Agua

• Agentes Contaminantes: aguas residuales, fertilizantes, metales pesados, plásticos.
• Consecuencias: eutrofización, muerte de fauna acuática, toxicidad.

Problemas Medioambientales Clave

Efecto Invernadero

Aumento de gases como CO₂ y CH₄ que atrapan el calor, lo que conduce al cambio climático.

Lluvia Ácida

El SO₂ y NOx reaccionan con el agua para formar ácido sulfúrico y nítrico, dañando bosques y edificios.

Agujero de Ozono

Causado por los CFCs que destruyen el ozono estratosférico, resultando en una mayor radiación UV.

Química, Medicamentos y Progreso Social

Medicamentos

Sustancias diseñadas para prevenir o curar enfermedades, actuando sobre procesos bioquímicos específicos.

Drogas

Pueden ser legales (como el alcohol y el tabaco) o ilegales (como la cocaína y la heroína); muchas de ellas afectan el sistema nervioso.

Química y Progreso

• Avances: medicina, materiales, energía, agricultura.
• Efectos Negativos: contaminación, armas, residuos tóxicos.

Fundamentos de Electricidad y Electrónica

Conductores, Aislantes y Semiconductores

• Conductores: permiten el paso de electricidad (ej: cobre, aluminio).
• Aislantes: impiden el paso (ej: plástico, vidrio).
• Semiconductores: materiales como el silicio, que pueden comportarse como conductores o aislantes según las condiciones.

Elementos Clave de un Circuito Eléctrico

• Voltaje (V): fuerza que impulsa los electrones.
• Corriente (I): flujo de electrones (medido en amperios).
• Resistencia (R): oposición al flujo eléctrico (medida en ohmios).

Ley de Ohm

V = I · R