QUMICA IIBLOQUE IAPLICA LA NOCIN DE MOL EN LA CUANTIFICACIONDE PROCESOS QUMICOS.

Bases de la estequiometriaObjetivo: Identificar la unidad del mol en la cuantificacin de las reacciones qumicas; as como las relaciones existentes en la frmula mnima y molecular de un compuesto y su composicin porcentual.

Estequiometria: Rama de la qumica que estudia las relaciones cuantitativas entre elementos y compuestos que participan en una reaccin qumicaSe aplica para calcular la composicin de los elementos que forman un compuesto y tambin en la determinacin de las cantidades de sustancias que participan en una reaccin qumica.

* La formacin de compuestos obedece a ciertas reglas cuantitativas, conocidas como Leyes Estequiomtricas o Leyes Ponderales, basadas en la Ley de la Conservacin de la Materia, la cual se aplica para el clculo de la composicin de las sustancias que forman un compuesto, as como para el clculo de la cantidad de un compuesto formado en una reaccin qumica.

Ley de la conservacin de la materia: En toda reaccin qumica la suma de los pesos de los reactivos ser igual a la suma de los pesos de los productos

En otras palabras, la estequiometria estudia las relaciones que existen entre reactivos y productos en una reaccin qumica, de manera que en:

A+B ------------C+D

Se pueda conocer las cantidades exactas de A y B que son necesarias para obtener determinadas cantidades de C y D*Es importante que la reaccin est perfectamente balanceada.

MOL.En qumica, la unidad que mide con exactitud la cantidad de sustancia es el mol, que se define de la siguiente manera:

a) Peso molecular (o masa molar) de una sustancia expresada en gramos.b)) Cantidad de sustancia que contiene el nmero de Avogadro de unidades elementales. Es la unidad bsica en el Sistema Internacional de Medidas, as,

Un mol de tomos = 6.023 X 1023 tomosUn mol de molculas = 6.023 X 1023molculasUn mol de un compuesto = 6.023 X 1023 partculas Ejemplo: 1 mol de agua pesa 18 g. y contiene partculas.

c) Para un gas ideal a CN (condiciones normales), el volumen ocupado es equivalente a 22.414 litros (volumen molar)

Nmero de Avogadro: Es el nmero de unidades o partculas contenidas en un tomo gramo, in-gramo o una molcula de cualquier sustancia. N= 6.023 X 1023 molculas/ mol, tomos/mol tomos/at.g

PESO MOLECULAR.Mol y peso molecular: El peso de un mol depende del peso de las entidades individuales que se estn considerando.Para este curso, 1 mol de cualquier sustancia equivale a su masa molecular. Se expresa en las siguientes unidades:gr/mol, kg/mol, ton/mol, lb/mol

Masa molecular: Es la suma de las masas (pesos atmicos) de los elementos que constituyen una molcula, ya que cada tomo posee masa y el peso atmico es su medida. Es muy importante escribir correctamente la frmula del compuesto.

Volumen gramo molecular: Es el volumen de 22.4 litros que ocupa un mol de cualquier gas en condiciones normales o ideales de presin y temperatura. Dichas condiciones son las siguientes: Presin: 1 atmsfera = 760 mm de Hg, temperatura: 0 C = 273 K.

Este concepto se utiliza en todo tipo de problemas que se basan en el concepto de mol, pero cuyas medidas se refieren a volmenes. As pues, y tomando como ejemplo al oxgeno, podemos establecer una cadena de equivalencias:

1 mol de O2 = 32 g. de O2 = 22.4 lt. En NTP = 6.023 X 1023 molculas de O2

Algunos conceptos importantes:Elemento: Es una sustancia que no puede descomponerse en otras ms sencillas por mtodos qumicos sencillos.

Smbolo qumico: Es una abreviatura del nombre asignado a un elemento, generalmente en latn. Alude no solo al nombre del elemento sino a una cantidad especfica, por el subndice que se agrega. Ejemplos:

Sulphur: S, AzufreS2 : 2 tomos de azufreNatrium: Na, SodioNa: 1 tomo de sodio

Compuesto: Sustancia formada por dos o ms elementos en proporciones invariables, que pueden separarse por mtodos qumicos. Sus propiedades son diferentes a las de los elementos que lo constituyen, llevando asociada a su formacin una absorcin o desprendimiento de energa.

Frmula: Es la representacin escrita de un compuesto, pues indica los elementos y el nmero de tomos que forman cada una de sus molculas. Para su escritura se emplean smbolos, subndices, y en ocasiones, parntesis.

Peso atmico: Se define como la masa relativa de un tomo con base en la asignacin arbitraria de un valor a otro tomo que ha sido seleccionado como patrn. Actualmente el patrn de los pesos atmicos es el carbono 12.

tomo-gramo: Es la cantidad de gramos de un elemento, numricamente igual a su peso atmico

Clculos estequiomtricos:a) Nmero de tomos y moles:1.-Cuntos tomos de azufre hay en una muestra de 10 g. de este elemento?

Peso atmico del azufre = 32 u.m.a. (unidades de masa at mica)

Solucin: Un tomo de azufre pesa 32 u.m.a., por tanto, 1 mol de azufre pesa 32 gramos.

Entonces: 32 g. de S / 10 g. de S = 1 mol de tomos de S / X

X = (10 g. de S) (1 mol de tomos de S) / (32 g. de S)

X = 0.312 mol de tomos de azufre.

Pero como un mol de tomos de azufre tiene 6.023 X 1023 tomos, 0.312 mol de tomos de S son:

1 mol de tomos de S / 0.312 mol de tomos de S = 6.023 X 1023tomos de S / y

Y = (0.312) (6.023 X 1023) / 1y = 1.88 X 1023 tomos de S

2.-Una muestra de nitrgeno gaseoso tiene 4.63 X 1022 tomos. Cuntos moles de tomos de N hay?Solucin:1 mol de tomos de N / X = 6.023 X 1023 tomos de N / 4.63 X 1022 tomos de N

X = (1 mol ) ( 4.63 X 1022 tomos de N ) / 6.023 X 1023 tomos de N

X = 0.0769 mol de tomos de N

ACTIVIDADES:

1.-CALCULA EL PESO O MASA MOLECULAR DE LOS SIGUIENTES COMPUESTOS.Fe2 O3 K Cl O3 H I O3 H N O3Cu (NO3 )2 NO H Cl K Mn O4K Cl Mn Cl2 Cl2

2.-DETERMINA CUANTOS TOMOS DE NaCl HAY EN UNA MUESTRA DE 50 g.

3.-RESUELVE LOS SIGUIENTES PROBLEMAS:

a.-A cuntos moles de tomos equivalen 400 g. de nquel?

b.-Si se dispone de 10 moles de Ag NO3 , Cuntos gramos de Ag NO3 tenemos?

c.-A cuntos gramos equivalen 5 moles de NaCl? Cuntos tomos de este compuesto hay en las cinco moles?

4.-Cuntas molculas hay en 0.400 moles de H2 S?

Composicin centesimal o porcentualCada elemento qumico que forma parte de un compuesto constituye una parte proporcional del mismo; es decir, un porcentaje de la masa total corresponde a dicho elemento. El porcentaje en peso se conoce tambin como composicin porcentual o centesimal y se refiere al nmero de gramos de cada elemento presente en 100 g. de compuesto.

Para determinar la composicin porcentual es necesario conocer la frmula qumica y, con base en ella:1. Calcular el peso molecular del compuesto.2. Dividir el peso total de cada elemento entre el peso molecular.3. Multiplicar los resultados obtenidos por 100, expresando los nuevos resultados en porcentaje.4. Sumar los porcentajes que deben ser iguales o aproximados a 100.

Ejemplos:Calcula la composicin centesimal del (NH 4) 3 PO4

N : 3 X 14.00 gr. = 42.00 / 149.1 = 0.282 X 100 = 28.2 %

H : 12 X 1.00 gr. = 12.00 / 149.1 = 0.081 X 100 = 8.1 %

P : 1 X 31.00 gr. = 31.00 / 149.1 = 0.208 X 100 = 20.8 %

O : 4 X 16.00 gr. = 64.00 / 149.1 = 0.429 X 100 = 42.9 %

Suma de los porcentajes: 100 %

Tambin se puede utilizar la siguiente expresin matemtica para calcular la composicin centesimal de un compuesto:

% en peso del elemento X = masa total del elemento X en el compuesto ----------------------------------------------------------------- x 100 Masa molecular del compuesto

Ejercicios.Expresa, en porcentaje, la cantidad de cada elemento en el compuesto

1.-Cul es el porcentaje de Fe en el xido frrico?Solucin: Masa molecular del Fe2 O3 :Fe = 2 X 56 = 112O = 3 X 16 = 48 --------- 160 g.

Por tanto: 160 g. = 100 %112 g. = XX= (112 g.)(100%) / 160 g.X = 70 % de Fe en Fe2 O3

ACTIVIDAD:RESUELVE LOS SIGUIENTES PROBLEMAS:

1.-Investigar la composicin centesimal del K Mn O4

2.-Cul es el porcentaje de K en el bromuro de potasio?

3.-Determinar la composicin centesimal de las siguientes especies:

a) El azufre en 50 g. de H2 SO4

b) El carbono en 40 g. de Na C O3

4.-Cuntos gramos de H2 SO4 se pueden obtener con 20 g. de azufre?

5.-Cuntos gramos de Fe se pueden obtener con 500 g. de Fe2 O3?

Frmulas qumicas.

La frmula qumica consiste en escribir los smbolos de los elementos que constituyen un compuesto, poniendo a cada uno el subndice que indica el nmero de tomos de ese elemento que forman parte de una molcula del compuesto

La frmula tiene un valor cualitativo (sirve para conocer los elementos que forman un compuesto), y tambin un valor cuantitativo (permite saber cuntos tomos de cada elemento estn en esa molcula y en qu proporcin).

Para conocer la frmula de un compuesto, hay que saber el nmero de tomos de cada elemento que forman su molcula. Esto se encuentra analticamente al obtener su composicin centesimal.

Dichas frmulas se clasifican de acuerdo a su estructura en: empricas o mnimas, moleculares o condensadas y estructurales o desarrolladas.

La frmula mnima o emprica es la representacin ms sencilla de los elementos de un compuesto.

La frmula molecular o verdadera expresa el nmero real, total, de tomos de cada elemento en la molcula. Tambin se le llama frmula condensada.

La frmula estructural o desarrollada muestra la disposicin espacial de los tomos en la molcula.

La frmula molecular, generalmente es un mltiplo de la frmula mnima.

