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Maricarmen Grisolía

ÁTOMOS Y MOLÉCULAS

Piensa en lo siguiente: ¿Todos los átomos son iguales? La respuesta es sí y no. Todos los átomos
son iguales en su estructura: están formados por un núcleo donde están los protones y los neutrones,
y los electrones se encuentran a su alrededor en forma de nubes de diferentes energías. Sin
embargo, los átomos de cada uno de los elementos que existen son distintos en cuanto al número de
protones que poseen. Es así como los átomos de hidrógeno poseen un solo protón, mientras que los
de carbono poseen doce protones y los de hierro veintitrés; ese número de protones en el núcleo de
los átomos de cada elemento se llama número atómico. Como los átomos de los diferentes
elementos poseen diferente número atómico, también su número de electrones varía, y es justamente
eso lo que hace que cada elemento tenga propiedades químicas diferentes.

En 1869 el químico ruso Dimitri Ivanovich Mendeleiev notó que los elementos se podían organizar de
acuerdo a su peso atómico, y propuso la clasificación en la que se basa la Tabla Periódica Moderna,
con la diferencia de que hoy en día se conoce que las propiedades de los elementos varían
periódicamente en función de su número atómico, y no de su peso. Gracias este descubrimiento, hoy
en día los químicos cuentan con esa importante herramienta que permite apreciar, explicar y predecir
las propiedades químicas de los elementos (como la configuración electrónica, el radio atómico y el
carácter metálico, entre otras) de manera sencilla y concreta.

En la actualidad se conocen más de 112 elementos, de los cuales algunos se encuentran en la

naturaleza en forma atómica, como el hierro (Fe), el neón (Ne) y la plata (Ag), mientras que otros se
encuentran en forma molecular, como el oxígeno (O2), el hidrógeno (H2) y el azufre (S8). Una
molécula se forma cuando dos o más átomos se unen mediante un Enlace Químico. Los átomos
que forman una molécula pueden ser iguales, como en la molécula de oxígeno, o diferentes, como en
la molécula de agua (H2O). Las moléculas pueden ser tan pequeñas como la de hidrógeno (que tiene
un diámetro de 3,7 × 10-9 centímetros) o tan grandes como la de ADN (que si se estirara podría medir
hasta 2 metros de largo!). Con la información que encontramos en la Tabla Periódica podemos
predecir cuáles elementos podrían interactuar para formar moléculas, y podemos determinar algunas
de sus propiedades como el Peso Molecular (o Masa Molecular), que es la suma de la contribución
de cada átomo a la masa de la molécula. Determinar el Peso Molecular es como calcular la masa de
una bolsa que contiene tres manzanas y dos peras si conoces la masa de una manzana y la de una
pera. Por ejemplo, si deseas conocer el Peso Molecular de una molécula de ácido sulfúrico (H2SO4)
sólo debes buscar en la Tabla Periódica los pesos atómicos de los átomos de hidrógeno, azufre y
oxígeno, y hacer el siguiente cálculo:

2 átomos de hidrógeno, su peso atómico es 1 g/mol => 2 × 1 g/mol = 2 g/mol +

1 átomo de azufre, su peso atómico es 32 g/mol => 1 × 32 g/mol = 32 g/mol +
4 átomos de oxígeno, su peso atómico es 16 g/mol => 4 × 16 g/mol = 64 g/mol
----------------------
Una molécula de H2SO4 , su peso molecular es = 98 g/mol

¿Cómo calcularías el peso molecular del agua (H2O)?, ¿y el del bicarbonato de sodio (NaHCO3)?
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Fuentes:

http://www.icarito.cl/icarito/2003/918/pag2.htm Clasificación de los elementos

http://www.mcgraw-hill.es/bcv/tabla_periodica/mc.html Tabla Periódica interactiva

Scharifker, B., Agrifolio, G., Iacocca, D., De la Cruz, C., Bifano, C., Cortés, L., Krestonosich, S.,
Mostue, M., Olivares, W. & Almeida, R. (1992). Monografías de Química: Estructura Atómica y
Tabal periódica. Caracas: Editorial Miró C. A.

