1. ENTRE
MOLÉCULAS
Ano Internacional da Química 2011. CSIC
COMISARIO CIENTÍFICO Laura Ferrando, Laura Llera, ILUSTRACIÓNS
Bernardo Herradón Rafael Martínez, Ester Moreno, Raúl Gómez
COORDINACIÓN TÉCNICA Violeta Vicente DESEÑO GRÁFICO
Laura Ferrando ASESORÍA CIENTÍFICA underbau
ORGANIZACIÓN E PRODUCIÓN José Elguero, Pilar Goya, Rafael AGRADECEMENTOS
Vicepresidencia Adxunta Moliner, Pedro Serena José Luis García, Instituto de
de Organización e Cultura ASESORÍA DIDÁCTICA Catálise e Petroleoquímica (CSIC),
Científica do CSIC Covadonga Gutiérrez, Susana Martínez, Rosa Menéndez, Instituto Nacional
Pilar Tigeras, Mercedes Alonso, Benigno Palacios, José Vicente do Carbón (CSIC)
máis en www.quimica2011.es

2. 1
A QUÍMICA: A onu declarou o 2011 como Ano Internacional da
Química, co lema «Química: a nosa vida, o noso futuro».
A NOSA VIDA, Todo o que nos rodea pode expresarse e explicarse a
O NOSO FUTURO través da Química. A investigación científica actual
contribúe á mellora da nosa calidade de vida, traballando
nos grandes retos alimentarios, enerxéticos, ambientais,
sanitarios, sociais…
O ano 2011 coincide co centenario da concesión
do Premio Nobel de Química a Marie Curie, e constitúe
unha oportunidade para recoñecer a contribución
das mulleres á ciencia. Ademais, conmemórase
o centenario da fundación da International
Association of Chemical Societies, precursora da Unión
Internacional de Química Pura e Aplicada. Celébrase
tamén o 350º aniversario da publicación do libro
The Sceptical Chymist de Robert Boyle, en 1661, que
marca a orixe da Química como ciencia moderna.

3. 2
ESTÁ Se ollamos ao noso arredor, que vemos? A resposta é:
Química.
EN TODAS A Química está en todas partes: a roupa que levamos, o
PARTES que comemos, o aire que respiramos, os nosos corpos…
Todo está feito de materia, e toda a materia está formada
por moléculas; polo tanto, todo é Química.
H H
Materiais
Enerxías
Saúde
Alimentos
Cosméticos

4. 3
QUE É A A Química é a ciencia das moléculas, os seus
compoñentes, estruturas, propiedades e
QUÍMICA? transformacións químicas (reaccións). As propiedades
da materia están determinadas polas moléculas, as
cales se forman pola unión de dous ou máis átomos.
MOLÉCULA ELEMENTO
Partícula con individualidade Substancia constituída por unha
propia formada por unha mesma clase de átomos.
agrupación ordenada e definida
de átomos, que se unen a través Na táboa periódica hai pouco
de ligazóns químicas. máis dun centenar de elementos
que se poden combinar dando
ÁTOMO lugar aos moitos millóns de
Unidade máis pequena dun moléculas que se coñecen na
elemento químico que actualidade e ás que se poden
mantén a súa identidade. preparar no futuro.
Átomo
Electrón
Núcleo
Protóns e neutróns
O átomo componse de protóns e
neutróns situados no núcleo, arredor
do cal se moven os electróns.
A molécula de auga está As propiedades químicas están
formada por dous átomos relacionadas coa configuración
de hidróxeno (H) e un de electrónica, mentres que as propiedades
osíxeno (O). físicas dependen principalmente do núcleo.
A LINGUAXE PECULIAR DA QUÍMICA
Hidróxeno
Os átomos represéntanse por símbolos e as Osíxeno
moléculas por fórmulas que indican a súa Carbono
composición. Nalgunhas representacións A molécula da
debúxanse liñas para amosar as ligazóns sacarosa (C12H22O11),
o azucre común,
químicas. Sen embargo, as moléculas teñen pode representarse
forma tridimensional e ocupan un lugar no de varias maneiras.
espazo. Por esta razón empréganse outras
imaxes máis realistas que amosan a súa
disposición espacial.