FRMULA EMPRICA.Para calcular la frmula emprica de un compuesto, se procede de la siguiente forma:1. Dividir los pesos o porcentajes de cada elemento entre su respectivo peso atmico.2. Dividir todos los resultados obtenidos entre el menor de ellos, para obtener nmeros enteros.,3. Si alguno de los valores obtenidos no es un entero, multiplicarlo por el nmero menor y redondear a nmero entero.4. Multiplicar los dems valores por el entero utilizado para mantener la igualdad, obtenindose, de esta manera, la frmula emprica o mnima del compuesto.

Ejemplo:Determinar la frmula mnima de un compuesto con la siguiente composicin:

Sodio=32.38 %Azufre=22.57 %Oxgeno=45.05 %

Para estos problemas, se debe dividir el porcentaje de composicin de cada elemento entre su peso atmico:

Na=32.38 / 23=1.407S=22.57 / 32=0.705O=45.05 / 16=2.816

Los valores encontrados se dividen entre el menor de ellos:Na=1.407 / 0.705 =1.99 casi 2S=0.705/ 0.705=1O=2.816 / 0.705=4

La frmula mnima del compuesto es: Na2SO4 (Sulfato de sodio)

FRMULA MOLECULAR.Para obtener la frmula molecular de un compuesto, a partir de su frmula emprica es necesario conocer su peso molecular; en algunos casos, la frmula emprica y la molecular son la misma, por tanto, el peso molecular se omite en el problema; generalmente, la frmula molecular es un mltiplo entero de la frmula emprica.

Para calcular la frmula molecular se procede de la siguiente manera:

1. Conocer la frmula emprica del compuesto2. Calcular el peso de la frmula emprica3. Dividir el peso molecular del compuesto entre el peso de la frmula emprica4. Redondear el nmero si no se obtiene un nmero entero5. Multiplicar los subndices de la frmula emprica por el entero obtenido, resultando la frmula molecular o real del compuesto.

Problema:Determinar la frmula molecular de un compuesto cuya frmula emprica es C H2 y su peso molecular, determinado experimentalmente, es 84.

Solucin:La frmula molecular es generalmente un mltiplo de la mnima. Para determinarla, se necesita conocer el peso molecular del compuesto. Para ello:1.-Se suman los pesos atmicos de los elementos de la frmula mnima:Frmula emprica: C H2Peso molecular:C = 12 X 1 = 12 g.H = 1 X 2 = 2 g. --------- 14 g.2.-Se divide el peso molecular experimental del compuesto (84) entre la suma obtenida (14). El nmero que resulte multiplicar a cada subndice de la frmula emprica:

84 / 14 = 6,(6)(C H2) = C6 H12 = Frmula molecular

Resuelve los siguientes problemas:1.-Cul ser la frmula emprica de un compuesto que tiene la siguiente composicin?

K = 31.8 %Cl = 29.0 %O = 39.2 %

2.-Determinar la frmula mnima de los compuestos con el siguiente anlisis:

a) Na = 28.1 %b) Ba = 58.84 % c) Pb = 62.54 %d) Fe = 53.85 % Al = 39.2 % S = 13.43 % N = 8.46 % S = 46.15 % O = 42.7 % O = 27 % O = 29 %

3.-El peso molecular de un compuesto tiene una frmula emprica de la forma Cn Hn. igual a 78. Cul ser su forma molecular?

4.-Encuentra la frmula molecular de un compuesto cuya composicin centesimal es: 32.4 % de Na, 22.5 % de S y 45.1 % de O

Mol y conversiones molaresEl mol permite calcular la masa o el nmero de partculas de una sustancia en una muestra, siempre y cuando se conozca la cantidad de la sustancia.Para muchos de los clculos qumicos se utilizan las siguientes conversiones molares:

Peso a mol: n = w / PM, donde w = peso de la sustancia y PM = peso molecular

Mol a peso: w = n PM

Partculas a mol: n = No. de partculas / 6.02 X 10 23 partculas/mol

Mol a partculas: No. de partculas = n x (6.02 X 10 23 partculas/mol)

Para gases en condiciones normales se utiliza el volumen molar:

Volumen a mol: n = volumen (lt.) / 22.414 lt.

Mol a volumen: volumen = n (22.414 lt. / mol)

ACTIVIDADES:RESUELVE LOS SIGUIENTES PROBLEMAS:

1. La frmula de la cafena es C 8H 10N 4O2 . Determina:a) El peso molecular de un mol de cafena.b) El peso de 0.125 mol de cafena.c) El nmero de molculas que hay en 50 gr. de cafena.

2. El aspartame (Nutrasweet) tiene como frmula molecular: C14 H18 N2 O 5 .a) Cul es el peso de un mol de aspartame?b) Cuntos moles hay en 75.8 g. de aspartame?c) Cul es el peso de 0.736 moles de aspartame?

Reacciones qumicas y estequiometriaObjetivo: Obtener el reactivo limitante en una reaccin qumica, mediante clculos estequiomtricos y analizar sus implicaciones ecolgicas y econmicas.

Una ecuacin qumica balanceada se caracteriza porque el nmero de tomos que participan en ella es el mismo en los reactivos que en los productos y estn determinados por los coeficientes numricos escritos antes de cada compuesto.

En el estudio de la estequiometria es de inters el clculo de cantidades de las sustancias que participan en las reacciones qumicas y su naturaleza, de hecho, la qumica centra su estudio en las reacciones qumicas.

Desde el concepto de mol, las ecuaciones qumicas adquieren diversas interpretaciones y formas, esto permite resolver problemas y predecir la cantidad de una sustancia a utilizarse para obtener la cantidad deseada en el producto.

Es importante sealar que en una ecuacin qumica balanceada, los coeficientes representan los moles de las sustancias que participan en la reaccin.

Reactivo limitanteCuando en una reaccin qumica todos los reactivos se consumen completa y simultneamente, se dice que los reactivos estn en proporciones estequiomtricas, es decir, en proporciones molares expresadas como coeficientes numricos de la ecuacin balanceada.

En algunas reacciones esta condicin no se cumple, ya que algunos de los reactivos se consumen por completo an cuando exista exceso de otros; el reactivo que se consume totalmente se llama reactivo limitante y se define como:

Aquella sustancia que se encuentra en una proporcin menor a la requerida estequiomtricamente con base en la ecuacin balanceada.

BLOQUE IIACTA PARA DISMINUIR LA CONTAMINACIN DEL AIRE,DEL AGUA Y DEL SUELO.

A lo largo de miles de aos, la evolucin de los seres vivos, ha estado caracterizada por la aparicin y desaparicin de especies. En la actualidad existen alrededor de 2 millones de especies conocidas, consecuencia del nacimiento y extincin de diferentes tipos de organismos.La evolucin de los seres vivos no se detiene: en la naturaleza siempre hay especies que se extinguen y especies que aparecen.Los procesos evolutivos ocurren en perodos muy largos. La extincin masiva, drstica y repentina de especies slo ha ocurrido como consecuencia de diluvios, terremotos, glaciares, erupciones volcnicas, choque de meteoritos, etc.

Definicin de contaminante: Todo tipo de materia o energa arrojada al medio ambiente que, de alguna manera lo altera o lo corrompe.La contaminacin puede ser provocada por compuestos orgnicos e inorgnicos, radiacin, calor, organismos, etc.Incluso existe contaminacin visual generada por paisajes desagradables como paredes sucias, basura en calles y avenidas, etc.

El contaminante se clasifica de acuerdo al medio en que es vertido y sobre el que tendr efectos diversos: aire, agua, suelo.

El contaminante puede entrar a formar parte de los ciclos ecolgicos y moverse a travs de los diferentes componentes de los ecosistemas, provocando daos de consideracin.En otras ocasiones, el contaminante se degrada o entra a ciclos biogeoqumicos lentos, con lo que su efecto puede ser momentneo, de corto plazo o nulo.

Contaminacin del aireObjetivo: Analizar el origen de la contaminacin atmosfrica, a partir de la cuantificacin de reacciones qumicas, valorando sus repercusiones en la sociedad.

La capa atmosfrica que rodea a la Tierra cumple varias funciones: provee de oxgeno a los organismos heterotrficos que respiran, contiene ozono que evita la entrada excesiva de rayos ultravioleta a la superficie terrestre, mantiene el calor del planeta y lo distribuye; controla la presin y la humedad medioambiental para el buen desarrollo de los seres vivos.

La parte baja de la atmsfera est compuesta bsicamente de nitrgeno (78%), oxgeno (21%) y otros gases, como el argn, bixido de carbono, nen, hidrgeno, metano, etc. Estos porcentajes se encuentran en una atmsfera limpia, libre de contaminantes gaseosos o en forma de partculas.

Los contaminantes naturales o artificiales que llegan a la atmsfera son muchos y muy variados y sus efecto sobre el medio y los organismos son diversos.

Contaminantes primarios y secundariosPor su forma de verterse a la naturaleza, los contaminantes pueden clasificarse en primarios y secundarios.Los contaminantes primarios son los que entran directamente al entorno desde sus fuentes.Los contaminantes secundarios son los que han estado sujetos a cambios qumicos o bien, son producto de la reaccin de dos o ms contaminantes primarios en la atmsfera.

Los principales contaminantes del ambiente atmosfrico son:

a) Partculas slidas: De origen no natural que son emitidas al medio, provienen en mayor parte de gases y humos generados a partir de combustibles ineficientes en industrias, automviles, etc. Las de origen natural se encuentran compuestas por cenizas, polvo, materia orgnica y microorganismos, transportadas por el viento.Este tipo de contaminantes puede ocasionar alergias, asma bronquial, irritacin a ojos, nariz, garganta, boca y piel, adems de la degradacin de fachadas de edificios, ennegrecimiento de paredes, monumentos, estatuas, rboles y falta de visibilidad.Las formas de disminuir este tipo de contaminacin pueden ser: mejorar la eficiencia de los sistemas de combustin de las mquinas o usando filtros que detengan estas partculas en el lugar de emisin, la reforestacin, el uso de letrinas, fosas spticas, rellenos sanitarios, etc.

b) Compuestos de carbono: El monxido y el dixido de carbono son compuestos gaseosos que se producen al quemar carbn, derivados del petrleo, lea o gas natural. En exceso, el dixido de carbono provoca el efecto invernadero, alterando las condiciones climticas de algn lugar especfico. El dixido de carbono es regulado por el proceso fotosinttico.El monxido de carbono es un gas incoloro, inodoro, irritante y muy txico. Interfiere en el ciclo del nitrgeno y en los procesos respiratorios y de intercambio de oxgeno en la sangre de los animales, una concentracin de 1000 ppm puede producir desmayos, cefalea en una hora y la muerte por asfixia en cuatro horas. El mejor mtodo para controlar los niveles de dixido y monxido de carbono es regulando la eficiencia en la combustin de los automviles, calderas, hornos, etc. y conservando los organismos fotosintticos.

c) Compuestos de azufre: Los principales: dixido de azufre y trixido de azufre. Tanto el carbn como el petrleo poseen azufre en su composicin qumica. Al ser quemados, producen y desprenden dixido de azufre residual el cual, al reaccionar con la luz solar y oxgeno, produce trixido de azufre. Este reacciona con la humedad del aire para formar cido sulfrico en forma de niebla (smog), que al entrar en contacto con el hombre le irrita los ojos, garganta, pulmones, nariz y piel. Adems, forma la lluvia cida.

