Monday, 3 August 2015

Technology Unit 10: Hydrogen energy, pros and cons

Hydrogen is a powerful and abundant source of energy. Hydrogen cannot be directly found in nature but we can obtain it through the electrolysis of water or through coal and natural gas reforming.

The only disposal produced when burning Hydrogen is water, that is why it is consider one of the cleanest sources of energy. Moreover it is far more energetic than any of the traditional fossil fuels. 

But Hydrogen also has some serious drawbacks such as the high cost of its production or the sophisticated security systems required. 

Now, we are going to report in detail both the positive and the negative aspects of the use of this great source of energy:

Pros of the use of Hydrogen as a source of energy:

1. Renewable and Abundant: Hydrogen is the most abundant chemical element in the Universe.
2. Clean Energy Fuel: The only disposal produced when burning Hydrogen is water.
3. Non-Toxic: Hydrogen does not have any subsequent effect on human's health or on the environment. 
4. More powerful than fossil fuels: Hydrogen produces more energy than any type of fossil fuel.
Cons of Hydrogen Energy:
1. Expensive: It is highly expensive to produce Hydrogen from water or from methane. Technologies that enable us to obtain this product must become a lot cheaper.
2. Transportation: It is also very difficult to transport Hydrogen from one part to another because we have to use a sophisticated network of pipelines. 
3. Not enough Hydrogen fuel stations: It is extraordinary difficult to find an Hydrogen fuel station to supply a vehicule.
4. Safety Concerns: Hydrogen is very reactive so it must be carefully stored if we don not want it to provoke an accident. 

Tuesday, 21 July 2015

Technology Unit 4: Paper recycling process

Paper and board are two types of materials that can be easily recycled. In 2014, 5.052.900 tonnes of paper were collected and recycled in Spain.


The first step of the recycling process consist of collecting paper and board separately from other materials because if paper is contaminated with another substance it cannot be recycled.

Once the materials arrive to the factory, they are smashed and thrown into a tank where they are mixed with several solvents that separate the paper fibers (which are easily dissolved) from other materials (such as plastic) 

When the paper fibers are dissolved, a sieve separates the other materials and afterwards, ink is removed by introducing air bubbles in the tank. Ink joins the bubbles and moves to the surface, where it is removed from the tank.

The last step consists of whiten the fibers again and for this purpose, hydrogen peroxide is added to the tank.

Finally, water is removed from the tank and the fibers of paper are laminated and dried to create new sheets. 

Tuesday, 8 July 2014

FQ 4º E.S.O. Unidad 11: Espacios Naturales Protegidos de Aragón

Según la Ley 6/1998 de 19 de mayo, de Espacios Naturales Protegidos de Aragón, (BOA nº 64, de 3/6/1998), un espacio natural protegido es "aquellos espacios del territorio, incluidas las aguas continentales, que contengan elementos y sistemas naturales de especial interés o valores naturales sobresalientes y que cumplan alguno de los siguientes requisitos:








FQ 4º E.S.O. Unidad 10: Las reacciones químicas en la vida cotidiana


En la vida cotidiana pueden identificarse numerosos hechos en los que se pone de manifiesto el papel que juegan las reacciones químicas en nuestras vidas:

La fotosíntesis

Todas las plantas, algas y cianobacterias tienen la capacidad de llevar a cabo la fotosíntesis, que es un proceso bioquímico de gran importancia que permite transformar la energía lumínica proveniente del Sol, se transforme en una energía química útil tanto para el organismo autótrofo como para el heterótrofo que de él se alimenta, de esta forma, la energía química es utilizable por plantas, animales, insectos, hongos, bacterias, en definitiva, por toda forma viviente.
Gracias a la fotosíntesis se pueden transformar unos reactivos muy simples como el dióxido de carbono (CO2) y agua (H2O) en presencia de luz solar, en unos productos de enorme importancia para todos los seres vivos como son el oxígeno (O2)  y la glucosa (C6H12O6): 




File:Photosynthesis-es.png


La respiración celular

Es la reacción opuesta a la fotosíntesis. Este proceso tiene lugar en el interior de  las mitocondrias de las células vegetales y animales. En los organismos unicelulares ocurre dentro de su única célula. 
En la mayoría de los organismos la glucosa (C6H12O6) se descompone en presencia de oxígeno (O2) produciendo dióxido de carbono (CO2), agua (H2O) y energía.
La respiración se puede representar en la siguiente ecuación:


La combustión

Cuando una sustancia orgánica reacciona con el oxígeno produciendo dióxido de carbono, agua y desprendiendo energía en forma de luz y calor, decimos que esa sustancia sufre una combustión. 
Las combustiones son muy necesarias para la producción de energía pero conllevan una gran producción de gases de efecto invernadero.

