Resumen de Conceptos Fundamentales de Ciencias Naturales

## Introducción La **ciencia ambiental** estudia las interacciones entre los seres vivos y su entorno físico. Incluye procesos naturales y actividades humanas que afectan la calidad del aire, del agua y del suelo, así como el bienestar de los ecosistemas. Este material resume conceptos útiles para secundaria, con ejemplos y aplicaciones reales. ## Contenidos básicos ### Catalizadores > Un catalizador es una sustancia que acelera o facilita una reacción química sin consumirse durante el proceso. - Un catalizador participa en la reacción pero al final queda prácticamente igual que al principio. - Aplicación ambiental: los catalizadores se usan en convertidores catalíticos de automóviles para reducir emisiones contaminantes. ### Oxidación y reducción (reacciones redox) > La oxidación es la pérdida de electrones y la reducción es la ganancia de electrones; siempre ocurren juntas. - En cualquier reacción redox siempre hay un agente oxidante y un agente reductor. - Ejemplo práctico: en la combustión de combustibles fósiles, el carbono se oxida y el oxígeno se reduce, liberando energía y CO₂. ### Eutrofización > La eutrofización es el exceso de nutrientes (principalmente nitrógeno y fósforo) en un cuerpo de agua que provoca crecimiento excesivo de algas y plantas acuáticas. - Causas: escorrentía agrícola, aguas residuales sin tratar, fertilizantes. - Consecuencias: zonas muertas por disminución de oxígeno, pérdida de biodiversidad, problemas para uso humano del agua. - Aplicación: la gestión de cuencas y el tratamiento de aguas reducen la eutrofización. ### Estados de la materia: volumen y partículas > En los gases, las partículas están mucho más separadas que en sólidos, por lo que su volumen aumenta considerablemente. - Ejemplo: al calentar un gas en un recipiente flexible, su volumen crece porque las moléculas se mueven más. ### Partes de una reacción química - **Reactivos**: sustancias al inicio de la reacción; ejemplo: ce{H2} y ce{O2}. - **Flecha (→)**: significa "produce" o "da lugar a". - **Productos**: sustancias resultantes después de la flecha. > Coeficiente: número grande antes de una fórmula que indica cuántas moléculas hay. Ejemplo: $3\ce{H2}$ significa 3 moléculas de $\ce{H2}$, es decir 6 átomos de hidrógeno en total. > Subíndice: número pequeño a la derecha inferior de un símbolo que indica cuántos átomos hay en una molécula. Ejemplo: $\ce{H2}$ indica que cada molécula tiene 2 átomos de hidrógeno. ### Enlaces y geometría del carbono - Tabla comparativa: | Tipo de enlace | Geometría | Ángulo aproximado | |---|---:|---:| | 4 enlaces sencillos | Tetraédrica | 109,5° | | 1 doble enlace (3 regiones de enlace) | Trigonal plana | 120° | | 1 triple enlace o 2 dobles | Lineal | 180° | - Aplicación ambiental: la estructura del carbono determina propiedades de los compuestos orgánicos, su reactividad y su impacto en el ambiente. ### Proporcionalidad entre variables - **Directamente proporcionales**: ambas variables aumentan o disminuyen juntas. - **Inversamente proporcionales**: cuando una sube, la otra baja. - Ejemplo: temperatura y presión son directamente proporcionales en un gas confinado; al aumentar la temperatura las moléculas se mueven más y chocan más con las paredes del contenedor, aumentando la presión. ### Densidad y propiedades de la materia > La densidad es una propiedad específica que permite identificar una sustancia independientemente de su cantidad. - Propiedades generales (no identitarias): masa, volumen, peso. - Diferencia práctica: con la densidad se puede distinguir si una sustancia es agua, aceite u otra, sin importar la cantidad. ### Reactivos vs Productos (repaso) > Los reactivos son las sustancias iniciales que se transforman; los productos son el resultado final tras la reorganización de los átomos. - Ejemplo: en la reacción de formación del agua: $$\ce{2H2 + O2 -> 2H2O}$$ Los reactivos son $\ce{H2}$ y $\ce{O2}$; el producto es $\ce{H2O}$. ## Ejemplos y aplicaciones reales 1. Conver