El cido sulfhdrico es otro producto del la combustin del carbn y del petrleo. Huele a huevo podrido, ennegrece las pinturas a base de plomo y es ms venenoso que el monxido de carbonod) Compuestos nitrogenados: Representados bsicamente por el monxido y el dixido de nitrgeno, emitidos por los automviles, principalmente. Provocan irritacin en ojos, nariz y sistema respiratorio en general, pudiendo provocar efectos crnicos en los pulmones se existe una exposicin exagerada.Junto con otros compuestos gaseosos contaminantes forma el llamado smog fotoqumico, muy daino para los vegetales y muy irritante para las mucosas y los ojos del hombre.

e) Compuestos fluorados: Ocasionados por actividades industriales especficas, tales como la produccin de aluminio y la industria de los aerosoles.El flor gaseoso penetra a los vegetales a travs de los estomas o se disuelve en la tierra y es absorbido por las races. Los herbvoros que consumen plantas contaminadas con flor pueden enfermarse de fluorosis, descalcificacin, malformaciones seas y desnutricin.Los clorofluorocarbonos utilizados en la fabricacin de aerosoles, equipos de refrigeracin y aire acondicionado, afectan la capa de ozono que cubre las partes superiores de la atmsfera terrestre, provocando una entrada excesiva de radiacin ultravioleta proveniente del sol.f) Otros elementos y compuestos qumicos: Alcoholes, cidos, el ozono, compuestos clorados, amonaco y plomo.

g) Radiaciones: Bombas de cobalto para atacar el cncer, aparatos de rayos X para radiografas, plantas nucleoelctricas, istopos radiactivos para usos teraputico, marcadores para uso ingenieril, son ejemplos de mquinas e instrumentos que utilizan sustancias radiactivas. Utilizados adecuadamente, en muy raras ocasiones emiten radiaciones y desechos radiactivos sin control.Las radiaciones contaminantes son bsicamente los rayos alfa, beta, gama y X. Los efectos van desde quemaduras externas hasta la muerte, pasando por alteracin gentica en los seres vivos.

a) Ruido: Es la consecuencia de la combinacin de diferentes sonidos que resultan molestos y desagradables al odo de las personas.Puede provocar prdida parcial, total o temporal del odo, dolor y prdida del tmpano, ansiedad, angustia, miedo, alteraciones nerviosas, agresividad, mareos, zumbidos, insomnio, etc.

Inversin trmicaQu es la inversin trmica? Normalmente, el aire de las capas bajas es ms caliente que el de las superiores, lo cual le lleva a ascender hasta enfriarse. Ello permite una continua circulacin atmosfrica en sentido vertical que renueva el aire de las diferentes capas. La inversin trmica es un fenmeno meteorolgico que se da en las capas bajas de la atmsfera terrestre. Consiste en el aumento de la temperatura con respecto a la altitud en una capa de la atmsfera.

SmogLa palabra inglesa smog (de smoke: humo y fog: niebla) se usa para designar la contaminacin atmosfrica que se produce en algunas ciudades como resultado de la combinacin de unas determinadas circunstancias climatolgicas y unos concretos contaminantes. A veces, no muy frecuentemente, se traduce por neblumo (niebla y humo).

La palabra inglesa smog (de smoke: humo y fog: niebla) se usa para designar la contaminacin atmosfrica que se produce en algunas ciudades como resultado de la combinacin de unas determinadas circunstancias climatolgicas y unos concretos contaminantes. A veces, no muy frecuentemente, se traduce por neblumo (niebla y humo). Hay dos tipos muy diferentes de smog: Smog Industrial El llamado smog industrial o gris fue muy tpico en algunas ciudades grandes, como Londres o Chicago, con mucha industria, en las que, hasta hace unos aos, se quemaban grandes cantidades de carbn y petrleo pesado con mucho azufre, en instalaciones industriales y de calefaccin. En estas ciudades se formaba una mezcla de dixido de azufre, gotitas de cido sulfrico formada a partir del anterior y una gran variedad de partculas slidas en suspensin, que originaba una espesa niebla cargada de contaminantes, con efectos muy nocivos para la salud de las personas y para la conservacin de edificios y materiales. En la actualidad en los pases desarrollados los combustibles que originan este tipo de contaminacin se queman en instalaciones con sistemas de depuracin o dispersin mejores y raramente se encuentra este tipo de polucin, pero en pases en vas de industrializacin como China o algunos pases de Europa del Este, todava es un grave problema en algunas ciudades. Smog fotoqumico

Formacin del smog fotoqumico

En muchas ciudades el principal problema de contaminacin es el llamado smog fotoqumico. Con este nombre nos referimos a una mezcla de contaminantes de origen primario (NOx e hidrocarburos voltiles) con otros secundarios (ozono, peroxiacilo, radicales hidroxilo, etc.) que se forman por reacciones producidas por la luz solar al incidir sobre los primeros. Esta mezcla oscurece la atmsfera dejando un aire teido de color marrn rojizo cargado de componentes dainos para los seres vivos y los materiales. Aunque prcticamente en todas las ciudades del mundo hay problemas con este tipo de contaminacin, es especialmente importante en las que estn en lugares con clima seco, clido y soleado, y tienen muchos vehculos. El verano es la peor estacin para este tipo de polucin y, adems, algunos fenmenos climatolgicas, como las inversiones trmicas, pueden agravar este problema en determinadas pocas ya que dificultan la renovacin del aire y la eliminacin de los contaminantes.

En la situacin habitual de la atmsfera, la temperatura desciende con la altitud, lo que favorece que suba el aire ms caliente (menos denso) y arrastre a los contaminantes hacia arriba.

En una situacin de inversin trmica, una capa de aire ms clido se sita sobre el aire superficial ms fro e impide la ascensin de este ltimo (ms denso), por lo que la contaminacin queda encerrada y va aumentando.

Las reacciones fotoqumicas que originan este fenmeno suceden cuando la mezcla de xidos de nitrgeno e hidrocarburos voltiles emitida por los automviles y el oxgeno atmosfrico reaccionan, inducidos por la luz solar, en un complejo sistema de reacciones que acaba formando ozono. El ozono es una molcula muy reactiva que sigue reaccionando con otros contaminantes presentes en el aire y acaba formando un conjunto de varias decenas de sustancias distintas como nitratos de peroxiacilo (PAN), perxido de hidrgeno (H2O2), radicales hidroxilo (OH), formaldehido, etc. Estas sustancias, en conjunto, pueden producir importantes daos en las plantas, irritacin ocular, problemas respiratorios, etc.Lluvia cidaLa lluvia cida es una de las consecuencias de la contaminacin del aire.

Cuando cualquier tipo de combustible se quema, diferentes productos qumicos se liberan al aire. El humo de las fbricas, el que proviene de un incendio o el que genera un automvil, no slo contiene partculas de color gris (fcilmente visibles), sino que adems poseen una gran cantidad de gases invisibles altamente perjudiciales para nuestro medio ambiente.

Centrales elctricas, fbricas, maquinarias y coches "queman combustibles, por lo tanto, todos son productores de gases contaminantes. Algunos de estos gases (en especial los xidos de nitrgeno y el dixido de azufre) reaccionan al contacto con la humedad del aire y se transforman en cido sulfrico, cido ntrico y cido clorhdrico. Estos cidos se depositan en las nubes. La lluvia que producen estas nubes, que contienen pequeas partculas de acido, se conocen como lluvia cida.

La lluvia cida tiene una gran cantidad de efectos nocivos en los ecosistemas y sobre los materiales. Al aumentar la acidez de las aguas de ros y lagos, produce trastornos importantes en la vida acutica. Algunas especies de plantas y animales logran adaptarse a las nuevas condiciones para sobrevivir en la acidez del agua, pero otras no.

Camarones, caracoles y mejillones son las ms afectadas por la acidificacin acutica. Esta tambin tiene efectos negativos en peces como el salmn y las truchas. Las huevas y los alevines son los ms afectados. Una mayor acidez en el agua puede causar deformaciones en los peces jvenes y puede evitar la eclosin de las huevas.

La lluvia cida tambin aumenta la acidez de los suelos, y esto origina cambios en la composicin de los mismos, producindose la lixiviacin de importantes nutrientes para las plantas (como el calcio) e infiltrando metales txicos, tales como el cadmio, nquel, manganeso, plomo, mercurio, que de esta forma se introducen tambin en las corrientes de agua.

La vegetacin sufre no slo las consecuencias del deterioro del suelo, sino tambin un dao directo por contacto que puede llegar a ocasionar en algunos casos la muerte de la especie.Las construcciones histricas, que se hicieron con piedra caliza, experimentan tambin los efectos de la lluvia cida. La piedra al entrar en contacto con la lluvia acida, reacciona y se transforma en yeso (que se disuelve con el agua con mucha facilidad). Tambin los materiales metlicos se corroen a mucha mayor velocidad.

Contaminacin del aguaEl agua es indispensable para la vida. La cantidad de agua del planeta ha permanecido constante desde la formacin de la Tierra y no es posible aumentar ni disminuir las reservas.El agua disponible para el hombre se encuentra en cantidades limitadas y distribuida de manera no uniforme.Las actividades humanas acarrean problemas de contaminacin acutica con repercusiones sanitarias, econmicas, polticas y sociales.

Se define la contaminacin del agua como cualquier impedimento de su calidad, que la afecte para usos benficos o a las instalaciones que sirven para dichos usos. Con frecuencia, el olor, el sabor y el aspecto del agua son indicativos de que est contaminada.

Principales contaminantes del agua:Aguas negras: Residuos lquidos producidos por los centros urbanos, que contienen excrementos humanos, detergentes, microorganismos y nutrientes. Al llegar a los cuerpos de agua, provocan la proliferacin de bacterias y hongos que consumen la materia orgnica y el oxgeno del agua. Si existe suficiente oxgeno disuelto en el agua, la materia orgnica podr ser degradada sin perjudicar a las especies que ah habitan. Si la materia orgnica es demasiada, habr sobreproduccin de compuestos nocivos que afectan a los animales y vegetales de ese cuerpo de agua.

Microorganismos contaminantes: Las aguas negras tambin arrastran microorganismos tales como salmonella, amibas, shigella, etc. Estos organismos patgenos llegan al hombre a travs del agua para beber, o por la utilizacin de esta agua para lavar frutas y verduras, o por comer mariscos contaminados.