Glosario:

Número Atómico: Representado con la letra Z, es igual al número de protones que hay en el núcleo
de un átomo. Para un átomo neutro, el número de electrones es siempre igual al número atómico.

Tabla Periódica: Es el arreglo bidimensional de todos los elementos existentes de acuerdo a su

número atómico, en forma creciente. Está conformada por períodos (filas) y grupos (columnas), y
contiene información acerca de las propiedades químicas de los elementos, como las Propiedades
Periódicas (electronegatividad, afinidad electrónica, energía de ionización, radio atómico y radio
iónico), el carácter metálico y la configuración electrónica.

Molécula: Es la unión de dos o más átomos, iguales o diferentes, mediante enlaces químicos.

Enlace Químico: Es la fuerza de atracción que existe entre dos átomos. Esta interacción permite la
unión entre los átomos para conformar una nueva entidad química llamada molécula. Los Enlaces
Químicos también permiten la interacción entre partículas (átomos y/o moléculas) para formar
estructuras cristalinas y metálicas.

Peso Atómico: O Masa Atómica, es la masa en gramos de un mol de átomos de un elemento. Un

mol de átomos corresponde a la cantidad de 6,02 × 1023 átomos.

Peso Molecular: O Masa Molecular, es la masa en gramos de un mol de moléculas de un elemento o

compuesto, y se obtiene mediante la suma de los pesos atómicos de los elementos que conforman la
molécula multiplicados por el número de átomos presentes en una molécula. Un mol de moléculas
corresponde a la cantidad de 6,02 × 1023 moléculas.

Modelo de estructura atómica

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Modelos de algunas moléculas

Molécula de fulereno (C60) cristal de cloruro de sodio (sal de cocina)

Dióxido de carbono

ADN

Ácido Carbónico

Ácido Sulfúrico
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Agua

La Tabla Periódica
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MASA Y ENERGÍA

Si alguna vez has hecho arroz, una torta, o incluso un sándwich, sabrás que se necesita una cantidad
determinada de los distintos ingredientes para que la comida quede bien hecha (o al menos
comestible). En la formación de todas las sustancias que existen sucede lo mismo. Ya sean
sustancias naturales o hechas por el hombre, existen ciertas reglas que dirigen la combinación de los
poco más de 100 elementos químicos para formar la inmensa diversidad de materiales, incluyendo
las moléculas que componen nuestras células. Estas reglas son la Ley de Conservación de la Masa
y la Ley de las Proporciones Definidas, y ambas constituyen la base de la Estequiometría, el área
de la Química que estudia las relaciones de masa en las reacciones químicas.
Al igual que para cocinar se necesitan dos tazas de agua por cada taza de arroz, para producir agua
se necesita una cantidad de oxígeno y el doble de hidrógeno. Esto se representa mediante una
ecuación química, que indica las cantidades relativas de cada reactivo en la reacción:

2 H2 + O2 --> 2 H2O

Como el número de átomos en la ecuación es igual a ambos lados, se dice que la reacción está
balanceada y se cumple la Ley de Conservación de la Masa, ya que la cantidad total de átomos de
cada elemento no cambia (hay 4 átomos de hidrógeno y 2 de oxígeno en cada lado), y por tanto la
masa total permanece constante. Asimismo, la Ley de las Proporciones definidas establece cuáles
son las cantidades exactas de cada “ingrediente” que se necesitan para producir determinada
sustancia, de manera que el agua siempre se formará con un átomo de oxígeno y dos de hidrógeno.
Trata de hacer el siguiente ejercicio: si la fórmula química del cloruro de sodio (sal de cocina) es
NaCl, y éste se forma a partir de ácido clorhídrico (HCl) e hidróxido de sodio (NaOH), ¿cuál será la
ecuación balanceada que representa esa reacción?