5. Nos laboratorios de
alquimistas buscábase
a pedra filosofal, un
método hipotético para
transformar calquera
metal en ouro. Os
alquimistas chineses
buscaban un elixir
que puidese alongar a
vida e mesmo conferir
inmortalidade.
4
NAS
ORIXES A Química
converteuse nunha
ciencia no século xvii
grazas a Robert Boyle,
o primeiro en aplicar o
método científico
neste eido.
As orixes da Química remóntanse ás da Desde as primeiras
humanidade. O primeiro químico, sen aproximacións conceptuais á
sabelo, foi o ser humano primitivo ao natureza da materia, a humanidade
controlar e usar o lume, que se produce pola avanzou moito con descubrimentos que
reacción química da combustión. O lume revolucionaron a nosa vida cotiá.
mellorou considerablemente a calidade
de vida, en cuestións como a cocción de Ata o século xvii, a química estivo
alimentos, a fabricación de ferramentas, dominada pola Alquimia, que significa
como fonte de calor… Ademais, posibilitou «arte da transformación». Neste período
o desenvolvemento posterior da cerámica desenvolvéronse moitos procesos químicos,
e da metalurxia do cobre, do bronce e do illáronse novas substancias químicas e
ferro. perfeccionáronse os instrumentos de traballo.

6. A mellora instrumental
permitiu a Lavoisier
formular a súa célebre lei da
conservación da masa.
a masa non se crea
nin se destrúe
só se transforma
5
DE BOYLE A
LAVOISIER John Dalton
(1766-1844)
A QUÍMICA ESTABLÉCESE
COMO CIENCIA Propuxo en 1808 a
primeira teoría atómica con
fundamento científico, na
que o átomo é a partícula
elemental indivisible.
A investigación de Robert Boyle (1627- Sen embargo, a Química do
1691) e dos seus discípulos proporcionou século xviii seguiu dominada
rigor á investigación química, ao demostrar por teorías sen base científica, sendo
a diferenza entre elemento e composto necesarios case cen años para que se
(formado este por dous ou máis elementos). convertese nunha ciencia moderna. Antoine
Estableceu a relación entre o volume e a Laurent Lavoisier (1743-1794) desempeñou
presión dun gas e que o aire é unha mestura un papel fundamental e considérase o pai
de gases na que, polo menos un dos seus da Química moderna. Con experimentos
compoñentes, é responsable das reaccións rigorosos, demostrou o papel do osíxeno
de oxidación e da respiración en animais. nas reaccións de combustión, comprobou
Non puideron avanzar máis nestas hipóteses a conservación da masa nunha reacción
ao non dispor de técnicas experimentais química e estableceu o concepto de elemento
adecuadas. químico, así como contribuíu a fixar un
sistema de nomenclatura.

7. 6
CONSOLIDACIÓN
En 1869, Mendeleiev deduciu a
existencia de novos elementos
químicos descoñecidos ata entón,
E MADUREZ
polo que deixou ocos vacantes na
súa táboa periódica. Por exemplo,
o galio e o xermanio.
DUNHA CIENCIA
TÁBOA PERIÓDICA DOS ELEMENTOS
A QUÍMICA DO SÉCULO XIX
A táboa axuda
a predicir as
propiedades de
todas as substancias
químicas.
TÁBOA PERIÓDICA DOS ELEMENTOS
GRUPO
PERÍODO
LANTÁNIDOS
ACTÍNIDOS
Mendeleiev
ALINOTÉRREOS LANTÁNIDOS ACTÍNIDOS METAIS DE TRANSICIÓN Mendeleiev
ALCALINOS ALCALINOTÉRREOS LANTÁNIDOS ACTÍNIDOS METAIS DE TRANSICIÓN
METALOIDES NON METAIS HALÓXENOS GASES NOBRES E TRANSACTÍNIDOS
METAIS DO BLOQUE P METALOIDES NON METAIS HALÓXENOS GASES NOBRES E TRANSACTÍNIDOS
No século xix producíronse numerosos Os progresos teóricos deron lugar á
avances no eido da Química, especialmente comprensión de numerosas reaccións químicas.
grazas ao novo enfoque da teoría atómica. Obtivéronse numerosas substancias útiles
A industria neste eido atinxiu unha gran previamente descoñecidas, como medicamentos,
relevancia. Durante este período adquiriu tinturas, tecidos, deterxentes, etc.
especial importancia a produción da sosa, o
cloro, o ácido sulfúrico, os colorantes, etc. O seguinte grande avance foi, en 1869, a
publicación da Táboa Periódica dos Elementos
Unha vez aceptado o concepto de átomo, Químicos, proposta por Dimitri Mendeleiev
quedaba por resolver como se combinan. O (1834-1907). Esta táboa ordena os elementos en
primeiro intento foi realizado por Amedeo función dos seus números atómicos e valencias,
Avogadro (1776-1856), que postulou o e permite deducir as súas propiedades
concepto de molécula e a súa relación coas químicas. É unha das maiores contribucións
propiedades da materia. conceptuais da historia da Ciencia.