Desechos industriales y agroindustriales: Gran nmero de industrias generan y vierten al agua, productos residuales que contienen materia orgnica, compuestos qumicos, materiales en suspensin y calor. El efecto de estos residuos depende de la naturaleza y composicin de los deshechos, pero puede ir desde la alteracin de las propiedades fisicoqumicas del agua, hasta la contaminacin con productos que afectan directamente la salud del hombre, como los plaguicidas, que dejan el agua inservible para el uso domstico, agrcola, ganadero o recreativo.

Materiales en suspensin y de arrastre: Compuestos qumicos naturales y artificiales que son arrastrados por la lluvia hasta los cuerpos de agua, por ejemplo: partculas de polvo, humo, metales, basura, tierra, etc. Estos materiales, al llegar al agua, la enturbian, afectando la fotosntesis de las plantas acuticas y alterando la composicin fsica y qumica del agua natural.

Temperatura: La contaminacin de agua por calor proviene de la utilizacin de sta por parte de las industrias para el enfriamiento de mquinas y motores, regresando al cuerpo de agua con algunos grados centgrados por encima de la temperatura normal a la cual fue tomada. Este aumento en la temperatura provoca cambios en la vida acutica.

Prevencin y tratamiento:La mejor manera de disminuir la contaminacin del agua es evitar que los deshechos que no han recibido algn tratamiento lleguen a los cuerpos de agua. Tambin ayuda el evitar el uso indiscriminado de detergentes y pesticidas, incrementando el uso de jabones biodegradables e implementando el control biolgico de plagas.

ACTIVIDADES DE REPASO PARA LA EVALUACIN:1.-Revisa y resuelve los problemas que involucran el mol y el nmero de Avogadro (Actividad I, pginas 30 y 31 de tu libro de texto)2.-Revisa y resuelve los problemas que involucran la composicin centesimal o porcentual (Actividad II, pgina 31)3.-Revisa y resuelve los problemas que tienen que ver con las frmulas qumicas (Actividad III, pginas 32 y 33).4.-Responde las siguientes preguntas:a) Cul es el objeto de estudio de la estequiometria?b) Enuncia la ley de la conservacin de la materia.c) Define los siguientes conceptos: elemento qumico, compuesto, peso atmico, mol, peso molecular, masa molecular, frmula mnima o emprica, frmula molecular o verdadera, frmula estructural o desarrollada, reactivo limitante.d) Definicin de contaminante.e) Principales contaminantes atmosfricos.f) Gas responsable del efecto invernadero.g) Lluvia cida.h) Trastornos de salud causados por el ruido.i) Trastornos de salud causados por el smog fotoqumico.j) Medidas para reducir la contaminacin atmosfrica.k) Importancia del agua para la vida.l )Principales agentes contaminantes del agua.m) Explica como la temperatura puede ser un contaminante del agua.n) Medidas para reducir la contaminacin del agua.

BLOQUE IIICOMPRENDE LA UTILIDAD DE LOS SISTEMAS DISPERSOS

MEZCLAS HOMOGENEAS Y HETEROGENEASToda la materia est formada por mezclas fsicas o qumicas de dos o ms sustancias.Las mezclas fsicas pueden separarse por mtodos fsicos convencionales, como la filtracin, destilacin, decantacin, etc.Las mezclas qumicas son llamadas compuestos, los cuales presentan caractersticas diferentes a las sustancias que lo formaron, y se separan solamente por procesos qumicos.

Existen mezclas homogneas (cuando no se pueden percibir sus componentes) y heterogneas (sus componentes no estn distribuidos de manera uniforme y se pueden identificar fcilmente).

Mtodos de separacin de mezclas

Las mezclas heterogneas se pueden separar por medios fsicos como:

Sedimentacin: Cuando se tiene una mezcla heterognea en la que un material slido se encuentra disperso en un lquido, reposando por un tiempo, separndose las fases por efecto de la gravedad y por diferencia de densidad.

Decantacin: Separacin de un lquido de un slido (insoluble); o de dos lquidos donde uno es no miscible y formas fases distintas, basndose en su diferencia de densidades.

Filtracin: Es la separacin de slidos insolubles a travs de una membrana porosa (filtros de papel, coladeras, tierra de diatomeas, slica, gel, arena, etc.), dependiendo del tipo de partculas que se desea separar.

Destilacin: Es un procedimiento en el cual los lquidos se separan por medio de los diferentes puntos de ebullicin, obtenindose la sustancia separada por enfriamiento.

Cristalizacin: Se logra sobresaturando una solucin, utilizando calor para separar parte del solvente. Al enfriarse la mezcla resultante, produce la formacin de cristales.

Evaporacin: Se puede separar, por lo general, un slido de un lquido cuando ste se puede evaporar a cierta temperatura y el otro no, dejando el slido como residuo.

Sublimacin: Procedimiento utilizado para separar slidos cuando uno de ellos es sublimable; esto quiere decir que un slido se convierte en gas sin pasar por el estado lquido.

Centrifugacin: Permite separar mezclas de slidos insolubles en un lquido, en la cual, el primero tiene un tamao pequeo que lo hace suspenderse en un lquido. Consiste en someter la mezcla a la accin de la fuerza centrfuga, que origina la sedimentacin del slido, que ser separado despus por decantacin.

Tamizado: Permite separar dos slidos formados por partculas de diferente tamao, los cuales se hacen pasar por una malla de cierto dimetro, por la cual slo uno de los componentes logra hacerlo.

Imantacin: Se utiliza para separar dos slidos, cuando uno de ellos tiene propiedades magnticas.

Cromatografa: Se utiliza para separar slidos disueltos en un lquido o lquidos miscibles entre s, utiliza un material poroso, conocido como fase estacionaria, en el que la mezcla es arrastrada por accin de un disolvente o fase mvil, formando bandas de colores.

Los mtodos de separacin de mezclas son utilizados en nuestro quehacer diario.

DISOLUCIONES O SOLUCIONESUna solucin o disolucin es una mezcla homognea formada por el soluto o fase dispersa, que se encuentra en menor cantidad y se disuelve en el disolvente o fase dispersante, que est en mayor cantidad y cuyo estado fsico se conserva.

Concentracin: Es la variabilidad en las proporciones de una solucin, se determina por la relacin que existe entre la cantidad de soluto disuelto en una cantidad definida de solvente.

Solubilidad: Capacidad de las sustancias de dispersarse una en otra.

Caractersticas de las disolucionesSolucin saturada: Cuando la cantidad de soluto es igual a su solubilidad.Solucin insaturada o no saturada: Cuando la concentracin de soluto es menor que su solubilidad.Solucin sobresaturada: Cuando la concentracin de soluto es mayor a la solubilidad.

Actividades:1.-En las siguientes soluciones, indica que sustancia es el soluto y cual el solvente:a) 300 gr. de aceite en 4.8 L. de gasolinab) Dixido de carbono en una botella de refrescoc) 70 ml. de alcohol en 30 ml. de agua

2.-Investiga el nombre de cinco sustancias solubles en agua y cinco insolubles.3.-Investiga cules son los factores que modifican la solubilidad de una sustancia.

smosis.Las disoluciones tienen como caracterstica que, al separarse por medios fsicos, conservan sus propiedades, pero cuando forman parte de la solucin, las propiedades de las sustancias producen un efecto colectivo en las partculas del solvente sobre la solucin, mismas que se identifican como:1.-Reduccin de la presin de vapor.2.-Elevacin del punto de ebullicin.3.-Disminucin del punto de congelacin.4.-smosis.

Los coloidesLlamadas tambin dispersiones coloidales, son aquellas mezclas que se definen por el tamao de las partculas que la forman. Las partculas de las soluciones verdaderas tienen dimetros de alrededor de 0.1 a 1.0 nanmetros, el de los coloides es de 1 a 100 nm y el de las suspensiones de 100 nm o ms.

En los coloides, las partculas no se sedimentan y a nivel microscpico son heterogneas; por ejemplo: el polvo fino, las partculas de humo en el aire, etc.

Existen varios tipos de coloides, en funcin del estado fsico de la fase dispersa y la dispersora:Tipo de coloideMedio dispersanteSustancia dispersaFase del coloideEjemplo

AerosolGasLquidoGasNiebla

AerosolGasSlidoGasHumo

EspumaLquidoGasLquidoCrema batida

Espuma slidaSlidoGasSlidoMalvaviscos

EmulsinLquidoLquidoLquidoLeche

Emulsin slidaSlidoLquidoSlidoMantequilla

Los coloides ms comunes son aquellos cuyo medio de dispersin es el agua y tienen similitud con las soluciones ordinarias, por lo que se les llama hidroflicos.Los coloides hidrofbicos (sin afinidad al agua) se pueden preparar en agua, se estabilizan por algn medio (adsorcin de iones, por ejemplo: Jabn)

Propiedades de los coloides:Las DISOLUCIONES COLOIDALES o COLOIDES son claras, las partculas del soluto son visibles nicamente con ultramicroscopios, con los cuales puede verse el movimiento de las partculas del soluto: catico, incesante y describiendo trayectorias irregulares en zigzag (movimiento browniano). Estas partculas atraviesan los filtros ordinarios pero no las membranas y si se dejan en reposo no precipitan. Cuando son atravesadas por un rayo de luz, su trayectoria en el seno de la disolucin se hace visible mediante pequeos puntos luminosos (Efecto Tyndall) Las partculas coloidales, llamadas micelas, pueden estar constituidas por molculas o iones, normalmente poseen carga elctrica y son de mayor tamao que las molculas tomos o iones de la fase dispersante. Tanto la fase dispersante (disolvente) como la fase dispersa (soluto) pueden ser slidos, lquidos o gases, aunque nunca pueden ser ambos gases.

2.2.3 Las suspensionesSon turbias, las partculas del soluto son visibles a simple vista, no atraviesan los filtros corrientes ni las membranas y sedimentan si se dejan reposar.

2.3 CONCENTRACION DE LAS DISOLUCIONESPara conocer la concentracin de una disolucin podemos utilizar diferentes unidades, mismas que se representan cuantitativamente como fsicas y qumicas.

Concentracin: Es la medida de la cantidad de soluto que hay en una cantidad especfica de disolvente.

La concentracin se puede expresar en dos formas: emprica y valorada.

Clculos de concentracin de soluciones empricas mediante el uso de unidades fsicas.

