La química en la sociedad, la tecnología y el medio ambiente

Al quemar gasolina, gas natural o carbón se emite a la atmósfera un gas que refuerza el efecto invernadero. ¿Qué gas es? Explique con una frase sencilla en qué consiste el efecto invernadero.

El calentador de agua de una vivienda quema metano según la ecuación $\text{CH}_4 + 2\ \text{O}_2 \rightarrow \text{CO}_2 + 2\ \text{H}_2\text{O}$.

1. a) ¿Qué producto de esta combustión contribuye al efecto invernadero?
2. b) Si el calentador está mal regulado y quema el gas de forma incompleta, ¿por qué es peor para el ambiente y también para la factura? Razone ambas respuestas.

El efecto invernadero no es malo en sí mismo: sin él, la temperatura media de la Tierra estaría muy por debajo de cero. Explique la diferencia entre el efecto invernadero natural y el «aumento del efecto invernadero» del que hablan las noticias, indicando qué actividad humana lo está provocando.

Un carro de gasolina emite unos $120\ \text{g}$ de dióxido de carbono por cada kilómetro recorrido, y recorre $15\,000\ \text{km}$ al año.

1. a) Calcule cuántos kilogramos de dióxido de carbono emite en un año.
2. b) Un tren eléctrico emite unos $40\ \text{g}$ por pasajero y kilómetro: calcule las emisiones de ese mismo trayecto anual hecho en tren y compárelas.
3. c) Explique cómo contribuye el dióxido de carbono al cambio climático y por qué reducir las emisiones del transporte es una prioridad.

Una central térmica quema carbón para producir electricidad.

1. a) Nombre dos problemas ambientales asociados a esa combustión y explique la reacción o el proceso químico que causa cada uno.
2. b) Proponga dos formas alternativas de obtener electricidad que eviten esos problemas y justifique por qué.

La reja de un balcón acaba cubriéndose con los años de una capa marrón rojiza. ¿Cómo se llama ese proceso y esa sustancia marrón? ¿Qué dos cosas necesita el hierro para oxidarse?

Nombre dos formas habituales de proteger un portón de hierro de la oxidación y explique cómo actúa cada una de ellas.

En un experimento se colocan tres clavos de hierro en tres tubos: el tubo 1, con agua de la llave y abierto al aire; el tubo 2, con aire seco en su interior y bien tapado; el tubo 3, con agua hervida y una capa de aceite encima para aislarla del aire. Al cabo de una semana solo se ha oxidado el clavo del tubo 1. La figura muestra el montaje de los tres tubos:

Explique qué demuestra cada tubo sobre las condiciones que necesita la corrosión del hierro.

El cuadro de muchas bicicletas está pintado, es decir, cubierto por una capa fina de pintura. La figura muestra un corte del cuadro:

1. a) ¿Cómo protege esa capa al hierro del contacto con el aire y la humedad?
2. b) Si la bicicleta se raya y queda hierro a la vista, ¿por qué el óxido ataca justo por la zona rayada? Relacione esto con las condiciones que necesita la corrosión.

Diseñe un experimento para demostrar que el hierro necesita a la vez agua y oxígeno para oxidarse.

1. a) Materiales que usaría.
2. b) Montaje de los tubos de ensayo: qué contiene cada uno y qué variables controla.
3. c) Qué espera observar al cabo de unos días en cada tubo.
4. d) Conclusión del experimento y dos formas de proteger una bicicleta que se deduzcan de ella.

Los barcos con casco de acero llevan atornillados bloques de zinc que se van desgastando con el tiempo y se sustituyen cada cierto plazo, como se muestra en la figura:

1. a) Explique qué le ocurre al zinc mientras el casco de hierro permanece intacto.
2. b) ¿Por qué tiene sentido «sacrificar» un metal para salvar al otro?
3. c) Compare este método con pintar el casco: ¿qué tienen en común ambos y en qué se diferencian?

Nombre dos sustancias ácidas que tenga en la cocina de su casa y explique cómo sabe que son ácidas (por su sabor, su olor o su uso).

El cloro y el amoniaco que se usan para limpiar son sustancias básicas, lo contrario de los ácidos. ¿Por qué hay que manejarlos con cuidado? Nombre otro producto de uso cotidiano que sea básico.