8. 7
PROTAGONISTAS No século xx, a Química fundaméntase nos conceptos
de átomo, ligazón química e molécula, baseados na
DO SÉCULO XX Mecánica Cuántica. O progreso científico atinxido é
evidente en todo o que nos rodea.
Marie Curie
Leo Hendrick Baekeland (1867-1934)
(1863-1944)
Descubriu os elementos
Inventou a bakelita, un polímero químicos radioactivos, o radio e o
sintético con propiedades polonio, que foron cruciais para
excepcionais que supuxo o desenvolvemento da Química.
unha auténtica revolución no Realizou achegas sobresalientes
eido dos materiais. en radioactividade.
Linus Pauling Wallace Hume Carothers
(1901-1994) (1896-1937)
Aplicou as teorías e métodos Descubriu o neopreno e
da Mecánica Cuántica á o nilon, que se empregan
Química, e estableceu a base amplamente na industria
conceptual da ligazón téxtil.
química.
Karl Ziegler (1898-1973)
Giulio Natta (1903-1979)
Obtiveron polímeros
lineais, como o polietileno,
empregando catalizadores
organometálicos.
Robert B. Woodward
(1917-1979)
Sintetizou e determinou RADITHOR
a estrutura de moléculas *
CERTIFIED
orgánicas moi complexas Radioactive Water
como o colesterol. Co n t ain s
Ata os anos 30, o radio males. Usábase en pinturas
empregouse en numerosas luminescentes, gomas
medicinas, entre elas o de mascar, cremas, etc.
Radithor (auga destilada con Naqueles tempos, todo o
radio), considerado unha que contía radio significaba
solución para todos os avance.

9. 8
A QUÍMICA E O
A investigación e a industria alternativos, sintetizar
química contribúen a protexer praguicidas e fertilizantes
a biodiversidade, potabilizar a máis efectivos e menos
MEDIO AMBIENTE
auga, producir combustibles contaminantes…
A enerxía, o transporte, a produción e Actualmente a Química colabora na protección
distribución de alimentos, os produtos de do medio ambiente determinando a cantidade
consumo, o desenvolvemento tecnolóxico, e impacto de substancias químicas; preparando
etc., afectan o medio ambiente. compostos con actividade biolóxica para paliar
efectos nocivos; implantando procesos de
O uso masivo de produtos químicos fai que separación de substancias tóxicas, etc.
os residuos xerados tamén sexan químicos.
Neste contexto, é habitual atopar o adxectivo Entre outras liñas, nos laboratorios españois
«químico» ligado a efectos negativos para o investígase sobre tecnoloxías que permitan
medio ambiente. minimizar o impacto do CO2, sobre o uso e
desenvolvemento de novos materiais para
enerxías renovables, e sobre novas fontes de
enerxía.

10. 9
MEDINDO
A CONCENTRACIÓN
E A TOXICIDADE Nunha gota de
auga hai varios
miles de trillóns
de moléculas,
cifra que dá
idea do seu
pequenísimo
tamaño.
7.000.000.000.000.000.000.000 moléculas
A información
sobre contaminación
química carece
de sentido se non
«Todas as cousas son velenosas e nada é avaliar o efecto dunha se especifica a
concentración.
inocuo; unicamente a dose determina o que determinada substancia
non é un veleno». Esta frase, pronunciada é a súa toxicidade a escala
por Paracelso hai case 600 años, reflicte a molecular.
importancia que ten en Química o concepto
de concentración. Esta refírese á cantidade Na natureza, pequenas porcións de materia
de moléculas que hai nun determinado están constituídas por moléculas en
medio e exprésase, xeralmente, en unidades cantidades da orde dos cuadrillóns (números
de cantidade de materia nun volume. de 23-25 cifras). Para superar a dificultade
de manexarse con estes valores, temos o
Por exemplo, cando se fala de contaminación concepto de mol. Un mol de substancia
ambiental, débese ter en conta a concentración está formado por un número de Avogadro
(non é igual a dilución dunha mesma cantidade de moléculas e coincide co peso molecular
de residuo químico nun regato que nun río expresado en gramos. Este número é
caudaloso). Outro aspecto importante para aproximadamente 6,022 × 1023.