ConcentracinSmboloFrmulaUnidadesUso

UnidadesFsicas% m / mgrs. de soluto / grs. disolucin X 100Porcentaje de masa / masaPara conocer la cantidad de soluto en una disolucin

% v / vml. de soluto / ml. de disolucin X 100Porcentaje de volumen / volumenPara preparar disoluciones con dos lquidos o dos gases

% m / vgrs. de soluto / ml. de disolvente X 100Porcentaje de masa / volumenPara conocer cuntos gramos de soluto existen en 100 ml. de disolucin

Cgrs. de soluto / lts. de disolucin X 100Concentracin en peso

Ppmgrs. de soluto / grs. de disolucin X 1000 000Partes por millnPara conocer la concentracin de soluciones muy diluidas

Porcentaje masa-masa (% m/m) Se define como la masa de soluto (sustancia que se disuelve) por cada 100 unidades de masa de la disolucin:

Por ejemplo, si se disuelven 20 g de azcar en 80 g de agua, el porcentaje en masa ser: 20/(80+20)x 100=20% o, para distinguirlo de otros porcentajes, 20% m/m (en ingls, w/w).Porcentaje volumen-volumen (% V/V) Expresa el volumen de soluto por cada cien unidades de volumen de la solucin. Se suele usar para mezclas lquidas o gaseosas, en las que el volumen es un parmetro importante a tener en cuenta. Es decir, el porcentaje que representa el soluto en el volumen total de la disolucin. Suele expresarse simplificadamente como % v/v.

Por ejemplo, si se tiene una solucin del 20% en volumen (20% v/v) de alcohol en agua quiere decir que hay 20 mL de alcohol por cada 100 mL de solucin.La graduacin alcohlica de las bebidas se expresa precisamente as: un vino de 12 grados (12) tiene un 12% (v/v) de alcohol.Concentracin en masa (% m/V) Se pueden usar tambin las mismas unidades que para medir la densidad aunque no conviene combinar ambos conceptos. La densidad de la mezcla es la masa de la disolucin dividida por el volumen de sta, mientras que la concentracin en dichas unidades es la masa de soluto dividida por el volumen de la disolucin. Se suelen usar gramos por litro (g/L) y a veces se expresa como % m/v.masa de soluto / v(L) disolucinClculos con porcentajes masa-masa y volumen-volumen Para clculos con los porcentajes masa-masa y volumen-volumen debemos manejar dos conceptos:1. La suma de la masa del soluto ms la masa del disolvente es igual a la masa de la disolucin. Disolucin = soluto + disolvente 2. Se usa la regla de tres para calcular diferentes proporciones

PARTES POR MILLN (p.p.m.): Se utiliza para expresar la concentracin de disoluciones muy diluidas.Indica el nmero de partes de soluto que hay en cada milln de disolucin: es decir, los miligramos de soluto quehay en cada Kilogramo de disolucin (generalmente suele referirse solamente a relaciones entre masas)

Partes por milln (ppm)Las partes por milln expresan las partes de soluto por cada 106 (un milln) partes de Solucin. Matemticamente tenemos que:

Ppm = masa de soluto / masa de la solucin X 10 6

PROBLEMAS:

1. Para sazonar un caldo de pescado se deben aadir 16 g de sal a 2 litros de caldo.a) Cul es la concentracin de sal (en g/l) en el caldo?b) Si tomamos 150 ml de caldo cul ser su concentracin? Qu cantidad de sal contendrn esos 150 ml?

2. La glucosa, uno de los componentes del azcar, es una sustancia slida soluble en agua. La disolucin de glucosa en agua (suero glucosado) se usa para alimentar a los enfermos cuando no pueden comer.En la etiqueta de una botella de suero de 500 cm3 aparece: Disolucin de glucosa en agua, concentracin 55 g/l.a) Cul es el disolvente y cul el soluto en la disolucin?b) Ponemos en un plato 50 cm3. Si dejamos que se evapore el agua, Qu cantidad de glucosa quedar en el plato? c) Un enfermo necesita tomar 40 g de glucosa cada hora Qu volumen de suero de la botella anterior se le debe inyectar en una hora?

3. En una bebida alcohlica leemos: 13,5 %vol. a) Qu significa ese nmero?b) Si la botella contiene 700 ml de la bebida Qu volumen de alcohol contiene?

4. En un vaso se han puesto 250 g de alcohol junto con 2 g de yodo, que se disuelven completamente. a) Calcular la concentracin de la disolucin en % en masa.b) Cuntos gramos de disolucin habr que tomar para que al evaporarse el alcohol queden 0,5 g de yodo slido?c) Si tomamos 50 g de disolucin y dejamos evaporar el alcohol. Cuntos gramos de yodo quedan?

5. Hemos preparado una disolucin de cloruro de cobre (Cu Cl2) en agua disolviendo 12 g de cloruro de cobre en 98 g de agua, de forma que una vez completamente disuelta ocupa un volumen de 100 cm3.a) Calcula la concentracin en % en peso y en g/l.b) Qu concentracin tendrn 10 cm3 de esa disolucin?c) Si evaporamos todo el agua que hay en los 10 cm3 de disolucin, cunto cloruro de cobre se recupera?d) Qu tendramos que hacer para que la disolucin est ms diluida?6. Queremos preparar 250 cm3 de disolucin de sal en agua, con una concentracin de 5 g/l. Qu cantidad de sal debemos disolver en agua?

6. Calcular qu volumen de aceite debemos disolver en 600 ml de gasolina para lograr una concentracin del 15 % vol.

7. Como sabes, las aleaciones metlicas son disoluciones en las que los componentes estn en estado slido. Para medir la concentracin de oro en una aleacin (el resto suele ser plata) se usa una unidad llamada quilate. Una concentracin de 1 quilate es de 1/24 del total, es decir, de cada 24 g de aleacin, 1 g es de oro puro.a) Qu % en peso corresponde a una aleacin de 1 quilate?b) Qu % contendr una aleacin de 18 quilates? Y de 24 quilates?c) Qu cantidad de oro puro posee un lingote de oro de 18 quilates de 4 kg de masa?

Clculo de concentracin de soluciones valoradas mediante el uso de unidades qumicas.

ConcentracinSmboloFrmulaUnidades

UnidadesqumicasMMoles de soluto / lt. de disolucin Molaridad

MMoles de soluto / Kg. de disolvente Molalidad

XMoles de componente / total de moles de la disolucinFraccin molar

NEquivalentes gramo de soluto / lts. de disolucinNormalidad

Molaridad La molaridad (M), o concentracin molar, es el nmero de moles de soluto por cada litro de disolucin. Por ejemplo, si se disuelven 0,5 moles de soluto en 1000 mL de disolucin, se tiene una concentracin de ese soluto de 0,5 M (0,5 molar). Para preparar una disolucin de esta concentracin habitualmente se disuelve primero el soluto en un volumen menor, por ejemplo 300 mL, y se traslada esa disolucin a un matraz aforado, para despus enrasarlo con ms disolvente hasta los 1000 mL.

Es el mtodo ms comn de expresar la concentracin en qumica, sobre todo cuando se trabaja con reacciones qumicas y relaciones estequiomtricas. Sin embargo, este proceso tiene el inconveniente de que el volumen cambia con la temperatura.Se representa tambin como: M = n / V, en donde "n" son los moles de soluto y "V" es el volumen de la disolucin expresado en litros.Molalidad La molalidad (m) es el nmero de moles de soluto por kilogramo de disolvente (no de disolucin). Para preparar disoluciones de una determinada molalidad, no se emplea un matraz aforado como en el caso de la molaridad, sino que se puede hacer en un vaso de precipitados y pesando con una balanza analtica, previo peso del vaso vaco para poderle restar el correspondiente valor.

La principal ventaja de este mtodo de medida respecto a la molaridad es que como el volumen de una disolucin depende de la temperatura y de la presin, cuando stas cambian, el volumen cambia con ellas. Gracias a que la molalidad no est en funcin del volumen, es independiente de la temperatura y la presin, y puede medirse con mayor precisin.Es menos empleada que la molaridad pero igual de importante.La fraccin molar es una unidad qumica para expresar la concentracin de soluto en una disolucin. Nos expresa la proporcin en que se encuentran los moles de soluto con respecto a los moles totales de disolucin, que se calculan sumando los moles de soluto(s) y de disolvente. Para calcular la fraccin molar de una mezcla homognea, se emplea la siguiente expresin: X = Moles de componente / total de moles de la disolucinNormalidad La normalidad (N) es el nmero de equivalentes (eq-g) de soluto (sto) por litro de disolucin (Vsc).

Se define peso equivalente a la cantidad de una sustancia que reacciona, sustituye, desplaza o contiene un mol de H (1,008 g).El nmero de equivalentes se calcula dividiendo la masa total por la masa de un equivalente: n = m / meq, o bien como el producto de la masa total y la cantidad de equivalentes por mol, dividido por la masa molar: .

Densidad Si bien la densidad no es una forma de expresar la concentracin, sta es proporcional a la concentracin (en las mismas condiciones de temperatura y presin). Por esto en ocasiones se expresa la densidad de la disolucin en condiciones normales en lugar de indicar la concentracin; pero se usa ms prcticamente y con disoluciones utilizadas muy ampliamente. Tambin hay tablas de conversin de densidad a concentracin para estas disoluciones, aunque el uso de la densidad para indicar la concentracin es una prctica que est cayendo en desuso.

PROBLEMAS:

1) Cuntos moles de soluto hay en: a) 4 litros de disolucin 2 M de cido sulfrico. b) 200 cm3 de disolucin 0.4 M en hidrxido de aluminio?

2) Se disuelven 294 g de cido fosfrico hasta lograr 1 litro de disolucin cuya densidad es 1.15 g/cm3. Calcula la concentracin en g/l y la molaridad.

3) Una disolucin concentrada de cido clorhdrico de un 35.2 % en masa de cido puro tiene una densidad de 1.175 g/cm3. Averigua el volumen de esta cido necesario para preparar 1.5 litros de disolucin 2 M.

4) Calcula la densidad de una disolucin de amoniaco al 20% en masa de NH3 y que es 11 M.

5) Una disolucin de cido ntrico de densidad 1.405 g/ml contiene 68.1 % en masa de cido puro. Hallar su molaridad, normalidad y molalidad.

CUESTIONARIO:1.-Tipos de mezclas2.-Mtodos de separacin de mezclas3.-Concepto de disolucin.4.-Partes de una disolucin.5.-Tipos de disolucin de acuerdo a su concentracin.6.-Caractersticas de los coloides.7.-Caractersticas de las suspensiones.

UNIDAD IIICOMPUESTOS DEL CARBONO

INTRODUCCIN.La qumica orgnica recibe este nombre porque antiguamente slo comprenda compuestos de organismos vivos, formados principalmente por carbono.El carbono es un no metal, del grupo IV A, perodo 2 de la tabla peridica, con nmero atmico 6, masa atmica 12; es el segundo elemento en abundancia en el ser humano y es posible encontrarlo en gran variedad de compuestos de la vida cotidiana.