Clavos Oxidados


Una reacción química entre el hierro o el acero, y el oxígeno de la atmósfera, provocan la formación del óxido de hierro 




Por User:Esceptic0 (Trabajo propio) [CC BY-SA 3.0 (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)], undefined

Película Fotográfica


Existe una reacción química en la película fotográfica cada vez que es iluminada y que es la que permite capturar las imágenes.

La película requerida para realizar una fotografía en blanco y negro  en la actualidad está formada por una fina lámina de plástico recubierta por una capa de granos muy finos de bromuro de plata  distribuidos homogéneamente. Cuando la película de acetato de celulosa es expuesta a la energía luminosa (realizamos la fotografía), la luz provoca que el bromuro de plata pase a un estado que llamamos “estado excitado o activado”, y que se representa generalmente por un asterisco: 


AgBr + luz –> AgBr*
A esto, en fotografía, se le llama “formación de la imagen latente” y la película está en disposición de ser revelada mediante un reactivo revelador básico que contiene hidroquinona (C6H6O2), compuesto orgánico que presenta carácter reductor y hace que se produzca la reducción de Ag(+) a Ag(0), según la semirreacción de reducción siguiente:
Ag(+) + 1e –> Ag
Lo interesante de este proceso redox es que la cantidad de partículas de plata metálica formadas sobre la película y, por tanto, la intensidad del color dentro de la escala de grises, es directamente proporcional a la cantidad de luz que recibió durante la realización de la fotografía.
Por último debemos fijar la imagen formada y eliminar el AgBr sobrante (aquel que no ha reaccionado con la luz) lavando con un fijador como el tiosulfato sódico (Na2S2O3) y ya tenemos el negativo de la fotografía.


Baterías y pilas eléctricas

Las pilas y las baterías aprovechan un tipo de reacciones químicas, denominadas reacciones de oxidación-reducción para producir una corriente eléctrica con la que alimentar un circuito eléctrico. En las pilas, se dispone de dos partes o electrodos (+/-) separados, que, cuando se insertan en un circuito eléctrico, se ponen en contacto generando una corriente de electrones que viaja desde el electrodo que contiene la sustancia que se oxida hasta el electrodo donde se encuentra la sustancia que se reduce. Esa circulación de electrones es la que se aprovecha para alimentar al aparato eléctrico. 



Por Gabriel Acquistapace [GFDL (http://www.gnu.org/copyleft/fdl.html) undefined CC BY-SA 3.0 (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)], undefined


Los diferentes tipos de pilas se distinguen por las sustancias que reaccionan, esto es, por la reacción redox que se produce en su interior. 

La reacción de Maillard

La reacción de Maillard es un complejo conjunto de reacciones químicas producidas entre las proteínas y azúcares presentes en los alimentos cuando éstos se calientan, y como consecuencia de la reacción el alimento cocinado adquiere un color tostado, así como un sabor y un aroma característico.
Esta reacción fue estudiada en profundidad a principios del siglo XX por Louis-Camille Maillard, un médico y químico francés que logró describirla y detallarla.

Monday, 7 July 2014

FQ 4º E.S.O. Unidad 9: Biocarburantes


Un biocombustible es una mezcla de hidrocarburos que se utiliza como carburante en los motores de combustión interna. Se obtiene a partir de la biomasa, materia orgánica procedente de seres vivos.
Para la obtención de los biocarburantes se pueden utilizar plantas de uso agrícola tales como el maíz o la mandioca, ricas en carbohidratos, o plantas oleaginosas como la soja, girasol y palmas. También se pueden emplear especies forestales como el eucalipto y el pino.
La combustión de la biomasa no genera emisiones netas de CO2 pues el gas que se desprende durante la combustión ya se ha absorbido previamente mediante la fotosíntesis durante el crecimiento del vegetal.

Para promover el uso de estos combustibles alternativos, diversos países de Europa, Argentina y Estados Unidos han desarrollado diversas normativas que exige a los proveedores mezclar biocombustibles con carburantes convencionales hasta un nivel del 5 al 10%.


Los combustibles de origen biológico pueden sustituir parte del consumo en combustibles fósiles tradicionales, como el petróleo o el carbón.
Los biocarburantes más usados y desarrollados son el bioetanol y el biodiésel.
  • El bioetanol se obtiene por fermentación alcohólica de azúcares de diversas plantas como la caña de azúcar, remolacha o cereales . El principal productor a nivel mundial es Estados Unidos (36% de la producción mundial)
  • El biodiésel, se fabrica a partir de aceites vegetales, generalmente de colza o soja; los cuales son cultivados para este propósito. El principal productor de biodiésel en el mundo es Alemania, que concentra el 63% de la producción. Le sigue Francia con el 17%, Estados Unidos con el 10%, Italia con el 7% y Austria con el 3%.