Después de una comida abundante, Thiago toma un antiácido para la acidez estomacal. Sabiendo que el jugo gástrico del estómago es ácido:

1. a) ¿Cómo actúa el antiácido?
2. b) ¿Cómo se llama la reacción entre un ácido y una base?

¿Qué es la lluvia ácida? Nombre los gases procedentes de las combustiones de fábricas y carros que la provocan y mencione un efecto que cause sobre el ambiente.

La lluvia «normal» ya es ligeramente ácida, con un pH de unos $5.6$, porque el dióxido de carbono del aire se disuelve en las gotas. La lluvia ácida, en cambio, puede bajar a un pH de $4$ o menos. Observa la escala de pH de la figura:

1. a) ¿Qué contaminantes hacen que la lluvia sea mucho más ácida de lo normal?
2. b) ¿De qué actividades salen esos contaminantes?

Las estatuas de mármol y las fachadas de piedra caliza ($\text{CaCO}_3$) se desgastan más rápido en ciudades con mucha contaminación que en el campo.

1. a) Explique qué le hace la lluvia ácida al carbonato de calcio de la piedra.
2. b) Razone por qué en zonas rurales alejadas de fábricas el desgaste es mucho menor.
3. c) Proponga dos medidas para frenar este daño en el patrimonio y justifíquelas: una a corto plazo sobre los edificios y otra a largo plazo sobre el origen del problema.

Para recuperar lagos acidificados por la lluvia ácida se les añade caliza molida desde el aire.

1. a) Explique, con lo que sabe de ácidos y bases, por qué la caliza ayuda a recuperar el lago.
2. b) ¿Cómo se llama el tipo de reacción que tiene lugar?
3. c) Razone por qué esta solución de emergencia no sustituye a reducir las emisiones de dióxido de azufre y óxidos de nitrógeno en el origen.

Al mezclar vinagre con bicarbonato en un vaso se produce un burbujeo intenso.

1. a) ¿Qué gas se desprende en esa reacción?
2. b) Nombre una aplicación doméstica o una actividad de feria científica que aproveche esta reacción.
3. c) Indique qué tipo de sustancia es el vinagre y qué tipo es el bicarbonato.

Los antiácidos efervescentes llevan bicarbonato y un ácido sólido entre sus ingredientes; al echar la pastilla en agua ambos reaccionan.

1. a) ¿Por qué se producen burbujas al disolver la pastilla?
2. b) Relacione el alivio del ardor de estómago con la reacción que ocurre después, entre el antiácido disuelto y el exceso de ácido del estómago.

¿Qué tipo de energía almacena una pila y en qué tipo de energía la transforma cuando enciende una linterna? Explique por qué decimos que la reacción química que ocurre dentro de la pila es una reacción «útil».

Las baterías recargables del control de la consola se pueden usar cientos de veces antes de dañarse.

1. a) ¿Qué significa que la reacción química de una batería recargable es «reversible»? ¿Qué hace el cargador?
2. b) ¿Por qué las baterías gastadas, recargables o no, no deben tirarse a la basura común?

En la clase de tecnología se construye una pila casera clavando un electrodo de cobre y otro de zinc en un limón: al conectar un pequeño LED, este se enciende débilmente. El montaje es el de la figura:

1. a) ¿De dónde sale la energía que enciende el LED? ¿Qué tipo de reacción la suministra?
2. b) ¿Qué papel juega el jugo ácido del limón en el montaje?
3. c) Prediga qué ocurrirá si se conectan tres limones en serie y explique en qué se parecen las pilas comerciales a estos «limones mejorados».

Las baterías de los carros eléctricos almacenan energía gracias a reacciones químicas reversibles, igual que una pila recargable gigante.

1. a) Explique la ventaja ambiental de usar una batería así frente a quemar gasolina en un motor.
2. b) ¿Por qué es importante que la electricidad con que se carga la batería proceda de fuentes renovables? ¿Qué ocurriría si se cargara quemando carbón?
3. c) Las baterías contienen metales como el litio o el cobalto: razone por qué el reciclaje de baterías es parte esencial de la solución y no un detalle menor.