3.1 ESTRUCTURA MOLECULAR DE LOS COMPUESTOS DEL CARBONO.Antoine Lavoisier demostr por primera vez que los compuestos orgnicos estaban constituidos por elementos como carbono, hidrgeno y oxgeno.August Kekul representa grficamente los enlaces qumicos entre tomos en las molculas, estableciendo que todo tomo de carbono en cualquier molcula orgnica ser tetravalente, el nitrgeno trivalente, el oxgeno divalente y el hidrgeno monovalente. As se origin la qumica orgnica.

3.2 TIPOS DE CADENA E ISOMERAEn la estructura de los compuestos orgnicos, los tomos de carbono:1.-Al unirse entre si, integran cadenas carbonadas de diferente tamao y forma, con una distribucin en el espacio, caractersticas de cada compuesto.2.-Se unen a tomos de otros elementos como oxgeno, nitrgeno y azufre, pero principalmente con el hidrgeno porque tienen propiedades peridicas semejantes y sus estructuras son estables.

Cada lnea o guin se llama ligadura y representa un enlace covalente sencillo formado por un par de electrones, donde cada uno de los tomos unidos aporta un electrn.

CH3 CH2 CH2 OH

Si la cadena del compuesto es muy larga, se escribe entre parntesis el grupo que se repite consecutivamente, poniendo como subndice el nmero de veces que se repite:

CH3 (CH 2)28 CH3

La anterior cadena indica una cadena de 30 tomos de carbono, en la que el grupo CH se repite 28 veces de manera consecutiva.

3.2.1 Tipos de cadenaLas cadenas de los compuestos orgnicos pueden ser de dos tipos:a) Alifticas (abiertas o alicclicas)b) Cclicas o cerradas

De acuerdo a los enlaces que contiene una cadena, se dice que es saturada cuando todos los enlaces son sencillos o simples ( - ), y ser insaturada cuando al menos contenga un doble ( = ) o triple enlace.

Cadenas alifticas, abiertas o alicclicasPueden ser lineales o normales y arborescentes o ramificadas

Cadenas cclicas o cerradasSe caracterizan por formar anillos. Son heterocclicas cuando un tomo diferente al carbono forma parte del cclico. En caso contrario, son homocclicas.

Las cadenas homocclicas son aromticas cuando sus anillos tienen relacin con el benceno y son alicclicas cuando sus anillos carecen de dicha relacin.

3.2.2 IsomeraLa isomera es una propiedad de ciertos compuestos qumicos que con igual frmula qumica, es decir, iguales proporciones relativas de los tomos que conforman su molcula, presentan estructuras moleculares distintas y, por ello, diferentes propiedades. Dichos compuestos reciben la denominacin de ismeros. Los ismeros son compuestos que tienen la misma frmula molecular pero diferente frmula estructural y, por tanto, diferentes propiedades. Por ejemplo, el alcohol etlico o etanol y el ter dimetlico son ismeros cuya frmula molecular es C2H6O.

Isomera de cadena u ordenacin Butanon-butanoMetilpropanoiso-butano ter-butano

Vara la disposicin de los tomos de C en la cadena o esqueleto carbonado, es decir la estructura de ste, que puede ser lineal o tener distintas ramificaciones.As, el C4H10 corresponde tanto al butano como al metilpropano (isobutano ter-butano):Para la frmula C5H12, tenemos tres posibles ismeros de cadena: pentano, metilbutano (isopentano) y dimetilpropano (neopentano). El nmero de ismeros de cadena crece rpidamente al aumentar el nmero de tomos de carbono.

Isomera de posicinCH3-CH2-CH2-CH2OHCH3-CH2-CHOH-CH3

Butan-1-ol, 1-butanol o n-butanolButan-2-ol, 2-butanol o sec-butanol

La presentan aquellos compuestos que poseen el mismo esqueleto carbonado pero en los que el grupo funcional o el sustituyente ocupa diferente posicin.El C4H10O puede corresponder a dos sustancias ismeras que se diferencian en la posicin del grupo OH:

Isomera de funcin CH3-CH2-CH0CH3-CO-CH3

Propanal (funcin aldehdo)Propanona (funcin cetona)

Vara el grupo funcional, conservando el esqueleto carbonado.El C3H6O puede corresponder a:Esta isomera la presentan ciertos grupos de compuestos relacionados como: los alcoholes y teres, los acidos y steres, y tambin los aldehdos y cetonas.

3.3 HIDROCARBUROSSon compuestos formados por carbono e hidrgeno, se encuentran en el petrleo, gas natural y carbn.A los compuestos orgnicos se les conoce como compuestos del carbono y se les nombra de acuerdo a las reglas establecidas por la IUPAQ.

Los hidrocarburos se dividen en dos grandes grupos:a) Alifticos (alcanos, alquenos y alquinos)b) Aromticos

3.3.1 AlcanosLos alcanos son hidrocarburos saturados, estn formados exclusivamente por carbono e hidrgeno y nicamente hay enlaces sencillos en su estructura.Frmula general: CnH2n+2 donde n represente el nmero de carbonos del alcano.La terminacin sistmica de los alcanos es ANO. Un compuestos con esta terminacin en el nombre no siempre es un alcano, pero la terminacin indica que es un compuesto saturado y por lo tanto no tiene enlaces mltiples en su estructura.Propiedades y usos de los alcanos.- El estado fsico de los 4 primeros alcanos: metano, etano, propano y butano es gaseoso. Del pentano al hexadecano (16 tomos de carbono) son lquidos y a partir de heptadecano (17 tomos de carbono) son slidos. El punto de fusin, de ebullicin y la densidad aumentan conforme aumenta el nmero de tomos de carbono. Son insolubles en agua Pueden emplearse como disolventes para sustancias poco polares como grasas, aceites y ceras. El gas de uso domstico es una mezcla de alcanos, principalmente propano. El gas de los encendedores es butano. El principal uso de los alcanos es como combustibles debido a la gran cantidad de calor que se libera en esta reaccin.Los tomos de carbono en los compuestos pueden ser: primarios, secundarios, terciarios o cuaternarios, siempre y cuando se encuentren unidos a 1, 2, 3 4 tomos de carbono, respectivamente, por ejemplo:Clases de tomos de carbono

Primario Un carbono es primario si est unido slo a un tomo de carbono.Los dos tomos de carbono son primarios

SecundarioSi est unido a dos tomos de carbono.El tomo de carbono central es secundario.

Terciario Si est unido a tres tomos de carbono.El tomo de carbono (3) es terciario.

CuaternarioSi est unido a cuatro tomos de carbono.El tomo de carbono (3) es cuaternario.

Radicales alquiloCuando alguno de los alcanos pierde un tomo de hidrgeno se forma un radical alquilo. Estos radicales aparecen como ramificaciones sustituyendo tomos de hidrgeno en las cadenas.Los radicales alquilo de uso ms comn son:

FrmulaNombreRadicalNombre

MetanoMetil-(o)

EtanoEtil-(o)

PropanoPropil-(o)

ButanoButil-(o)

PentanoPentil-(o)

HexanoHexil-(o)

HeptanoHeptil-(o)

OctanoOctil-(o)

NOTA: Cuando el propano pierde el hidrgeno en su carbono secundario, se forma el radical isopropil.Si la situacin anterior se presenta en el butano, el radical ser el secbutil.Si laprdida del hidrgeno es en un carbono primario del isobutano, se forma el isobutil.Si la prdida es en el carbono teciario, se forma el terbutil.

NOMENCLATURA DE ALCANOS:1.-Ubicar la cadena ms larga (principal)2.-Numerar los carbonos de la cadena principal, comenzando por el carbono ms cercano a una arborescencia.3.-Identificar las arborescencias (radicales de alquilo) y el nmero de los carbonos a que estn unidos.4.-Para escribir el nombre:a) Se pone el nmero(s) del carbono donde estn las arborescencias, seguidos de su nombre, en caso de encontrar la misma arborescencia 2, 3 o ms veces, escribir el mismo nmero las veces necesarias, separados por comas y luego el prefijo di, tri, tetra, segn sea el caso.b) Escribir el nombre del alcano que corresponda al nmero de carbonos de la cadena principal.

Ejemplos:

CH3

8CH3 CH2

CH2 CH2 CH2 CH CH2 CH2 CH3 7 6 5 4 3 2 1

1.-La cadena principal es de 8, por lo que se llama octano.2.-Se enumera la cadena principal empezando por el extremo derecho, debido a su proximidad con la arborescencia.3.-Tiene un radical etil unido al carbono 4.4.-El nombre del alcano es 4-etil octano.

CH3 10

CH3 CH2 9

CH3 CH3 - C CH3 CH2 8

CH3 C CH2 CH2 CH2 CH2CH21 2 3 4 5 6 7

CH3 CH3CHCH3

1.-La cadena principal es de 10 tomos de carbono, por lo que se llama decano.2.-Se numera de izquierda a derecha.3.-Tiene 4 arborescencias (2 metilos, un isopropil y un terbutil)4.-El nombre del alcano es: 2,2-dimetil-4-isopropil-5-terbutildecano

ACTIVIDAD:ESCRIBE LA FRMULA SEMIDESARROLLADA DE LOS SIGUIENTES ALCANOS:a) 2,2,5,5-tetrametilhexanob) 2-metil-4,4-dietil-7-terbutildodecanoc) 3,5,5,8,9-pentametil-6,7-dietil-10-isopropil-terbutildecano CICLOALCANOS:1.-Cuando no tienen arborescencias, para nombrarlos se escribe el prefijo ciclo y despus el del alcano normal, correspondiente al nmero de carbonos del anillo.2.-Si tiene arborescencias, se asigna como primer carbono al que est unido a ella, continuando la numeracin hacia donde se encuentren ms cerca las otras arborescencias.

EJEMPLOS:

CH2 CH3

Ciclobutano Ciclooctano

Etil ciclopentano

1,2-dimetil-4-etil-ciclohexano

ACTIVIDAD:ESCRIBE LA FRMULA DE LOS SIGUIENTES COMPUESTOS:a) 1,1-dietil-2-propilciclobutanob) 1-metil-2-etil-4-isopropilciclopentanoc) 2-ciclopropil-3-ciclobutil-4-cicclohexilhexanod) 1-propil-3-isopropil-5-terbutil-cicclooctanoe) 2,8-dimetil-3-etil-3,6-diciclopropilnonano

3.3.2 AlquenosLos alquenos se encuentran en plantas como pigmentos o esencias, como las de los pinos, limas y limones.Son hidrocarburos tambin llamados olefinas y poseen al menos un doble enlace, estn unidos a tres tomos y su frmula general de cadena normal con un doble enlace es CnH2n.Al perder un tomo de hidrgeno se forma el radical correspondiente, cuyo nombre se deriva del alqueno del cual se form.Si los tomos de carbono que formaban el doble enlace se hidrogenan, se obtiene el alcano respectivo.