11. Existen diferentes procesos de captación de CO2.
Este exemplo baséase no equilibrio entre a cal
(CaO) e a calcaria (CaCO3). O CO2 procedente
dunha corrente de gases (fume de cheminea) CAPTACIÓN DE CO2 MEDIANTE CICLOS
reacciona coa cal no carbonatador, e xera calcaria
que se transporta ao calcinador, onde se libera DE CARBONATACIÓN-CALCINACIÓN
o CO2 puro para o seu almacenamento. No
calcinador prodúcese a reacción inversa: xérase
cal, que se reintroduce no carbonatador para
reiniciar o proceso.
GASES SEN CO2 CO2 PURO PARA ALMACENAMENTO
CARBONATADOR CALCINADOR
T> 650 ºC T> 900 ºC
FUME DE CHEMINEA
CAL (CaO)
CALCARIA(CaCO3)
10
CAMBIO O efecto
CLIMÁTICO invernadoiro é un dos
procesos que definiu o clima
da Terra. Sen el, a temperatura
terrestre sería de –18ºC. Os
principais gases responsables
O cambio global fai referencia ao impacto da produción industrial son vapor de auga (H2O, o máis
actividade humana sobre a biosfera. O cambio da súa época, esti- abundante), dióxido de carbono
(CO2), metano (CH4), óxidos de
climático é un dos moitos vectores de cambio, mou que isto acon- nitróxeno (NOx), ozono (O3) e
xunto coa transformación do territorio, a tecería despois de clorofluorocarbonos
deforestación, a desertificación, etc. varios séculos. As súas (CFC).
previsións ficaron curtas e
Hai xa preto dun século, Arrhenius (Pre- bastaron menos de cen anos para
mio Nobel de Química en 1903) realizou chegar a esas cifras.
cálculos sobre a cantidade de CO2 na at-
mosfera e relacionouna coa temperatura te- A ciencia actual investiga como minimizar
rrestre. Predixo que se a cantidade de CO2 estes procesos. Un exemplo diso son os
se duplicase, a temperatura terrestre au- diferentes métodos que se estudan para a
mentaría en 2 ºC. Baseándose en datos de captación e almacenamento do CO2.

12. AUGA NON AUGA
POTABLE POTABLE
PRETRATAMENTO
Redución da
contaminación, usando
por exemplo dióxido de
cloro (ClO2).
Eliminación de
microorganismos
patóxenos, ao aplicar dióxido
COAGULACIÓN-FLOCULACIÓN
de cloro (ClO2) e outros
compostos como o ozono
Axuste do pH (O3), que actúan como
y adición de axentes bactericidas e
coagulantes (sales de ferro AXENTES COAGULANTES oxidantes.
ou aluminio) e floculantes
(polielectrolitos) que DESINFECCIÓN
facilitan a etapa FLOCULANTES
seguinte.
DECANTACIÓN Eliminación de
materia sólida, grazas
a membranas con poros
Sedimentación dos de tamaño adecuado, en
lodos no fondo de cuxo deseño a Química
grandes tanques. desempeña un papel
SEDIMENTOS importante. MATERIA SÓLIDA
FILTRACIÓN
11
POTABILIZACIÓN Máis de 1.100 millóns de persoas no mundo non teñen
aínda acceso a auga potable. Cada ano, cinco millóns de
DA AUGA persoas morren a causa de enfermidades transmitidas
por auga en mal estado. Para que ao abrirmos a billa brote
auga potable son necesarias, entre outras infraestruturas,
plantas potabilizadoras nas que se levan a cabo
rigorosos tratamentos físicos e químicos. Este é un dos
moitos usos e aspectos sociais da Química.
Nunha estación de tratamento de auga potable, a auga
que se tomou do punto de captación (río, lago, pozo,
etc.) sométese á seguinte secuencia de operacións:
pretratamento, coagulación-oculación, decantación,
filtración e desinfección.

13. COÑECEMENTO DA
AUGA POTABLE QUÍMICA DO SOLO
MELLORA QUÍMICA
Q
&
ALIMENTACIÓN
COLLEITAS MÁIS
ABUNDANTES
A
DOS ALIMENTOS (ESTERCOS,
(CONSERVANTES, FERTILIZANTES)
ESTABILIZANTES,
EDULCORANTES)
PRODUTOS
FITOSANITARIOS:
CONTROL DE PRAGAS E
MELLORA DAS PLANTAS
(DESFOLIANTES,
REGULADORES DO
PRODUTOS PARA CRECEMENTO)
VETERINARIA
(VACINAS,
12 MEDICAMENTOS…)
A PRODUCIÓN A fame no mundo non é tanto un problema de produción
de alimentos como de distribución, entre outros factores. A
DE ALIMENTOS Química contribuíu de maneira notable a que dispoñamos
de máis e mellores colleitas, gando máis san e alimentos
máis seguros.
Os terreos agrícolas son cada vez máis produtivos.
Un feito culminante para atinxir esta situación foi a
produción industrial de amoníaco (a base dos fertilizantes),
desenvolvido por Fritz Haber (Premio Nobel de Química
en 1919). Esta síntese provocou unha auténtica revolución
agrícola.O número de humanos soportado por hectárea
pasou de 1,9 a 4,3 no último século.
Pese aos seus beneficios, o abuso de fertilizantes e
praguicidas provocou a contaminación de ríos e acuíferos.
A investigación actual persegue produtos máis específicos,
que usados nas concentracións adecuadas, actúen sobre a
praga sen prexudicar o resto do ecosistema.