Los átomos que conforman las sustancias se encuentran unidos mediante enlaces químicos, y
durante una reacción esos enlaces se rompen para permitir que los átomos se reorganicen, formando
nuevos enlaces y produciendo nuevas sustancias. Los enlaces almacenan Energía Química,
necesaria para mantener las partículas unidas, y que es liberada cuando las moléculas se rompen,
siendo usada para formar otros enlaces. En algunos casos esta energía es muy alta, y cuando es
liberada observamos que se producen aumentos de temperatura e incluso explosiones (como en los
fuegos artificiales o el TNT).
Para aprovechar este hecho, los organismos vivos han hecho de las moléculas su fuente de energía,
y en la mayoría de los procesos biológicos intervienen moléculas de ATP (adenosín trifosfato), cuyos
enlaces albergan grandes cantidades de energía química. Cuando el organismo se alimenta
almacena la energía en los enlaces de la molécula de ATP, y cuando necesita realizar alguna función
el ATP es degradado dentro de las células. Así, la increíble máquina que es nuestro cuerpo es capaz
de transformar la energía química del ATP en otros tipos de energía (como la que utilizamos para
movernos), al igual que las plantas transforman la energía solar en energía química, almacenada en
los enlaces de las moléculas de glucosa que producen durante la fotosíntesis.

Fuentes:

Agrifolio, G., Iacocca, D., De la Cruz, C., Bifano, C., Cortés, L., Krestonosich, S., Mostue, M., Olivares,
W., Almeida, R. & Scharifker, B. (1997). Monografías de Química. Estequiometría. (2da ed.).
Caracas: Editorial Miró C.A.

http://www1.ceit.es/Asignaturas/quimica/Curso0/estequiometr%C3%ADa.htm
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Glosario:

Ley de la Conservación de la Masa: Establece que en una reacción química la suma de las masas
de los reactivos debe ser igual a la suma de las masas de los productos, de manera que la cantidad
de sustancia permanezca constante (la materia no se crea ni se destruye, sólo se transforma).

Ley de las Proporciones Definidas: Establece que para un compuesto químico,

independientemente de la forma de su preparación, las proporciones entre las masa de los elementos
combinados son invariables.

Estequiometría: Es la rama de la Química que cuantifica las relaciones de masa en las reacciones
químicas, que conducen a generar un cambio en la materia.

Ecuación Química: Esquema que representa los cambios químicos que ocurren durante una
reacción. Las sustancias al lado izquierdo representan los reactantes, y las del lado derecho
representan los productos. Los números delante de cada sustancia son llamados coeficientes
estequiométricos, y representan las relaciones de proporcionalidad entre las sustancias reaccionantes
y los productos. La flecha indica que ha ocurrido una reacción química.

Balanceo: Procedimiento necesario para que en una ecuación química el número de átomos de cada
elemento permanezca constante. Se dice que la ecuación está balanceada cuando el número de
átomos de cada elemento presente en los reactantes es igual al número de átomos de cada elemento
presente en los productos.

Fórmula Química: Representa la relación entre los átomos que forman una molécula, indicando el
número de átomos de cada elemento como subíndice al lado derecho del símbolo químico de cada
elemento (excepto cuando es uno, en cuyo caso no se coloca ningún número). Por ejemplo: H2O (dos
átomos de hidrógeno y uno de oxígeno), C2H6 (dos átomos de carbono y 6 de oxígeno), Ca(OH)2 (un
átomo de calcio, dos de oxígeno y dos de hidrógeno).

ATP: Adenosín trifosfato, es la molécula que interviene en todas las transacciones de energía que se
llevan a cabo en la célula. El ATP está formado por adenina, ribosa y tres grupos fosfatos, contiene
enlaces de alta energía entre los grupos fosfato; al romperse dichos enlaces se libera la energía
almacenada.
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Modelo de molécula de ATP Fuegos artificiales

Luz producida por una reacción de combustión (transformación de energía química a energía
lumínica)
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Una explosión

Modelos de molécula de TNT (trinitrotolueno)

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FLUIDOS

En nuestro día a día tenemos contacto con diferentes fluidos, desde las aguas de los mares hasta el
aire que respiramos. La mayoría de estos son Disoluciones, mezclas de diversas sustancias que se
nos presentan como un único material homogéneo. Así, el agua de mar, al igual que una limonada, es
una disolución de algunas sustancias en agua, como lo son también la mayoría de las medicinas, los
fluidos corporales y muchos de nuestros alimentos.

