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Quimica 3° · 2024
Libro de Química 3 BGU

Ministerio de Educación del Ecuador

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Residuos sólidos y ácidos carboxílicos: láctico, salicílico y cítrico

📄 ejercicios quimica 🎓 bachillerato · 3° BGU Ecuador 🇪🇨 EC 🗣 Español
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Respuesta rápida

1.a Sí: olores, contaminación de suelo y agua, plagas y humo tóxico. 1.b Aumentan la cantidad de basura por producto desechable comprado. 1.c Peor calidad de vida: enfermedades respiratorias, cutáneas y estomacales. 1.d Separar residuos, compostar y reducir plásticos de un solo uso. 2 Láctico C₃H₆O₃; salicílico C₇H₆O₃; cítrico C₆H₈O₇. 3 Láctico (fermentación, E270, PLA); salicílico (Kolbe-Schmitt, dermatología, aspirina); cítrico (fermentación con Aspergillus niger, E330).

📚 exercise quimica ⭐⭐ Dificultad 2/5 ⏱ 7 min lectura

Solución — Página 130

Quimica 3° · 2024

1
Ejercicio 1

Lea el texto sobre la disposición final de los residuos sólidos y responda a, b, c y d.

a
Parte 1.a

Pregunta: ¿Existe algún problema con los vertederos en tu localidad? ¿Cuáles?

  1. Observación directa: los vertederos sin control (vertederos a cielo abierto) generan lixiviados (líquidos tóxicos) y gases de la descomposición de materia orgánica.
  2. Según el texto, esos olores provienen de la descomposición de materia orgánica y de compuestos químicos volátiles liberados por microorganismos y bacterias.
  3. Problemas típicos identificables: malos olores, plagas (roedores, moscas), quema de basura con humo tóxico, contaminación del suelo y del agua por lixiviados, y ocupación ilegal de áreas cercanas.

Respuesta orientativa: Sí, en la mayoría de las localidades existen vertederos a cielo abierto o semi-controlados que producen olores nauseabundos, queman residuos generando humo tóxico y contaminan el suelo y las fuentes de agua con lixiviados, afectando la salud de los vecinos cercanos.

b
Parte 1.b

Pregunta: ¿Cómo influye el desarrollar hábitos de consumo no sostenibles en la generación de residuos sólidos?

  1. Un hábito de consumo no sostenible es comprar en exceso, usar productos desechables de un solo uso y descartar artículos aún en buen estado.
  2. La generación de residuos depende de la cantidad de material que se adquiere y de su vida útil.
  3. Si se compran más productos de los necesarios y de corta duración, aumenta la masa de residuos sólidos por persona y por día.
  4. El principio de las "3R" (reducir, reutilizar, reciclar) muestra que la reducción del consumo es la primera y más eficaz estrategia.

Respuesta orientativa: Los hábitos no sostenibles incrementan directamente la cantidad de residuos: cada producto comprado de más o de un solo uso se convierte en basura. Al no practicar la reducción, reutilización ni el reciclado, se satura la capacidad de los vertederos y se agravan los problemas ambientales descritos en el texto.

c
Parte 1.c

Pregunta: ¿Cómo es la calidad de vida de los pobladores cercanos a los vertederos de tu localidad? ¿Qué piensas al respecto?

  1. El texto señala consecuencias sanitarias concretas: problemas respiratorios, infecciones en la piel y afecciones estomacales.
  2. Estas enfermedades se asocian a la inhalación de compuestos volátiles (por ejemplo, sulfuro de hidrógeno, metano y amoníaco) y al contacto con agentes patógenos presentes en la basura.
  3. Se añaden impactos ambientales: afectación de ríos, suelos y ecosistemas, con pérdida de biodiversidad y de recursos como el agua.
  4. Valoración ética: es un problema de justicia ambiental, ya que las poblaciones de menores recursos viven cerca de los sitios de disposición de desechos.

Respuesta orientativa: La calidad de vida de esos pobladores es inferior a la de otras zonas: padecen enfermedades respiratorias y cutáneas, el agua y el suelo están contaminados y pierden paisaje y biodiversidad. En mi opinión, ningún grupo social debería asumir un riesgo ambiental que beneficia a toda la ciudad, por lo que el Estado debe garantizar un manejo integral de residuos digno y cercano a todos los habitantes.

d
Parte 1.d

Pregunta: ¿Qué acciones propondrías para disminuir la generación de residuos sólidos en tu localidad?