14. 13
QUÍMICA E
Estrutura da hemoglobina
humana, proteína que contén
ferro e transporta osíxeno no
SAÚDE
sangue.
A esperanza de vida medrou de forma e ácidos nucleicos, principalmente) foron
espectacular no último século. Só en España, obxecto de estudo da comunidade científica,
pasouse dunha esperanza de vida ao nacer que contribuíu a coñecer a súa estrutura e o
de 35 anos en 1900 aos 81 no ano 2008. A seu mecanismo de acción.
hixiene, os fármacos, as vacinas, as melloras
en alimentación e a auga potable, son algúns Os avances das novas tecnoloxías
dos factores que influíron neste proceso. están permitindo realizar predicións
computacionais de actividades biolóxicas e
A Química e a Biomedicina manteñen unha propiedades farmacolóxicas (cribado virtual),
intensa relación desde tempo inmemorial. As que aforran moito tempo e diñeiro.
moléculas de interese biolóxico (proteínas

15. 14
OS MEDICAMENTOS
E O SEU DESENVOLVEMENTO
1 3 4
2
5
Identificación Deseño e síntese Ensaios in vitro Estudo
dun obxectivo de moléculas e con animais. farmacolóxico e Solicitude aos
biolóxico activas Selección do mellor produción organismos estatais
candidato para un novo
medicamento
H
N
CH3
H3C N S
FASE PRECLÍNICA O
6
Fase I
Estudos en
voluntarios sans
FASE CLÍNICA 2-100
PASTILLA
S
EMA
Axencia Europea do
Medicamento
Revisión e Solicitude aos Fase III
aprobación do organismos estatais Estudos masivos Fase II Estudos
Lanzamento e medicamento polo en pacientes
para sacar o en pacientes
comercialización organismo 100-500
produto ao 1.000-3.000
regulador mercado
11 10 8 7
9
A industria farmacéutica desenvolveu A produción de principios activos
multitude de medicamentos nos últimos farmacéuticos, principal compoñente dun
cen anos. Nos países desenvolvidos pódense medicamento, é unha das áreas máis activas da
curar, previr e paliar os síntomas de moitas Química. O desenvolvemento dun medicamento
enfermidades. Continúa sendo un reto é un proceso longo e complexo que pode durar
desenvolver medicamentos para tratar máis de dez anos. Ata a comercialización, todo
enfermidades con incidencia case exclusiva o proceso divídese en dúas fases: a preclínica
en países en vías de desenvolvemento e e a clínica; e cada unha delas consta de varias
para «enfermidades raras» (aquelas cunha etapas. A Química intervén principalmente nas
prevalencia baixa, inferior a 5 casos por cada primeiras etapas, que comeza co deseño das
10.000 persoas na comunidade, segundo a moléculas que constituirán o principio activo do
definición europea). futuro medicamento.

16. Ollos, lentes, córneas
Placas craniais metálicas Nariz
Prótese de queixo e mandíbula
Oído
Larinxe, traquea
Dentaduras
Cravos para ósos e articulacións para o ombreiro
Corazón, marcapasos
Mamoplastia
Pulmón
Válvula cardíaca Esófago
Pódense
substituír
practicamente
Discos intervertebrais
Riles, fígado, páncreas todas as pezas
do corpo
humano. O
cerebro é unha
Puño excepción.
Prótese de articulación de cadeira
Uretra Placas dos dedos e articulación da man
Vasos sanguíneos
Variñas e cravos do fémur
Esfínter
Prótese de xeonllo
Ligamentos, suturas
Pel
Variñas e cravos de tibia
Prótese de tornecelos
15
Tendóns
Articulación de dedos do pé
BIO- Non está moi afastada a época na
que os seres humanos vivamos 120
pezas dentais. Na actualidade,
materiais cerámicos, metálicos
MATERIAIS anos. Sen embargo, as ‘pezas’ do
corpo deterióranse paso do tempo,
e poliméricos son usados en
implantes de articulacións, pel
A QUÍMICA E A REPARACIÓN accidentes ou enfermidades. A artificial, órganos artificiais,
DO CORPO HUMANO ciencia traballa para producir implantes vasculares, e na
biomateriais que substitúan estas liberación controlada de fármacos.
pezas e sexan compatibles co
organismo, principalmente co A investigación na área dos
sistema inmune. biomateriais está progresando
rapidamente, a pesar de
Os biomateriais son materiais que que aínda quedan por
substitúen tecidos e órganos vivos. mellorar aspectos como a
Na súa maioría, son fisioloxicamente estabilidade, compatibilidade
inertes e están deseñados para ser e biodegradabilidade, así como
implantados dentro dun ser vivo. o seu alto custo. Igualmente,
trabállase no desenvolvemento
Algúns biomateriais son coñecidos de biomateriais funcionalmente
desde hai moitos anos, como as activos, que se integran cos tecidos.