Nomenclatura:En la seleccin de la cadena ms larga, los carbonos que forman el doble enlace, siempre deben formar parte de la cadena principal y la numeracin se inicia por el extremo ms cercano al enlace doble. Al escribir el nombre de la cadena de acuerdo al nmero de tomo de carbonos, se antepone el nmero ms chico de los dos tomos con el enlace doble y al final se escribe la terminacin ENO. Ejemplos: 1) La cadena principal incluye los carbonos que forman el doble enlace y la numeracin se inicia por el extremo ms cercano al doble enlace. El nombre sera entonces:3-METIL-1-HEPTENOEl alcano de 7 carbonos seria heptano, cambiamos la terminacin ano por eno y como el doble enlace est entre los carbonos 1 y 2, se antepone el nmero 1 a la extensin de la cadena.

2) Seleccionamos la cadena ms larga que contenga el doble enlace e iniciamos la numeracin por el extremo ms cercano al doble enlace.

6-ETIL-4-ISOPROPIL-7-METIL-3-OCTENO

3.3.3 AlquinosLos alquinos son hidrocarburos insaturados que contienen en su estructura cuando menos un triple enlace carbono-carbono.

Frmula general: CnH2n-2 La terminacin sistmica de los alquinos es INO.El ms sencillo de los alquinos tiene dos carbonos y su nombre comn es acetileno, su nombre sistmico etino.

Nomenclatura de alquinos.En la seleccin de la cadena ms larga, los carbonos que forman triple enlace, siempre deben formar parte de la cadena principal y la numeracin se inicia por el extremo ms cercano al enlace triple. Al escribir el nombre de la cadena de acuerdo al nmero de tomo de carbonos, se antepone el nmero ms chico de los dos tomos con el enlace triple y al final se escribe la terminacin INO.

1) Seleccionamos la cadena contina ms larga que contenga los carbonos con triple enlace, empezando la numeracin por el extremo ms cercano al triple enlace. Nombramos los radicales en orden alfabtico y la longitud de la cadena con terminacin INO, anteponiendo el nmero ms pequeo de los carbonos unidos con enlace triple.

6-ETIL-3-METIL-3-NONINO

2)

Seleccionamos la cadena contina de carbonos ms larga que contenga los carbonos con el triple enlace y el carbono unido al cloro. Aunque haya una cadena ms larga, si se excluye el carbono unido al cloro, es incorrecta.. El nombre del compuesto es: 7-CLORO-6-ETIL-6-METIL-1-HEPTINO

En los cicloalquenos y cicloalquinos, se empieza a numerar el anillo a partir de los carbonos del enlace mltiple,Ejemplos:

3.3.4 Aromticos.Son compuestos cclicos que guardan estrecha relacin con el benceno (C6H6).

Recibieron este nombre porque la gran mayora de ellos poseen olores fuertes y penetrantes. En la actualidad, el trmino aromtico expresa que el compuesto es ms estable de lo esperado, es decir, menos reactivo.El nombre genrico de los hidrocarburos aromticos es areno y los radicales derivados de ellos se llaman arilo.El benceno es la base de estos compuestos; su frmula se expresa de uno de estos tres modos:

Los compuestos aromticos que tienen sustituyentes se nombran anteponiendo los nombres de los radicales a la palabra benceno.Ejemplos:

Cuando hay dos sustituyentes, su posicin relativa se indica mediante los nmeros 1,2 , 1,3 y 1,4 , o mediante los prefijos orto (o), meta (m) y para (p), respectivamente.Ejemplos:

Si hay tres o ms sustituyentes, se numera el hidrocarburo de tal manera que estos radicales reciban los localizadores ms bajos en conjunto. Se citan en orden alfabtico.Ejemplos:

Actividades:Realiza las frmulas semidesarrolladas de los siguientes compuestos:1) 1, 3, 4-trimetil-1,3-cicloheptadieno.2) Cicloocteno3) 2-metil-3-etil-4-propil-1, 4,5-nonatrieno4) 2, 6, 7-trimetil-7-isopropil-8,8-dietil-3, 4-dodecadieno5) Etilciclohepteno 6) 1,2-butadiino7) 2, 2, 5, 5-tetrametil-3-nonino8) Etino

3.4 GRUPOS FUNCIONALESEn qumica, cada compuesto orgnico pertenece a un conjunto llamado serie homloga, sus miembros presentan en su estructura un tomo o grupo de tomos que los identifica, llamado grupo funcional.

3.4.1 AlcoholCompuestoGrupo funcionalFrmula general

Alcohol- OHR OHAr - OH

Los alcoholes se clasifican en primarios, secundarios y terciarios, de acuerdo con el tipo de carbono en que se encuentre unido el grupo OH.Los compuestos en que el hidrxido se encuentra unido a un anillo aromtico (benceno) se llaman fenoles.

Nomenclatura:1.-Elegir la cadena principal del carbono (la ms larga) que contenga el grupo funcional OH.2.-Numerar la cadena, asignando como carbono uno al extremo ms cercano al grupo funcional OH.3.-Si la cadena tiene ramificaciones, nombrarlas igual que en los hidrocarburos.4.-Escribir el nombre del hidrocarburo correspondiente con terminacin ol. Si tiene 2, 3 o ms hidroxilos, antes del nombre indicar sus posiciones y el nombre del hidrocarburo con terminacin diol, triol, etc., segn sea el caso.5.-Cuando hay una instauracin (doble o triple enlace), el nmero del carbono al que est unido el OH debe ser menor al de la instauracin, por ello debe indicarse su posicin.

CH3

CH2 OHCH3 CH - CH3CH3 C OH OH CH3

Metanol (alcohol primario)2-propanol (alcohol secundario)2-metil-2-propanol(alcohol terciario)

OH OH

OH CH2 CH2 CH2 CH2 CH3CH3 CH CH CH CH2 CH2 CH3

OH1-pentanol (alcohol primario)2,3,4-heptanotriol

Otra forma de nombrar a los alcoholes es poniendo la palabra alcohol, seguida del nombre del radical alqulico.Ejemplos:

OHCH3-CH2-OHCH3 CH CH2 CH3

Alcohol etlicoAlcohol secbutlico

Los fenoles son considerados alcoholes aromticos, el ms simple es el fenol. Para nombrarlos, el grupo hidroxilo (OH) se considera sustituyente del benceno:

ortoclorofenol

Caractersticas de los alcoholes:Los puntos de fusin y ebullicin de los alcoholes son ms altos que el hidrocarburo original del cual provienen.Los que tienen cadena de uno a once carbonos son lquidos y de doce en adelante son slidos.A partir de los alcoholes se obtienen compuestos de otras series homlogas como steres, halogenuros de alquilo y cetonas.

Actividad:a) Escribe las frmulas semidesarrolladas de los alcoholes siguientes:1) alcohol proplico2) 3,4-dimetil 4-isopropil-1-octanol3) 1,1-dicloro-4-hexenol4) 2-terbutil-ciclobutanol5) 2-terbutilciclobutanol

3.4.2 terLos teres son compuestos orgnicos provenientes de la sustitucin de dos hidrgenos del agua por radicales que pueden ser alqulicos (-R) o arlicos (-Ar), tambin pueden obtenerse al sustituir el hidrgeno del grupo hidroxilo de un alcohol por un radical.

CompuestoGrupo funcionalFrmula general

teres- O -R O R

Ar O R

Ar O - Ar

Su frmula general puede ser: R O R, Ar O R Ar O Ar. Cuando los dos radicales son iguales, se les llama teres simtricos o simples y cuando son diferentes son asimtricos o mixtos.Los teres cclicos son aquellos en los que el tomo de oxgeno forma parte de una cadena hidrocarbonada cclica.

Nomenclatura:1.-Nombrar al alcano correspondiente, anteponiendo la abreviatura del nombre del otro radical con la terminacin oxi, que indica el grupo funcional llamada alcoxi ( R O - ), tomndolo como sustituyente de la cadena ms compleja, indicando su posicin.2.-Los teres cclicos tienen nombres convencionales.3.-En el caso de teres cclicos, se antepone la palabra xido, ya que son considerados como tales compuestos.

CompuestoTipoNombre (IUPAC)Nombre comn

CH3 O CH3SMetoximetanoMetil-oxi-metilDimetil-terxido de metilo

H3C-CH2-O-CH2-CH3SEtoxietanoEtil-oxi-etilDietil-terxido de etilo

H3C-CH2 - CH2 -O-CH2- CH2 -CH3SPropoxipropanoPropil-oxi-propilDipropilterxido de propilo

H3C-CH2 -O-CH2- CH2- CH2 -CH3AEtoxibutanoEtil-oxi-butilEtil-butil-ter

SFenoxibencenoFenil-oxi-fenildifenilter

Caractersticas de los teres:Son poco solubles en agua, por lo que se utilizan como disolventes para extraer compuestos orgnicos.

Algunos usos de los teres:1.-El ter etlico se usa en medicina como anestsico.2.-La vainillina es muy utilizada en la industria alimenticia como saborizante.3.-El guayacol se emplea en la industria farmacutica en formulaciones de productos expectorantes.

Actividad:Escribe las frmulas desarrolladas de los siguientes teres:a) diterbutil eterb) xido de butiloc) dihexil terd) 1-metoxi-2-metilpropanoe)1-metoxi-2-metilpropanof) etoxibenceno

3.4.3 AldehdoLos aldehdos son compuestos que, en su estructura tienen el grupo carbonilo (C = O), el cual es qumicamente muy reactivo. Cuando este grupo est unido a un tomo de hidrgeno y a un radical de alquilo o arilo, se forma un aldehdo, aliftico o aromtico.CompuestoGrupo funcionalFrmula general

Aldehdo- C = O

HR CH = O

Ar CH = O

Nomenclatura:1.-Seleccionar la cadena principal que contenga el grupo CH = O2.-Numerar la cadena asignando el nmero uno al carbono del grupo funcional. Si es cclico, en nmero uno corresponde al carbono del anillo al cual se encuentra unido el grupo funcional.3.-Indicar con nmeros la posicin de los sustituyentes seguidos de sus nombres, como se ha venido realizando.4.-Para el nombre se utiliza el del hidrocarburo correspondiente, cambiando la letra o por la terminacin al (puede ser dial, trial, etc., si existen dos o tres grupos funcionales en la cadena.5.-Si es un aldehdo cclico se utiliza el nombre del hidrocarburo con el sufijo carbaldehdo.