  1. Acción en el hogar: separar la basura en orgánica e inorgánica para facilitar el compostaje y el reciclaje.
  2. Acción en el consumo: reducir el uso de bolsas plásticas y envases desechables, llevando bolsas y botellas reutilizables.
  3. Acción comunitaria: implementar composteras comunitarias que aprovechen la materia orgánica, que es la que más olores genera al descomponerse.
  4. Acción institucional: campañas educativas en el colegio y el uso de tecnologías como compostadoras y biorreactores para estabilizar la materia orgánica en el vertedero.

Respuesta orientativa: Propongo: (1) separar los residuos en orgánicos e inorgánicos; (2) reducir el consumo de plásticos de un solo uso; (3) implementar composteras comunitarias que aprovechen la materia orgánica; y (4) campañas de educación ambiental en el colegio y la comunidad sobre las 3R.

2
Ejercicio 2

Indagar las características de los ácidos carboxílicos láctico, salicílico y cítrico.

  1. Identificación: los tres compuestos son ácidos carboxílicos, es decir, poseen el grupo funcional -\text{COOH} (ácido carboxilo).
  2. Fórmula molecular: láctico \text{C}_{3}\text{H}_{6}\text{O}_{3}; salicílico \text{C}_{7}\text{H}_{6}\text{O}_{3}; cítrico \text{C}_{6}\text{H}_{8}\text{O}_{7}.
  3. IUPAC: ácido 2-hidroxipropanoico; ácido 2-hidroxibenzoico; ácido 2-hidroxipropano-1,2,3-tricarboxílico.
  4. Masas molares (suma de masas atómicas): láctico 90{,}08\ \text{g/mol}; salicílico 138{,}12\ \text{g/mol}; cítrico 192{,}12\ \text{g/mol}.
Respuesta

Ácido láctico \text{C}_{3}\text{H}_{6}\text{O}_{3} (90{,}08\ \text{g/mol}), ácido salicílico \text{C}_{7}\text{H}_{6}\text{O}_{3} (138{,}12\ \text{g/mol}) y ácido cítrico \text{C}_{6}\text{H}_{8}\text{O}_{7} (192{,}12\ \text{g/mol}).

3
Ejercicio 3

Elaborar fichas descriptivas con estructura, obtención y aplicaciones.

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3
Ejercicio 3

1 Ácido láctico

  1. Estructura: cadena de tres carbonos con un -\text{COOH} en el extremo y un -\text{OH} en el carbono 2; \text{CH}_{3}\text{CH(OH)COOH}; es quiral (carbono asimétrico), por lo que existen las formas D y L.
  2. Obtención: fermentación láctica de azúcares (lactosa, glucosa) por bacterias como Lactobacillus bulgaricus y Streptococcus thermophilus: \text{C}_{6}\text{H}_{12}\text{O}_{6} \rightarrow 2\ \text{C}_{3}\text{H}_{6}\text{O}_{3}.
  3. Aplicaciones: regulador de aditivo alimentario E270 (yogur, embutidos fermentados), cosmética, producción del bioplástico poliácido láctico (PLA) y del lactato de sodio usado en formulaciones médicas.
3
Ejercicio 3

2 Ácido salicílico

  1. Estructura: anillo bencénico con -\text{COOH} y -\text{OH} en posiciones orto (1,2): \text{C}_{6}\text{H}_{4}(\text{OH})\text{COOH}.
  2. Obtención: se extraía de la corteza del sauce blanco (Salix alba); industrialmente se sintetiza por el proceso Kolbe-Schmitt a partir de fenol, hidróxido de sodio y dióxido de carbono a presión (100{-}150\ ^\circ\text{C}, 4{-}7\ \text{atm}).
  3. Aplicaciones: queratolítico dermatológico (acné, verrugas, callosidades), precursor de la aspirina o ácido acetilsalicílico y agente preservante.
3
Ejercicio 3

3 Ácido cítrico

  1. Estructura: cadena de seis carbonos con tres grupos -\text{COOH} y un -\text{OH} central: \text{HOOC-CH}_{2}\text{-C(OH)(COOH)-CH}_{2}\text{-COOH}; su \text{p}K_{a1}=3{,}13.
  2. Obtención: fermentación de melaza de caña de azúcar con el hongo Aspergillus niger; se encuentra de forma natural en frutas cítricas (limón, naranja).
  3. Aplicaciones: regulador de acidez E330 en bebidas y alimentos, antioxidante (quelante de iones metálicos que catalizan la oxidación) y agente de limpieza por su capacidad de eliminar sarro.
Respuesta

Las tres fichas quedan completadas con fórmula, estructura, origen de obtención y usos descritos arriba.