17. CnHm + [(m/4)+n]O2 combustión nCO2 + (m/2) H2O
GASES
O petróleo é unha mestura dun gran número de hidrocarburos e
outros compostos de diferentes pesos moleculares e puntos de
ebulición. A partir de petróleo cru e por medio de procesos de
craqueo ou cracking (utilización de calor, presión, catalizadores,
etc.) sepáranse estes compostos e obtéñense novos compostos 20 ºC
útiles. Ademais de producir combustibles, o petróleo é unha
PRODUTOS QUÍMICOS,
fonte importante de materias primas de numerosos bens de DISOLVENTES
consumo como plásticos e medicamentos.
20-70 ºC
COMBUSTIBLES PARA
VEHÍCULOS
70-160 ºC
QUEROSENO
ENTRADA DE CRU 160-250 ºC
COMBUSTIBLES DIESEL
E COMBUSTIBLES PARA
250-350 ºC CALEFACCIÓNS
400 ºC
CALDEIRA
16
LUBRICANTES, PARAFINA,
OS COMBUSTIBLES ASFALTO
DE ORIXE FÓSIL
A enerxía é o motor da sociedade. Sen ela Na actualidade, unha parte maioritaria da
o transporte, a produción de alimentos, enerxía primaria provén dos combustibles
a industria, a electricidade e calquera de orixe fósil, que inclúen carbón, petróleo
actividade, en xeral, apenas poderían e gas natural. O carbón empregouse
desenvolverse. Todas estas actividades tradicionalmente como fonte primaria de
necesitan cantidades inxentes, e crecentes na enerxía a través dunha reacción química:
súa maioría, de enerxía debido ao incremento a combustión. O petróleo e o gas natural
do potencial económico dos países (hidrocarburos) resultan máis atractivos
desenvolvidos e tamén daqueles en vías de que o carbón, pero as reservas probadas son
desenvolvemento. máis escasas.
combustión
CnHm + [(m/4)+n]O2 nCO2 + (m/2) H2O
COMBUSTIÓN
Fórmula xenérica da reacción todos os casos, a combustión
química de combustión dos produce CO2, un dos
combustibles fósiles (no principais causantes do efecto
caso do carbón, m=0). En invernadoiro.
GASES

18. CÉLULA DE HIDRÓXENO
HIDRÓXENO OSÍXENO
+
H2 O2
e
O O
e H +
H H
H+
CATALITZADOR
CATALITZADOR
H+
H +
H H
O O
H+
e H+
17 e
H+
H+
BUSCANDO H2 e e
H2O
NOVAS EXCESO DE
e e
AUGA
FONTES DE HIDRÓXENO
(REUTILIZABLE)
ENERXÍA
As pilas de combustible de hidróxeno baséanse na dun circuíto exterior) e pasan ao cátodo como
transformación da enerxía química, almacenada protóns (H+). Alí o osíxeno (O2) capta electróns e
na molécula de H2, en enerxía eléctrica e auga. As reacciona cos protóns, o que produce auga (H2O).
moléculas de hidróxeno ceden nos ánodos os seus A reacción xera enerxía (reacción exotérmica),
electróns (xerándose a corrente eléctrica a través que se usa como corrente eléctrica.
Entre as fontes de enerxía renovables baseadas Pola súa parte, a combustión do hidróxeno é
en procesos químicos atópase a enerxía unha fonte limpa de enerxía que non produce
contida na biomasa e a baseada no hidróxeno. emisións contaminantes, pois só xera auga.
A biomasa é a materia orgánica producida O uso do hidróxeno require de fontes adecuadas
polas plantas no proceso da fotosíntese, por e de métodos seguros de almacenamento e
formación de carbohidratos a partir de auga transporte. A maneira máis conveniente de
e CO2. A biomasa acumula gran cantidade producir hidróxeno é por electrólise da auga
de enerxía nas ligazóns C-H e C-C, polo que a partir de enerxía eléctrica, que a súa vez se
pode producir enerxía térmica mediante xerará usando paneis solares ou aeroxeradores.
combustión. A combustión da biomasa, polo
tanto, tamén xera CO2. Ademais, a biomasa é A Química actual investiga todos estes aspectos,
á súa vez materia prima en procedementos incluíndo os materiais para fabricar pilas de
químicos de fabricación doutros produtos, combustible, con obxectivo de contribuír á
como os alimentos. futura economía baseada no hidróxeno.

