Química – Bachillerato General – 1 (Primero de Bachillerato) – Pág 115 – Resuelto 0

Pregunta 1) ¿A qué se debe que los dos hidrocarburos tengan la misma fórmula molecular?

Respuesta:
Paso 1: Aplicación de la regla: Ambos son isómeros estructurales; tienen los mismos tipos y número de átomos, pero diferente disposición.
Paso 2: Contemos átomos en cada estructura.
Butano: grupos: CH3 – CH2 – CH2 – CH3 = H: 3 + 2 + 2 + 3 = 10; C: 4.
Isobutano (2-metilpropano): estructura (CH3)3CH = H: 3 + 3 + 3 + 1 = 10; C: 4.
Paso 3: Conclusión: Ambos tienen 4 carbonos y 10 hidrógenos, fórmula molecular C4H10.
Resultado final: \( \boxed{\text{Tienen la misma fórmula molecular porque son isómeros: C}_{4}\text{H}_{10}} \)

Pregunta 2) ¿La geometría molecular que presenta cada hidrocarburo condiciona las propiedades físicas y químicas de estas moléculas? ¿Por qué?

Respuesta:
Paso 1: Regla aplicada: La geometría afecta área superficial y fuerzas intermoleculares (dispersion/van der Waals).
Paso 2: Butano es lineal (menos ramificado) y tiene mayor superficie de contacto entre moléculas; por tanto fuerzas de dispersión más fuertes.
Paso 3: Isobutano está ramificado (compacto) y tiene menor área de contacto; por tanto fuerzas de dispersión más débiles.
Paso 4: Ejemplo numérico (para ver el efecto en una propiedad): punto de ebullición aproximado: butano ≈ -0.5 °C, isobutano ≈ -11.7 °C. La mayor ramificación de isobutano baja su punto de ebullición.
Paso 5: Conclusión: Sí; la geometría condiciona propiedades físicas (punto de ebullición, densidad, volatilidad) y puede influir en reactividad química (accesibilidad de sitios reactivos).
Resultado final: \( \boxed{\text{Sí. La ramificación reduce fuerzas intermoleculares y cambia propiedades como el punto de ebullición.}} \)

Pregunta 3) ¿Qué aplicaciones tiene el butano y el isobutano?

Respuesta:
Paso 1: Clasificación por uso: combustible y materia prima industrial.
Paso 2: Aplicaciones del butano: se usa como combustible en encendedores, estufas portátiles, cartuchos de gas para camping y como materia prima en la industria petroquímica para producir solventes y otros derivados.
Paso 3: Aplicaciones del isobutano: se usa como refrigerante doméstico (R600a), como propulsor en aerosoles, como materia prima para producir isobuteno (que lleva a polímeros y aditivos de gasolina) y en mezclas de gas licuado de petróleo (GLP).
Resultado final: \( \boxed{\text{Butano: encendedores, estufas, gas doméstico; Isobutano: refrigerante R600a, propulsor, materia prima industrial.}} \)

Pregunta 4) ¿En qué actividad de la vida cotidiana se puede evidenciar la aplicación de esta Ley de los gases?

Respuesta:
Paso 1: Identificar la ley más común: Leyes de los gases (Boyle, Charles, Gay-Lussac, ecuación de estado PV = nRT) se aplican en recipientes con gas comprimido y cambios de temperatura/volumen.
Paso 2: Ejemplos cotidianos: cilindros de gas para cocinar (GLP), encendedores con butano (presión y temperatura afectan salida del gas), latas aerosol, bombas de inflado (neumáticos) y globos que cambian presión y volumen con la temperatura.
Resultado final: \( \boxed{\text{Ej.: el uso de cilindros de gas/encendedores y aerosoles, donde PV=nRT y cambios de T afectan la presión y el comportamiento del gas.}} \)

Pregunta 5) ¿Por qué es importante aprender sobre los hidrocarburos? ¿En qué condiciones de la cotidianidad lo podría aplicar?

Respuesta:
Paso 1: Razones para aprender: Los hidrocarburos son la base de combustibles, plásticos y muchos productos químicos; conocerlos ayuda a entender energía, seguridad y contaminación.
Paso 2: Aplicaciones cotidianas: cocinar con gas (GLP), usar encendedores, entender combustible de vehículos, elegir productos (plásticos, solventes), y tomar medidas ante derrames o riesgos de incendio.
Paso 3: Beneficio social: permite evaluar impactos ambientales y elegir alternativas más seguras/limpias.
Resultado final: \( \boxed{\text{Importante por su papel en energía, materiales y ambiente; aplicable en cocina, transporte, productos domésticos y manejo seguro de combustibles.}} \)

Pregunta 6) Elaboro un esquema que represente las características del petróleo, las ventajas y desventajas de su extracción.

Respuesta:
Paso 1: Características del petróleo:
– Mezcla compleja de hidrocarburos (alcanos, cicloalcanos, aromáticos) y compuestos con S, N, metales.
– Varía en viscosidad y densidad (liviano a pesado).
– No renovable en escala humana; recurso fósil.

Paso 2: Ventajas de su extracción:
– Fuente concentrada de energía (combustibles líquidos).
– Materia prima para petroquímica (plásticos, fertilizantes, solventes).
– Genera empleo, ingresos y desarrollo industrial.

Paso 3: Desventajas y riesgos ambientales:
– Derrames contaminan suelos y cuerpos de agua; afectan ecosistemas y salud humana.
– Emisiones de CO2 y otros contaminantes que contribuyen al cambio climático y smog.
– Agotamiento de recursos y dependencia económica; riesgos sociales y económicos ante fluctuaciones de precio.

Paso 4: Conclusión/Esquema resumido: petróleo = recurso energético y petroquímico valioso pero no renovable; su extracción aporta beneficios económicos y suministro de productos, pero implica riesgos ambientales (derrames, emisiones), por lo que se requiere regulación, técnicas seguras y transición a fuentes más limpias.
Resultado final: \( \boxed{\text{Esquema: características, +ventajas (energía, materias primas, empleo), -desventajas (contaminación, cambio climático, finitud).}} \)