Uno de los fluidos más importantes actualmente a nivel mundial es el petróleo, y Venezuela es uno
de los principales países exportadores de petróleo en el mundo, a tal punto que nuestra economía
está basada en el procesamiento y exportación de esta utilísima mezcla. El petróleo es el producto de
la descomposición lenta y continua de restos de organismos vivos y sedimentos bajo la superficie
terrestre, donde existen altas presiones y temperaturas que propician la transformación de estos
materiales en los diferentes compuestos orgánicos que conforman los distintos tipos de petróleo. El
petróleo se encuentra en varias formas, desde gases y líquidos poco viscosos hasta fluidos
sumamente espesos. La Petroquímica se encarga del estudio de las propiedades químicas y
reacciones del petróleo y sus derivados.

A partir del petróleo “crudo” se pueden obtener múltiples productos que se utilizan en diferentes
aspectos de la vida del hombre, incluyendo la gasolina que alimenta nuestros vehículos, el gas que
utilizamos para cocinar, productos farmacéuticos y fertilizantes. Del petróleo se obtiene la gasolina
(con y sin plomo), el diesel, el kerosén, combustibles para aviones y barcos, propano, propileno,
butanos (el gas que utilizamos en la casa), solventes aromáticos y alifáticos (tolueno, xilenos,
benceno, thinner, ciclohexanos), parafinas (vaselina, cera, papel parafinado), lubricantes, y polietileno
(para la industria del plástico), entre muchos otros compuestos. En Venezuela, Pequiven (filial de
Petróleos de Venezuela) es la industria petroquímica que se encarga de la elaboración de estos
productos.

Como verás, la industria petrolera tiene infinitas aplicaciones y es de gran importancia para el
desarrollo económico e industrial de los países. Sin embargo, la extracción, procesamiento y
transporte del petróleo y sus derivados ha traído muchas consecuencias negativas a nivel ambiental,
bien sea por negligencia de las autoridades, por desinterés de las empresas petroleras o por no
disponer de maquinaria de avanzada. Los residuos de la combustión del gas natural y los que
expulsan las industrias de procesamiento, así como los derrames de petróleo que ocurren en lagos y
mares, contaminan el aire, el suelo y los ecosistemas acuáticos, afectando tanto a los seres humanos
como a la flora y fauna. Las empresas petroleras deben asumir su responsabilidad, pero sobretodo
evitar que se produzcan este tipo de desastres, sanear de forma urgente los lugares afectados y sus
alrededores y mantener a la población informada sobre las causas y consecuencias de esta grave
situación ambiental y los riesgos que implica para la salud de las personas, animales y plantas.

Fuentes:

http://www.imp.mx/petroleo/glosario/

http://icarito.latercera.cl/especiales/medio_ambiente/contaminacion/c_agua3.htm
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Glosario

Disolución: También llamada “solución”, es una mezcla que se presenta en una sola fase (sólida,
líquida o gaseosa), en la que sus componentes se encuentran distribuidos uniformemente. En esta
mezcla homogénea el componente que se encuentra en mayor proporción se llama solvente, y aquél
o aquellos que se encuentren en menor proporción se les llama solutos.

Petróleo: Nombre genérico para mezclas de hidrocarburos (compuestos formados por hidrógeno y
carbono), incluyendo petróleo crudo, gas natural y líquidos del gas natural, que pueden contener
pequeñas cantidades de compuestos de oxígeno y azufre considerados como impurezas. Se
encuentra en grandes cantidades bajo la superficie terrestre y se emplea como combustible y materia
prima para la industria química. El petróleo y sus derivados se emplean para fabricar medicinas,
fertilizantes, productos alimenticios, objetos de plástico, materiales de construcción, pinturas o textiles
y para generar electricidad.

Petroquímica: Rama de la Química Orgánica que estudia la química y las reacciones de los
materiales derivados del petróleo, del gas natural o de depósitos asfálticos.

Productos Petroquímicos: Son compuestos químicos hechos a partir de materia prima derivada del
petróleo o del gas natural; algunos ejemplos son el etileno, butadieno, la mayoría de los plásticos y
las resinas, y el azufre petroquímico. También se conocen como productos químicos del petróleo.