FQ 4º E.S.O: Unidad 8: Grafeno, el futuro de la electrónica

El grafeno es una sustancia formada por carbono puro cuyos átomos se disponen formando una estructura de hexágonos planos, similar a la de un panal de abejas. Puede llegar a ser muy ligero, pues una lámina de 1 metro cuadrado pesa tan sólo 0,77 miligramos.
En este material, los átomos de carbono se unen mediante enlaces covalentes. Además, la hibridación sp2 explica la geometría hexagonal plana del mismo, en la que dos átomos contiguos están separados por un ángulo de 120º. 

De los cuatro electrones de valencia del carbono; tres de ellos se alojan en los orbitales híbridos sp2, y forman el esqueleto de enlaces covalentes simples de la estructura.

El electrón sobrante se aloja en un orbital atómico tipo P perpendicular al plano de los híbridos. El solapamiento lateral de dichos orbitales da lugar a formación de orbitales de tipo π. Algunas de estas combinaciones propician un gigantesco orbital molecular deslocalizado entre todos los átomos de carbono que constituyen la capa de grafeno.


El Premio Nobel de Física de 2010 fué otorgado a Andréy Gueim y a Konstantín Novosiólov por sus revolucionarios descubrimientos acerca del grafeno.

FQ 4º E.S.O. Unidad 7: El misterio de la naturaleza de la luz





Dejando de lado las ideas más antiguas sobre la naturaleza de la luz, los máximos protagonistas de esta historia son Isaac Newton y Cristian Huygens. Ambos científicos fueron contemporáneos y ellos son los autores de las teorías clásicas ondulatoria y corpuscular sobre la naturaleza de la luz.

Teoría corpuscular de la luz


Esta teoría se debe a Newton (1642-1726). La Teoría Corpuscular defiende que la luz está compuesta por diminutas partículas materiales emitidas a gran velocidad en línea recta por cuerpos luminosos. La dirección de propagación de estas partículas recibe el nombre de rayo luminoso. La teoría de Newton se fundamenta en estos puntos:
  • Propagación rectilínea. La luz se propaga en línea recta porque los corpúsculos que la forman se mueven a gran velocidad. 
  • Reflexión. se sabe que la luz al chocar contra un espejos se refleja. 
  • Refracción. El hechos de que la luz cambie la velocidad en medios de distinta densidad, cambiando además la dirección de propagación, tiene difícil explicación con la teoría corpuscular. Sin embargo Newton justificó este hecho afirmando que la interfase ejercía una atracción sobre las partículas luminosas, aumentando así la componente normal de la velocidad mientras que la componente tangencial permanecía invariable. Según esta teoría la luz se propagaría con mayor velocidad en medios más densos. Es uno de los puntos débiles de la teoría corpuscular.


Teoría ondulatoria de la luz

Fue enunciada por el físico holandés Christian Huygens. La luz se propaga mediante ondas mecánicas emitidas por un foco luminoso. La luz para propagarse necesitaba un medio material de gran elasticidad, impalpable que todo lo llena, incluyendo el vacío, puesto que la luz también se propaga en él. A este medio se le llamó éter.

La teoría ondulatoria explicaba perfectamente los fenómenos de la difracción y de la interferencia luminosa. 

Teoría de la naturaleza dual de la luz

En 1864 Maxwell obtuvo una serie de ecuaciones fundamentales del electromagnetismo y predijo la existencia de ondas electromagnéticas.

Asimismo, Maxwell supuso que la luz representaba una pequeña porción del espectro de ondas electromagnéticas; lo que Hertz confirmó experimentalmente.

A pesar de que Huygens parecía estar en lo cierto, el estudio de otros fenómenos como la radiación del cuerpo negro, el efecto fotoeléctrico y los espectros atómicos puso de manifiesto las debilidades de la teoría ondulatoria, ya que no podía explicarlos. 

En 1905, basándose en la teoría cuántica de Planck, Einstein explicó el efecto fotoeléctrico por medio de corpúsculos de luz que él llamó fotones. Bohr en 1912 explicó el espectro de emisión del átomo de hidrógeno, utilizando los fotones, y Compton en 1922 el efecto que lleva su nombre apoyándose en la teoría corpuscular de la luz.



Actualmente, se acepta que la luz se comporta como onda electromagnética en los fenómenos de propagación , interferencias y difracción y como corpúsculo en la interacción con la materia. A este comportamiento ambivalente se conoce como "comportamiento dual de la luz"