Química · Cataluña 2020

La Asamblea General de las Naciones Unidas (ONU) declaró el 2019 Año Internacional de la Tabla Periódica de los Elementos Químicos, con el propósito de celebrar la génesis y el desarrollo de la tabla periódica desde el descubrimiento del sistema periódico de Dmitri Mendeléiev, hace ciento cincuenta años. La tabla periódica es muy útil, ya que permite comparar las propiedades de los elementos a partir de la posición que ocupan en la tabla. La figura siguiente nos muestra la variación del volumen atómico de los elementos en función de la masa atómica de cada uno: A partir de las configuraciones electrónicas y del modelo atómico de cargas eléctricas:

La electrólisis de una solución acuosa que contiene el cloruro de un metal divalente, $\ce{MCl2}$, nos permite obtener el metal, $\ce{M(s)}$, con un alto grado de pureza.

El ácido láctico ($\ce{CH3-CHOH-COOH}$) es un compuesto orgánico sólido y de color blanco que se obtiene por síntesis química o por fermentación microbiana de diferentes carbohidratos. En solución acuosa actúa como un ácido monoprótico débil porque su molécula contiene un único grupo funcional carboxílico ($\ce{-COOH}$).

La acumulación de sedimentos minerales en las tuberías, válvulas y bombas es uno de los problemas más importantes para la industria petrolera, ya que reduce significativamente la producción de los pozos. Estas incrustaciones pueden ser, entre otras sustancias, de sulfato de bario ($\ce{BaSO4}$), un compuesto difícil de eliminar porque es sumamente resistente a los agentes químicos y mecánicos.

En muchas ciudades, a primera hora de la mañana se produce una emisión masiva de hidrocarburos y monóxido de nitrógeno a consecuencia del tráfico. El monóxido de nitrógeno, al reaccionar con el oxígeno del aire, forma dióxido de nitrógeno, un contaminante muy tóxico responsable de la llamada niebla fotoquímica: $$\ce{2NO(g) + O2(g) <=> 2NO2(g)} \quad K_c (\text{a } 20^\circ\text{C}) = 3{,}21 \cdot 10^2; \Delta H^\circ (\text{a } 20^\circ\text{C}) > 0$$ Basándonos en los umbrales de referencia de la Organización Mundial de la Salud, el estado de la calidad del aire en Barcelona (EQAB) se clasifica en función de la concentración de dióxido de nitrógeno que contiene:

En la fabricación del ácido nítrico a partir del amoníaco, en primer lugar hay que oxidar catalíticamente este compuesto según la reacción siguiente: $$\ce{4NH3(g) + 5O2(g) <=> 4NO(g) + 6H2O(g)} \quad \Delta S^\circ (\text{a } 25^\circ\text{C}) = 180{,}5\,\text{J} \cdot \text{K}^{-1}$$ El proceso industrial seguido, que permite obtener valores altos de rendimiento y de velocidad de reacción, consiste en mezclar amoníaco vaporizado y filtrado con una corriente de aire filtrado y comprimido. Posteriormente, la mezcla amoníaco-aire se pone en contacto con una malla que contiene platino y rodio que se encuentra a $900^\circ\text{C}$ de temperatura, donde se produce la reacción química.

Los marcapasos son aparatos que ayudan a salvar miles de vidas al año manteniendo el ritmo del latido cardíaco cuando fallan los mecanismos del corazón que tienen esta función. Estos aparatos suministran una corriente eléctrica al corazón solo en los momentos en que necesita una estimulación. Algunos marcapasos están formados por una pila de litio-yodo, donde encontramos como electrodos el $\ce{Li(s)}$ en el polo negativo y el $\ce{I2(s)}$ en el polo positivo.