Refinerías y Torres de extracción de petróleo

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Contaminación por combustión del gas natural

Contaminación por derrames de petróleo

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Gasolina

Bolsas de Polietileno
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TERMODINÁMICA Y TEMPERATURA

Si has estado en la cocina alguna vez, debes haber notado que la sal y el azúcar se disuelven en
agua, pero ¿te has dado cuenta de que lo hacen más rápidamente si el agua está caliente? Esto
sucede porque existe una relación entre la Temperatura y la rapidez con la que ocurren los cambios
químicos. De hecho, existen algunas reacciones que ocurren sólo si la temperatura es alta (como la
transformación de una sustancia del estado líquido al gaseoso), e incluso hay algunos procesos
químicos que producen aumentos o disminución de temperatura cuando se llevan a cabo. Todos
estos cambios y su relación con la temperatura son el campo de estudio de la Termoquímica, área
de la Química que estudia la relación entre el calor y las reacciones químicas, incluyendo los cambios
de estado. Más general aún, la Termodinámica Química se encarga del estudio de los cambios
energéticos que ocurren durante los procesos químicos, y de la espontaneidad y el equilibrio de las
reacciones químicas.

Al igual que para cualquier otro proceso, las reacciones químicas son espontáneas cuando la
entropía del sistema aumenta, y por eso podemos obtener agua si mezclamos hidrógeno y oxígeno (y
suministramos una chispa), pero el agua no vuelve a descomponerse en ellos luego de que se ha
formado. Como verás, la molécula de agua es más desordenada que la de hidrógeno o la de oxígeno
porque corresponde a un compuesto formado por dos elementos distintos. De la misma manera,
¿podrías explicar por qué la tinta se mezcla espontáneamente con el agua, pero nunca vuelve a
recogerse en una sola gota?

La temperatura es otro factor que afecta la rapidez y la espontaneidad de las reacciones químicas.
Cuando se absorbe energía en forma de calor se dice que la reacción es endotérmica, y debido a la
esta absorción la energía interna del sistema aumenta y la temperatura de los alrededores disminuye
(se hace más frío porque se ha utilizado energía térmica para llevar a cabo la reacción). Esto puedes
verificarlo si mezclas un poco de hidróxido de bario (Ba(OH)2) con una sal de amonio (puede ser
cloruro de amonio, NH4Cl). Por el contrario, si al ocurrir la reacción se libera energía en forma de
calor, la energía interna del sistema disminuye y la temperatura de los alrededores aumenta; en este
caso se dice que la reacción es exotérmica, como cuando se mezcla ácido sulfúrico concentrado
(H2SO4) en agua (cuidado! puede ser peligroso porque la reacción es muy exotérmica).

Cuando ocurren cambios de fase también existe transferencia de energía térmica: se absorbe calor
cuando un sólido se funde y cuando un líquido se evapora, y se libera calor en los procesos
contrarios. Prueba colocando unas gotas de acetona sobre tu piel y sentirás el frío (pérdida de calor)
a medida que la acetona se evapora, debido a que la sustancia ha sustraído parte de tu energía
térmica para sufrir el cambio de fase. Aprovechamos las reacciones endotérmicas cuando utilizamos
extintores de fuego, y ocurren reacciones exotérmicas cuando mezclamos sustancias explosivas,
muchos procesos biológicos precisan de ciertas temperaturas para llevarse a cabo, y como vivimos
en clima tropical no sufrimos del congelamiento de lagos y lagunas dependiendo de la época del año.

Fuentes:

Olivares, W., Almeida, R., Scharifker, B., Agrifolio, G., Iaccoca, D., De la Cruz, C., Bifano, C., Cortés,
L., Krestonosich, S. & Mostue, M. (1992). Monografías de Química. Energía, Entropía y
Dinámica Química. Carcas: Editorial Miró, C.A.

Catellan, G. (1987). Fisicoquímica. (2da ed.). Delaware: Addison-Wesley Iberoamericana, S.A.

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Glosario:

Termoquímica: Es la rama de la Fisicoquímica que se encarga de la medición, la interpretación y el

análisis de los cambios de energía térmica que acompañan las reacciones químicas y los cambios de
fase.