19. 18
A QUÍMICA
A nanotecnoloxía permite entender a nivel
atómico e molecular todos os fenómenos
que acontecen na nanoescala
E A CIENCIA DE
(1 µm = 10–6 m; 1 nm = 10–9 m; e 1 Å = 10–10 m).
MATERIAIS
ÁTOMO ADN PROTEÍNAS VIRUS BACTERIAS CÉLULAS
º
1A 1nm 10 nm 100 nm 1 m 10 m
O
Si
O O
O
TETRAEDRO DE SÍLICE (CUARZO) NANOTUBOS RESOLUCIÓN LITOGRÁFICA TRANSISTOR
Segundo a súa natureza química, os tres multidisciplinar que reúne os coñecementos
grandes grupos de materiais utilizados pola da Física, a Química, a Metalurxia, a Ciencia
humanidade son os óxidos inorgánicos dos Polímeros, a Enxeñaría, a Xeoloxía
(cerámica, vidro, etc.), os metais e os e a Bioloxía. Na actualidade é posible
compostos orgánicos (baseados na química que dispoñamos de materiais altamente
do carbono), tanto naturais como sintéticos. sofisticados, e estamos no camiño de obter
multitude de novos materiais para todas as
Desde a Antigüidade ata practicamente aplicacións imaxinables.
a Revolución Industrial a humanidade
empregou case os mesmos materiais, coas Unha das consecuencias do espectacular
únicas excepcións destacadas do aceiro e do desenvolvemento atinxido pola Ciencia de
cemento. materiais foi la aparición da nanotecnoloxía,
que abre unha nova senda na xeración
Os grandes avances das ciencias básicas no de novos materiais, de propiedades
século xiv e primeiras décadas do xx deron eléctricas, magnéticas, ópticas e mecánicas
lugar á moderna Ciencia de Materiais, área espectaculares.

20. • INDUSTRIA DEL CINE
• FOTOGRAFÍA
1 ACETATO DE CELULOSA
ACETATO DE CELULOSA
(CH-OCOCH3)n
CH2
(CH-OCOCH3)n
CH2OH
O O
CH2 HO O HO
CH2OH O OH
2 O
O O O CH2
HO O HO OH O
O CH2OH O O
CH
O O CH2
O
2
BAKELITA HO
CH CH2OH O O (CH-O-COCH3)n HO
2 HO
(CH-O-COCH3)n HO
• INDUSTRIA DO CINE
• INDUSTRIA DO CINE
• FOTOGRAFÍA
• FOTOGRAFÍA HO HO OH OH
OH HO
19
• TELÉFONOS
OS POLÍMEROS NILON E NEOPRENO
• ENCHUFES
NILON E NEOPRENO
NA NOSA VIDA
0 0
C N R1 C N R1
n
H H CI H H n
H CI H H
H
0 0 C C C C 0 0 C C C C
C R1 C N R2 HN ACETATO H CELULOSA
DE
O século xx pódese definir como on século dos
H
n H
Antes de ter R C N R Y sintéticos, o ser
C
NYLON HN n
polímeros NEOPRENO H
1 2
H n
H
polímeros. Nos países occidentais o seu uso humano dependía dos polímeros naturais
Surf
Surf
comezou a estenderse a mediados do século (CH-OCOCH ) 3 n
(proteínas, polisacáridos e poliisoprenoides)
xix e, desde entón, foise incrementando CH 2
tales como a seda, a celulosa e o caucho.
0
a dependencia deste tipo de substancias
CH OH
O
2
O
Sen embargo, estes polímeros tiñan
C N R
HO O HO 1
químicas. O seu excesivo consumo provocou
O OH
O CH
unha dispoñibilidade limitada e CI H H
H
n
H escasa
O 2
un •problema medioambiental, que se O O
INDUSTRIA TÉXTIL CH CH OH O 2
versatilidade. A posibilidade de preparar
0 0 C C C C
2 HO C R C N R HN
está intentando(CH-O-COCH ) • MATERIAL DEPORTIVO de
resolver coa xeración HO
3 n
polímeros sintéticos superou H
1
H
n
• INDUSTRIA TÉXTIL estes H n
2
polímeros degradables. inconvenientes. • MATERIAL DEPORTIVO
Surf
• INDUSTRIA DO CINE
Os polímeros son compostos químicos de alto 4
• POLIETILENO, POLIPROPILENO
FOTOGRAFÍA
peso molecular, que se forman pola unión
repetitiva de moléculas máis pequenas. A POLIETILENO, POLIPROPILENO
unidade estrutural mínima que se repite
denomínase monómero.
CH CH2 CH2 CH3
x
H2C 3
CH CH2 CH2 CH3
As aplicacións dos NILON E NEOPRENO x
H2C
polímeros son moi variadas
e abranguen desde a película
cinematográfica, un vaso ou POLIETILENO, POLIPROPILENO
unha bolsa, ata o máis
sofisticado, como é o 0
caso dos materiais
• NUMEROSAS APLICACIÓNS C N R1
supercondutores cables, próteses, lentes
Cordas,
n
H CI H H
H
ou os traxes dos
de contacto, bolsas, pezas
0 0
mecánicas...
astronautas. Na C C C C
industria téxtil
C R1 C N R2 HN • NUMEROSAS APLICACIÓNS
n H H n
son fundamentais. H Cordas, cables, próteses, lentesCH CH2 CH2 CH3
de contacto, bolsas, pezas x
mecánicas... H2C
Surf
• INDUSTRIA TÉXTIL
• MATERIAL DEPORTIVO • NUMEROSAS APLICACIONES
Cuerdas, cables, prótesis, lentes de
contacto, bolsas, piezas mecánicas ...
POLIETILENO, POLIPROPILENO
CH CH2 CH2 CH3