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4
Ejercicio 4

Conversatorio sobre la importancia de los ácidos carboxílicos como compuestos base de derivados.

  1. El grupo -\text{COOH} reacciona formando ésteres (\text{RCOOR}'), amidas (\text{RCONH}_{2}), haluros de acilo y sales de ácido, que son los derivados más comunes.
  2. Ejemplo de derivado: el ácido acetilsalicílico (aspirina) se forma por esterificación del ácido salicílico con anhídrido acético: \text{C}_{7}\text{H}_{6}\text{O}_{3} + \text{C}_{4}\text{H}_{6}\text{O}_{3} \rightarrow \text{C}_{9}\text{H}_{8}\text{O}_{4} + \text{CH}_{3}\text{COOH}.
  3. Otros ejemplos: los polímeros como el PLA se obtienen por policondensación/ polimerización del láctico; los ésteres del ácido cítrico funcionan como plastificantes.
  4. Conclusión: los ácidos carboxílicos son precursores de fármacos, materiales plásticos, aditivos alimentarios y productos de limpieza.

Respuesta orientativa: Los ácidos carboxílicos son moléculas reactivas porque el grupo -\text{COOH} puede convertirse en ésteres, amidas y haluros de acilo; por eso sirven de base para obtener fármacos como la aspirina, bioplásticos como el PLA y aditivos alimentarios como el cítrico.

Metacognición

  1. ¿Qué he aprendido? Que la mala disposición de los residuos sólidos causa problemas de salud y ambientales, y que los ácidos carboxílicos son compuestos orgánicos de gran importancia industrial y biológica.
  2. ¿Cómo lo he aprendido? Analizando un texto ambiental, consultando fuentes sobre ácidos carboxílicos y elaborando fichas descriptivas en equipo.
  3. ¿Para qué me ha servido? Para valorar el impacto químico de la basura en la salud y para identificar la estructura, obtención y usos de compuestos orgánicos relevantes.
  4. ¿En qué otras ocasiones puedo usarlo? Al evaluar productos de limpieza, cosméticos o alimentos que declaran contener ácido láctico, cítrico o salicílico, y al decidir hábitos de consumo responsable en mi comunidad.

Contenido de la página

RETO

1. Leo el siguiente texto y respondo

La disposición final de los residuos sólidos generados en las diferentes ciudades del Ecuador ha provocado en la población serios problemas respiratorios causados por los olores nauseabundos que provienen principalmente de la descomposición de la materia orgánica y la liberación de compuestos químicos volátiles por parte de microorganismos y bacterias; además producen infecciones en la piel y afecciones estomacales, así como graves daños ambientales en los ríos, suelos y ecosistemas, afectando a su biodiversidad.

  • a. ¿Existe algún problema con los vertederos en tu localidad? ¿Cuáles?
  • b. ¿Cómo influye el desarrollar hábitos de consumo no sostenibles en la generación de residuos sólidos?
  • c. ¿Cómo es la calidad de vida de los pobladores cercanos a los vertederos de tu localidad? ¿Qué piensas al respecto?
  • d. ¿Qué acciones propondrías para disminuir la generación de residuos sólidos en tu localidad?

ACTIVIDAD PARA TRABAJO EN GRUPO

  1. Me reúno en equipos de trabajo e indagamos las características de los siguientes ácidos carboxílicos:
Ácido láctico Ácido salicílico Ácido cítrico
  1. Elaboramos fichas descriptivas que contengan datos como, por ejemplo: estructura, formas de obtención, aplicaciones.

  2. Utilizamos las fichas para participar de un conversatorio en el aula sobre la importancia de los ácidos carboxílicos como compuestos base de una gran variedad de derivados.

METACOGNICIÓN

  1. ¿Qué he aprendido?
  2. ¿Cómo lo he aprendido?
  3. ¿Para qué me ha servido?
  4. ¿En qué otras ocasiones puedo usarlo?

Respondo estas preguntas de manera individual y luego las comparto en una plenaria para establecer un diálogo acerca del aprendizaje desarrollado en la sección.

Ejemplos resueltos

Cálculo de la masa molar del ácido cítrico, C₆H₈O₇, usando masas atómicas C = 12,01; H = 1,008; O = 16,00 g/mol.