Termodinámica Química: Es la parte de la química que se encarga del estudio de la energía, de su

transformación entre sus distintas manifestaciones, como el calor, y de su capacidad para producir un
trabajo durante una reacción química. Está íntimamente relacionada con la mecánica estadística de la
cual se pueden derivar numerosas relaciones termodinámicas. La termodinámica estudia los sistemas
químicos y las reacciones a nivel macroscópico, mientras que la mecánica estadística suele hacer
una descripción microscópica de los mismos.

Compuesto: Es una sustancia que está formada por al menos dos elementos diferentes. Por
ejemplo, el agua está formada por hidrógeno y oxígeno, el cloruro de sodio está formado por cloro y
sodio, y el sulfato de cobre está formado por cobre, azufre y oxígeno.

Calor: Es una forma de transferencia de energía térmica que se manifiesta debido a la diferencia de
temperatura entre dos cuerpos. El calor siempre fluye del cuerpo que está a mayor temperatura hacia
el cuerpo que está a menor temperatura.

Energía Térmica: Es la energía interna de un sistema que se debe a la acumulación de la energía

cinética de sus partículas.

Reacciones Endotérmicas: También conocidas como endergónicas, son aquellas reacciones

químicas que absorben energía térmica en forma de calor cuando se llevan a cabo. Como resultado
de la absorción de calor, la energía interna del sistema aumenta y la temperatura de los alrededores
disminuye.

Reacciones Exotérmicas: También conocidas como exergónicas, son aquellas reacciones químicas
en las que ocurre una disminución de la energía térmica del sistema debido a una liberación de calor,
durante las cuales la temperatura de los alrededores aumenta.

Algunas reacciones exotérmicas

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El fuego se produce debido a la liberación de calor de las reacciones exotérmicas

Los extintores contienen sustancias que

sufren procesos endotérmicos, absorbiendo
calor
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Debido a la baja temperatura, el agua se congela

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CARGA ELÉCTRICA Y CAMPO ELÉCTRICO

¿Alguna vez te has preguntado de dónde sale la energía eléctrica que obtienes de una pila o batería?
Desde la batería AA que utilizas en tu Discman, hasta la batería de un automóvil, esa energía
eléctrica proviene de una Reacción Química. Sí, existen ciertas reacciones mediante las cuales
puede obtenerse electricidad o corriente eléctrica (flujo de cargas eléctricas), y son llamadas
Reacciones de Óxido-Reducción (o Redox).

La Electroquímica es el área de la Química que estudia las transformaciones de energía química en

energía eléctrica, y viceversa. Pero, ¿cómo puede una reacción química producir electricidad?
Recuerda que la materia está formada por esas pequeñas partículas que llamamos átomos, los
cuales a su vez contienen electrones, y estos electrones poseen carga eléctrica negativa. En las
sustancias que intervienen en una reacción química (los reactivos) existen entonces electrones.
Durante las reacciones Redox, un cierto número de electrones de uno de los reactivos (llamado
agente reductor) es “desprendido” y simultáneamente es “adquirido” por otro reactivo (llamado agente
oxidante), de forma que ambas sustancias son transformadas obteniéndose los productos de la
reacción.

Existen formas de aprovechar esa “migración” de electrones, una de las cuales (la más común) es
separar los reactivos colocándolos en distintos contenedores y conectarlos mediante un material
conductor, el cual sirve de medio para que ocurra la reacción y los electrones puedan ir de un
contenedor al otro. Además del conductor, se necesita otro elemento, llamado “puente salino”, para
completar el circuito eléctrico y así aprovechar esta electricidad producto de la reacción Redox.

Cada batería (las AA, las de los celulares y las de los vehículos), llamadas también celdas o pilas
galvánicas, está formada por un sistema similar que funciona bajo el mismo principio: la
transformación espontánea de energía química en energía eléctrica. Existen también algunas
reacciones que sólo se llevan a cabo si se les suministra energía eléctrica (no espontáneas); los
sistemas en los que ocurren estas reacciones en las que se transforma la energía eléctrica en
energía química se llaman celdas o pilas electrolíticas, y es ése el principio de las baterías
recargables, en las que se alternan ciclos de reacciones galvánicas (cuando las estás usando) y de
reacciones electrolíticas (cuando las estás recargando), debido a que utilizan reactivos que pueden
sufrir ambos tipos de procesos.