21. Bolsas de aire de
seguridade (airbags).
Produtos químicos (NaN3, O vehículo móvese
C2H3N3, etc.) que poden xerar grazas á enerxía xerada
Policarbonatos en rapidamente gran cantidade na combustión da gasolina ou
faros, cristais, teitos de gas e a expansión o gasóleo. Nun futuro, os
solares, etc. instantánea da bolsa. vehículos moveranse por
electricidade xerada a partir de
pilas de combustible de
hidróxeno, sistemas híbridos
Aceiro, aluminio, e/ou baterías máis
titanio e aliaxes eficientes.
lixeiras en carrozaría,
chasis e motor.
Lámpadas halóxenas
ou de xenon, que
permiten unha luz
máis intensa.
Catalizadores
que “limpan” os
gases de escape,
mediante reaccións
químicas sobre superficies
de rodio (Rh) ou platino
(Pt) en soportes de
Poliésteres e outros cerámica porosa.
plásticos reforzados con
fibra de vidro e carbono
Glicois de elevada en pezas da carrozaría no Pneumático de
viscosidade e interior do habitáculo. caucho natural ou
resistencia térmica en sintético, que se poden
líquido de reutilizar mediante
freos. recauchutado ou reciclar
para outros usos
(asfaltos, etc.).
20
A QUÍMICA NA VIDA Practicamente desde que nos erguemos
ata que nos deitamos, relacionámonos coa
COTIÁ: O AUTOMÓBIL Química. Tomemos por exemplo un coche,
onde hai moita Química…

22. 21
O FUTURO E Unha das aplicacións da electrónica molecular son os ordenadores
moleculares. Neles, moléculas individuais poden realizar cálculos
mil veces máis rápido que o procesador baseado en silicio dun PC.
A QUÍMICA Na imaxe, un transistor óptico feito a partir dunha única molécula.
Cápsulas de células artificiais cheas de A Biomedicina, os retos enerxéticos e
insulina que se libera cando detectan un medioambientais, a alimentación e os futuros
aumento da glicosa en sangre; nanopartículas materiais son, probablemente, as principais
que inhiben o crecemento de células áreas nas que se centrará a investigación
cancerosas sen danar o resto de órganos química no século xxi, tanto básica como
nin tecidos; ordenadores co tamaño dunha aplicada. A investigación estará marcada pola
gota de auga formados por moléculas internacionalización e a colaboración entre
capaces de procesar en paralelo millóns de disciplinas e áreas do coñecemento, e centros
combinacións; materiais lixeiros, resistentes de investigación.
e adaptables para un transporte más seguro
e eficiente; inxección do CO2 a máis de 800 A Química, sen dúbida, terá un papel decisivo
metros de profundidade para evitar que na ciencia do futuro para mellorar a calidade
aumente a temperatura terrestre. Hai non de vida de todas as persoas e en todos os
moitos anos estas ideas soaban a ciencia lugares da Ter.
ficción; sen embargo, son liñas de traballo nas
que se está investigando actualmente e que
marcarán o noso futuro, e o da Química.