  1. Contar átomos: 6 de carbono, 8 de hidrógeno, 7 de oxígeno.
  2. Sumar masas parciales: 6(12{,}01) = 72{,}06; 8(1{,}008) = 8{,}064; 7(16{,}00) = 112{,}00.
  3. Sumar todo: M = 72{,}06 + 8{,}06 + 112{,}00 = 192{,}12\ \text{g/mol}.

¿Por qué el ácido láctico es la causa del olor del yogur y de la quemazón en los músculos después de un ejercicio intenso?

  1. Durante la fermentación, Lactobacillus convierte la lactosa en ácido láctico, lo que reduce el pH y produce el sabor ácido característico.
  2. En el músculo, la glucólisis anaeróbica genera piruvato que se reduce a lactato, cuya acumulación disminuye el pH muscular y causa la sensación de quemazón.

Tablas (2)

Ácido Fórmula molecular Nomenclatura IUPAC Masa molar (g/mol)
Láctico C₃H₆O₃ Ácido 2-hidroxipropanoico 90,08
Salicílico C₇H₆O₃ Ácido 2-hidroxibenzoico 138,12
Cítrico C₆H₈O₇ Ácido 2-hidroxipropano-1,2,3-tricarboxílico 192,12
Ácido Obtención Aplicaciones
Láctico Fermentación láctica de azúcares (Lactobacillus) E270 en alimentos, cosmética, bioplástico PLA
Salicílico Corteza de sauce o proceso Kolbe-Schmitt Dermatología, precursor de la aspirina
Cítrico Fermentación con Aspergillus niger o frutas cítricas E330, antioxidante, limpieza de sarro

Diagramas (2)

graph LR
  A[Ácido carboxílico RCOOH] --> B[Éster RCOOR'];
  A --> C[Amida RCONH2];
  A --> D[Haluro de acilo RCOX];
  A --> E[Sale de ácido RCOO-];
  A --> F[Poliácido láctico PLA];
  B --> G[Aspirina];
  G --> H[Analgésico y antiinflamatorio]
graph TD
  R[Residuos sólidos] --> O[Descomposición de materia orgánica];
  O --> V[Compuestos volátiles y olores];
  O --> L[Lixiviados];
  V --> P[Problemas respiratorios y cutáneos];
  L --> C[Contaminación de ríos, suelos y biodiversidad];
  S[Acciones: 3R, compostaje, educación] --> R

Fórmulas y ecuaciones

Ácido láctico: CH₃CH(OH)COOH — C₃H₆O₃ (90,08 g/mol)

Ácido salicílico: C₆H₄(OH)COOH — C₇H₆O₃ (138,12 g/mol)

Ácido cítrico: HOOCCH₂C(OH)(COOH)CH₂COOH — C₆H₈O₇ (192,12 g/mol)

\text{C}@@MATH_0@@\text{H}@@MATH_1@@\text{O}@@MATH_2@@_{3}@@MATH_3@@_{6}@@MATH_4@@_{3}

\text{C}@@MATH_0@@\text{H}@@MATH_1@@\text{OH})\text{COOH} \quad (\text{ácido salicílico})

\text{C}@@MATH_0@@\text{H}@@MATH_1@@\text{O}_{7} \quad (\text{ácido cítrico})

\text{p}@@MATH_0@@\text{ácido cítrico}) = 3{,}13

\text{C}@@MATH_0@@\text{H}@@MATH_1@@\text{O}@@MATH_2@@_{3}@@MATH_3@@)_{2}@@MATH_4@@_{9}@@MATH_5@@_{8}@@MATH_6@@_{4} + \text{CH}@@MATH_7@@\text{COOH}

\text{RCOOH} + \text{R}'\text{OH} \rightleftharpoons \text{RCOOR}' + \text{H}@@MATH_0@@\text{O}

Glosario (7)

Ácido carboxílico
Compuesto orgánico que posee el grupo funcional carboxilo (-COOH), de comportamiento ácido.
Lixiviado
Líquido tóxico que se produce al filtrarse a través de la basura, contaminando suelos y aguas.
Compuesto volátil
Sustancia que se evapora con facilidad y puede generar malos olores y problemas respiratorios.
Fermentación
Proceso bioquímico mediante el cual microorganismos transforman azúcares en ácidos, alcoholes o gases.
Kolbe-Schmitt
Reacción industrial que permite sintetizar ácidos salicílicos a partir de fenol, NaOH y CO₂.
Metacognición
Conciencia y control que el estudiante ejerce sobre sus propios procesos de aprendizaje.
Bioplástico PLA
Polímero biodegradable obtenido a partir del polímero del ácido láctico (ácido poliláctico).