Te sorprenderá conocer que algunos de los procesos más importantes para los seres vivos dependen
de reacciones electroquímicas (Redox), como lo son los procesos de respiración celular, fotosíntesis
y fermentación (sí, la misma de la fabricación de licores), ya que en todos ellos existe una sustancia
que se oxida (pierde electrones) y otra que se reduce (gana electrones), y es el producto de estas
reacciones el que aprovechamos para vivir, beber o usar.

Fuentes:

http://www.icarito.cl/icarito/2003/918/pag6.htm Sobre las reacciones de oxidación

Scharifker, B., Agrifolio, G., Iacocca, D., De la Cruz, C., Bifano, C., Cortés, L., Krestonosich, S.,
Mostue, M., Olivares, W. & Almeida, R. (1992). Monografías de Química: Reacciones de
Óxido-Reducción. Caracas: Editorial Miró C. A.

Skoog, D., West, D. & Holler, F. (1995). Química Analítica (6ta ed.). México D.F.: McGraw-Hill
Interamericana.
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Glosario:

Electroquímica: Estudio de los equilibrios y procesos que ocurren en disoluciones de partículas

cargadas y en las fronteras entre dichas disoluciones y otras fases.

Agente Oxidante: Especie que produce oxidación, lo que quiere decir que hace que otra especie
pierda electrones (se oxide) mientras que ésta se los gana (se reduce).

Agente Reductor: Especie que libera electrones (se oxida), con lo cual hace posible que la otra
especie los (se reduzca)

Oxidación: Proceso en el cual una especie química pierde electrones.

Reducción: Proceso en el cual una especia química gana electrones.

Reacción Redox: Proceso en el que, simultáneamente, una sustancia se reduce y otra se oxida,
dando lugar a la formación de nuevas sustancias.

Celda electroquímica: Dispositivos para llevar a cabo una electrólisis o producir electricidad por
medio de una reacción química.

Celda Galvánica o Voltaica: Celda electroquímica en la cual se produce electricidad a partir de una
reacción química (transformación de energía química en energía eléctrica).

Celda Electrolítica: Celda electroquímica en la cual se lleva a cabo una reacción química mediante
el consumo de energía eléctrica.

Celdas o pilas
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Procesos Redox
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Batería de automóvil (acumulador)

Esquema de las reacciones Redox en el proceso de fotosíntesis

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ELECTROMAGNETISMO Y EL ESPECTRO ELECTROMAGNÉTICO

El Espectro Electromagnético

Si miras a tu alrededor notarás que existen innumerables colores en la naturaleza, muchos de los
cuales podemos obtener para colorear nuestro cuerpo o nuestras pertenencias, aunque sea en forma
no intencional (¿alguna vez has escuchado sobre algún jugo que mancha la ropa?). El color es el
producto de la interacción entre los materiales y la radiación electromagnética. Esta radiación es una
forma de energía que puede ser tan intensa como los Rayos X o los dañinos rayos ultravioleta que
emite el sol, o tan inofensiva como las ondas que podemos escuchar gracias a nuestros receptores
de radio. El conjunto de todas estas energías se denomina Espectro Electromagnético.

A la radiación electromagnética la conocemos con el nombre de luz, y se transmite mediante unas

partículas llamadas fotones. Estas partículas transportan cierta energía que depende de la
frecuencia de las ondas electromagnéticas, formadas por ondas eléctricas y ondas magnéticas
acopladas perpendicularmente (recuerda que el electromagnetismo implica que los fenómenos
eléctricos y magnéticos son como dos caras de la misma moneda). Si las ondas son de baja
frecuencia, como las ondas de radio o las microondas, la radiación es de baja energía, mientras que
si las ondas son de alta frecuencia la radiación es de alta energía, como los rayos ultravioleta o los
Rayos X. Entre estos dos extremos se encuentra un intervalo de ondas electromagnéticas con una
frecuencia tal que nuestro sentido de la vista es capaz de percibirlas; a este intervalo se le llama
“rango de luz visible”, y comprende la luz blanca que se descompone en todos los colores que
podemos ver. Como podrás inferir, no somos capaces de observar otras partes del espectro
electromagnético, como las ondas de radio o los rayos UV, pero existen algunos animales que tienen
un rango visible ligeramente más amplio que el nuestro, como por ejemplo aquellos que tienen visión
nocturna.

Frecuentemente comprobamos que la luz blanca posee todos los colores visibles cuando, después de
llover, observamos el arco iris, el cual se forma debido a que muchas gotitas de agua que quedan
suspendidas en el aire actúan como prismas y descomponen los rayos del sol en los diferentes
colores, desde el rojo (extremo de menor energía del rango visible) hasta el violeta (extremo de
mayor energía). En el espectro electromagnético, el color rojo es precedido por la radiación infrarroja
(que como ya sabes no es dañina ya que es de menor energía) y al color violeta le sigue la radiación
ultravioleta, tan energética que hasta puede ocasionar cáncer de piel.

Cuando la radiación electromagnética, es decir, la luz, incide sobre un material ocurren

principalmente dos fenómenos: la radiación se absorbe y/o se refleja. Aunque te parezca extraño, el
color que observamos en los materiales es la parte de la luz visible que es reflejada por ese material,
ya que los otros colores han sido absorbidos. El negro se produce cuando un material ha absorbido
toda la radiación, en cuyo caso no refleja ninguna luz visible, de manera que el negro es la ausencia
de todo color. Es por eso que cuando usas ropa negra te da más calor (porque toda la parte visible de
la luz solar es absorbida), y cuando apagamos la luz todo se queda oscuro, no porque no veamos los
colores, sino porque en realidad todo ha perdido su color! Por su parte, el blanco es el resultado de la
reflexión de todos los colores del espectro, y por eso la ropa blanca es tan fresca, ya que no absorbe
la radiación. Cualquier color que observes es entonces el resultado de la mezcla de la luz visible que
el material no absorbió.

Los diferentes colores son el producto de las ondas luminosas reflejadas por cada material, pero ¿por
qué cada material refleja colores distintos? porque cada material está formado por moléculas
distintas. Cada molécula interactúa en forma diferente con la luz dependiendo de la forma en que los
electrones están distribuidos en esa molécula. Cuando se hace incidir luz blanca sobre una molécula
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en particular, algunos de sus electrones absorben solamente una parte de esa energía luminosa,
reflejándose la parte restante, la cual percibimos en forma de color.

Algunas de las sustancias que presentan los colores más intensos corresponden a compuestos
inorgánicos (principalmente sales y minerales). Sin embargo, existe una inmensa variedad de
compuestos orgánicos que poseen hermosos colores; se trata de un grupo de moléculas llamadas
pigmentos, que extraemos de diferentes plantas y vegetales y utilizamos para colorear los alimentos
o teñir nuestras ropas. Entre los pigmentos más importantes se encuentran los carotenos, que son las
sustancias que le dan el color naranja y rojizo a las zanahorias y a los tomates, respectivamente, los
flavonoides, que le dan el color púrpura a algunas flores y al repollo morado, y las clorofilas que son
responsables del color verde de las hojas de la mayoría de las plantas.

Muchos de los pigmentos son muy útiles para la Química, ya que sirven para indicar las propiedades
ácidas de las sustancias. Haz el siguiente experimento:
• Corta en pequeños trozos varias hojas de repollo morado, colócalas a hervir y luego deja evaporar
la mayor parte del agua.
• Prueba lo que sucede si agregas algunas gotas del líquido morado resultante a diferentes
sustancias como vinagre, jugo de limón, leche o bicarbonato de sodio.
• De esta forma habrás producido un indicador que te permite estudiar las propiedades ácidas de las
sustancias, notando que el indicador se torna rosado si la sustancia es más ácida y verdoso si la
sustancia es menos ácida.

Molécula de clorofila
 Conexión con la Química - Prof. Maricarmen Grisolía

Absorción de luz blanca de un pigmento (clorofila)

Absorción de luz blanca de varios pigmentos

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El Espectro Electromagnético

Repollo morado
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Flores

Prisma
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Radiación Electromagnética