Preguntas para practicar

¿En qué otras ocasiones puedo usar lo aprendido?

Al leer etiquetas de alimentos, cosméticos o limpiadores que declaran ácidos láctico, cítrico o salicílico, y al evaluar mi consumo y la gestión de residuos de mi comunidad.

¿Cómo influyen los hábitos no sostenibles en la generación de residuos?

Cada producto comprado de más o de un solo uso se convierte en basura; al no reducir, reutilizar ni reciclar, aumenta la masa de residuos y se satura el vertedero.

¿Qué acciones propondrías para disminuir los residuos sólidos en tu localidad?

Separar la basura, instalar composteras comunitarias, eliminar plásticos de un solo uso y ejecutar campañas educativas sobre las 3R.

Temas y conceptos clave

Impactos de la disposición final de residuos sólidos en EcuadorÁcidos carboxílicos: definición y grupo funcionalÁcido láctico, ácido salicílico y ácido cítricoMetacognición del aprendizaje en químicaGrupo funcional carboxilo (-COOH)Lixiviados y compuestos volátilesCompostaje y manejo integral de residuosFermentación lácticaProceso Kolbe-SchmittÉsteres y derivados del ácido carboxílico

Fuentes y referencias

  • Nomenclatura y propiedades de ácidos carboxílicos (IUPAC)
  • Proceso Kolbe-Schmitt de síntesis de ácidos hidroxibenzoicos
  • Fermentación con Aspergillus niger para producción de ácido cítrico
  • Estrategia nacional de gestión integral de residuos sólidos del Ecuador (INEN)
¿Te fue útil esta página?

Preguntas que la gente también hace

¿Cuáles son las propiedades y aplicaciones del ácido láctico, salicílico y cítrico?
Consulta la solución completa arriba o explora el libro entero para temas relacionados.
¿Qué problemas de salud y ambiente provocan los vertederos a cielo abierto?
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¿Qué es un ácido carboxílico y cuáles son sus derivados principales?
Consulta la solución completa arriba o explora el libro entero para temas relacionados.
📌 Antes de leer esto
  • • Nomenclatura básica de compuestos orgánicos
  • • Concepto de grupo funcional y de fórmula molecular
  • • Propiedades ácido-base y noción de pKa
  • • Noción de fermentación y de química orgánica industrial
Siguiente tema sugerido
Reacciones de los ácidos carboxílicos: esterificación, amidas y polimerización
📝 Transcripción de la página (texto seleccionable) 1794 caracteres

E) nero )

  1. Leo el siguiente texto y respondo:

La disposición final de los residuos sólidos generados en las diferentes ciudades del Ecuador ha provocado en la población serios problemas respiratorios causados por los olores nauseabundos que provienen principalmente de la descomposición de la materia orgánica y la liberación de compuestos químicos volátiles por parte de microorganismos y bacterias, además producen infecciones en la piel y afecciones estomacales, así como graves daños ambientales en los ríos, suelos y ecosistemas afectando

a su biodiversidad. '8 Y

a. ¿Existe algún problema con los vertederos en tu localidad? ¿Cuáles?

(, Y b. ¿Cómo influye el desarrollar hábitos de consumo no sostenibles en la generación de residuos SOS. io

\ )

( y

C. ¿Cómo es la calidad de vida de los pobladores cercanos a los vertederos de tu localidad? QUÉ piensas al respecto?

\ )

( Y d. ¿Qué acciones propondrías para disminuir la generación de residuos sólidos en tu localidad?

)

@ activipap PARA TRABAJO EN GRUPO )

  1. Me reúno en equipos de trabajo e indagamos las características de los siguientes ácidos carboxílicos:

Ácido láctico Ácido salicílico Ácido cítrico

  1. Elaboramos fichas descriptivas que contengan datos como, por ejemplo: estructura, formas de obtención, aplicaciones.

  2. Utilizamos las fichas para participar de un conversatorio en el aula sobre la importancia de los ácidos carboxílicos como compuestos base de una gran variedad de derivados.

(@ / METACOGNICIÓN )

Respondo estas preguntas de manera individual y luego las comparto en una ¿Para qué me ha servido? plenaria para establecer un diálogo

acerca del aprendizaje desarrollado en ¿Cómo lo he aprendido? la sección.

¿En qué otras ocasiones puedo usarlo?

¿Qué he aprendido?

Texto de Química ' 129

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