Ejemplos:

COMPUESTONOMBRE IUPACNOMBRE COMUN

H CHOMETANALACIDO FORMICO O FORMALDEHIDO

CH3 CHOETANALACIDO ACETICO O ACETALDEHIDO

CH3 CH2 CHOPROPANALACIDO PROPIONICO O PROPIONALDEHIDO

CH2 CH CH2 CHO

F CH34-FLUOR-3-METIL-BUTANALACIDO BUTIRICO O -FLUOR-METILBUTIRALDEHIDO

CH3 (CH2)10 CHODODECANALLAURIALDEHIDO

CHOCICLOBUTANOCARBALDEHIDOO CICLOBUTANAL

CHO

BENCENOCARBALDEHIDO O BENZALDEHIDOBENZALDEHIDO

Caractersticas de los aldehdos:a) La solubilidad en agua disminuye al aumentar la longitud de su cadena.b) Tienen un olor penetrante y desagradable, si tienen un peso molecular bajo.c) Si el peso molecular es elevado, el olor es agradable y suave.d) El grupo carbonilo (C = O) reacciona fcilmente, formando nuevos compuestos.

Usos:1.-La solucin acuosa de formaldehido al 40% se utiliza como desinfectante y conservador de piezas anatmicas, dicha solucin se conoce como formalina o formol.2.-A partir del benzaldehdo se producen colorantes, perfumes y otros productos de la industria qumico-farmacetica.

ACTIVIDADES:1.-Escribe la frmula semidesarrollada de los siguientes aldehdos:a) Octanalb) 5-iodo-3,3-dietilnonanalc) ciclopropanocarbaldehdod) propilbencenocarbaldehdoe) ciclohexanal

3.4.4 CetonaEl grupo funcional de las cetonas es el mismo que el de los aldehdos: el grupo carbonilo C=O, el cual se une a dos radicales que pueden ser de alquilo, arilo o uno y uno.

CompuestoGrupo funcionalFrmula general

Cetona- CO -R CO - R

Las cetonas se clasifican en:

R C RR C ArAr C Ar C = O

O O O

Cetona alifticaCetona mixtaCetona aromticaCetona cclica

Nomenclatura:1.-Seleccionar la cadena principal, numerndola a partir del extremo al que se encuentre ms prximo el grupo C = O.2.-Indicar posicin y nombre de los sustituyentes (ramificaciones)3.-Escribir el nombre del hidrocarburo correspondiente, con terminacin ona, diona, triona, segn contenga uno, dos o tres grupos carbonilo, respectivamente.4.-Tambin puede escribirse el nombre de los radicales con terminacin cetona.5.-Si el grupo funcional est unido a un anillo bencnico (fenona) se escribe el nombre de la cetona correspondiente con el sufijo fenona.

COMPUESTONOMBRE IUPACNOMBRE COMUN

CH3(CO)CH3 PROPANONADIMETILCETONA

CH3-CO-C3H7

2-PENTANONAMETIL-PROPILCETONA

Caractersticas de las cetonasLa solubilidad en agua de las cetonas disminuye al aumentar su cadena, excepto las de menos de 10 tomos de carbono. Su grupo carbonilo es muy reactivo qumicamente, por lo que a partir de ella se obtienen diversos compuestos. Son importantes en bioqumica porque forman carbohidratos cetosas como la fructosa.

La cetona ms importante es la propanona, conocida comercialmente como acetona: mezclada con alcohol se utiliza en tcnicas microbiolgicas de tincin, disuelve el barniz para uas y tiene olor agradable.

ACTIVIDADES: ESCRIBE LAS FORMULAS DE LAS SIGUIENTES CETONAS:1.-Dihexilcetona2.-Dibromo pentil-etilcetona3.-secbutil terbutil cetona4.-2,3-dibromo pentil etil cetona5.-etil ciclohexanona6.-ciclobutanona

3.4.5 cidos carboxlicosSon compuestos cuyo grupo funcional es el carboxilo COOH, formado por la unin de un carbonilo a un hidroxilo; su estructura es C = O

OH

COMPUESTOGRUPO FUNCIONALFORMULA GENERAL

ACIDOS CARBOXILICOS- COOHR - COOH

Nomenclatura Reglas IUPAC

Regla 1. La IUPAC nombra los cidos carboxlicos reemplazando la terminacin -ano del alcano con igual nmero de carbonos por -oico.

Regla 2. Cuando el cido tiene sustituyentes, se numera la cadena de mayor longitud dando el localizador ms bajo al carbono del grupo cido. Los cidos carboxlicos son prioritarios frente a otros grupos, que pasan a nombrarse como sustituyentes.

Regla 3. Los cidos carboxlicos tambin son prioritarios frente a alquenos y alquinos. Molculas con dos grupos cido se nombran con la terminacin -dioico.

Regla 4. Cuando el grupo cido va unido a un anillo, se toma el ciclo como cadena principal y se termina en -carboxlico.

Algunos usos de los cidos carboxlicos son:1.-El cido carboxlico ms importante en la industria es el actico, se utiliza para fabricar plsticos, colorantes y alimentos como el vinagre, tambin en el teido de telas.2.-El cido ctrico se emplea para proporcionar acidez a bebidas y alimentos, participa en la respiracin celular y su fuente natural son los frutos ctricos.3.-El cido benzoico se utiliza como antisptico y el acetilsaliclico como analgsico, antipirtico y antiplaquetario.

Actividades:Escribe las frmulas semidesarrolladas de los cidos carboxlicos siguientes:1.-Acido heptadecanoico2.-cido 3-ciclopentenocarboxlico3.- cido 2,2-dimetilnonanoico4.- cido ciclohexanocarboxlico

3.4.6 EsterLos steres son derivados del cido carboxlico que se forman por la reaccin de esterificacin, que consiste en la eliminacin de una molcula de agua al unirse a un cido carboxlico con una molcula de alcohol. El grupo funcional de estos compuestos es: - COO (oxocarbonilo o carboalcoxi), cuya frmula desarrollada es: - C O

OSu frmula general es R COO R, en la que los radicales pueden ser iguales o diferentes. Los radicales pueden ser de alquilo o arilo.

Nomenclatura:Los steres proceden de condensar cidos con alcoholes y se nombran como sales del cido del que provienen. La nomenclatura IUPAC cambia la terminacin -oico del cido por -oato, terminando con el nombre del grupo alquilo unido al oxgeno.

Los esteres son grupos prioritarios frente a aminas, alcoholes, cetonas, aldehdos, nitrilos, amidas y haluros de alcanoilo. Estos grupos se nombran como sustituyentes siendo el ster el grupo funcional.

cidos carboxlicos y anhdridos tienen prioridad sobre los steres, que pasan a nombrarse como sustituyentes (alcoxicarbonil......)

Cuando el grupo ster va unido a un ciclo, se nombra el ciclo como cadena principal y se emplea la terminacin -carboxilato de alquilo para nombrar el ster.

-Algunos usos de los steres:1.-Como esencias y saborizantes en la industria alimentaria.2.-Para enmascarar sabores desagradables en los medicamentos (industria farmacutica)3.-En perfumera.4.-Barnices para uas.5.-Pinturas para autos.6.-En la elaboracin de jabn.

ACTIVIDADES:Escribe la frmula de los siguientes steres:1.-Propanoato de terbutilo.2.-Metanoato de metilo.3.-3-cloro-butanoato de 1-metilpropilo

3.4.7 AmidasLas amidas son derivados de los cidos carboxlicos que se forman al sustituir el OH del grupo carboxilo COOH en los cidos por el grupo amino NH2.Su grupo funcional es la carboxiamida:

CompuestoGrupo funcionalFrmula general

Amida- CON R CONH2

Nomenclatura:1.-Escribir el nombre del cido carboxlico correspondiente, cambiando su terminacin (oico o ico) por el sufijo amida.2.-Cuando el grupo funcional se encuentra unido a un ciclo, el sufijo que se utiliza es carboxamida.3.-Si tienen 2, 3 o ms grupos carboxamida, se identifican con el prefijo dia, tria o tetra, segn sea el caso.4.-Como el grupo carbonilo de las amidas siempre est al final de la cadena se omite el nmero localizador.pentanamida, NO 1-pentanamida. Estructura Nombre de la IUPAC

metanamida(formamida)

Etanamida ( acetamida)

Hexanamida

3-oxopentanamida

(E)-hept-2-enamida

Usos de las amidas:Muchas de ellas tienen importancia biolgica, como:1.-La urea, diamida proveniente del metabolismo proteico de los mamferos.2.-Las poliamidas en fabricacin de fibras sintticas para la industria textil.3.-La sacarina, que se utiliza como sustituto d azcar en la dieta de los diabticos.

3.4.8 AminasLas aminas son compuestos que se forman al sustituir en el amoniaco (NH3) hidrgenos por radicales de alquilo o arilo.

CompuestoGrupo funcionalFrmula general

Amina- N R - NH2

R NH R

R N R R

Nomenclatura:1.-Numerar la cadena principal de tal manera que el grupo NH2 se localice en el carbono cuyo nmero sea menor.2.-Indicar las ramificaciones, como se ha venido haciendo, despus escribir el nombre del radical, sustituyendo la palabra o por la terminacin amina.3.-Cuando el NH2 est unido a un anillo, el carbono del ciclo al que se encuentra unido ser el nmero uno.4.-Si tiene 2, 3, 4 o ms grupos NH2 , se indican sus posiciones utilizando los sufijos diamina, triamina, tetramina, segn corresponda, numerando la cadena, de tal forma que los nmeros de los carbonos en que estn los grupos amino sean los ms pequeos.5.-En compuestos donde el NH2 se considere sustituyente, para indicarlo se utiliza el prefijo amino.

EstructuraNombre de la IUPAC

Metanamina(Metilamina)

Etanamina(Etilamina)

1-Propanamina(Propilamina)

2-Propanamina(Isopropilamina)

1,2-Etanodiamina (en este caso como el sufijo inicia con d se mantiene la terminacin de alcano o)

Ciclopentanamina(Ciclopentilamina)

Caractersticas de las aminas:Son biolgicamente importantes porque forman parte de las protenas.Los cadveres en descomposicin huelen mal debido a la formacin de compuestos con grupos amino que se forman a partir de los aminocidos en descomposicin.

Usos de importancia:1.-Algunas aminas se utilizan como frmacos (efedrina), otras como drogas (morfina, cocana, herona)2.-Etilamaina se usa en procesos de produccin de hules y resinas.3.-La amina aromtica ms importante es la anilina (felilamina), a partir de la cual se fabrican colorantes.

Actividades:Realiza las frmulas semidesarrolladas de las aminas siguientes:a) 1,5-pentanodiaminab) Ciclopropilaminac) Dodecanilaminad) 4,4,5-triamino-2,3-hexadieno.

3.4.9 Halogenuros de alquilo.Los halogenuros de alquilo se forman al sustituir uno o ms tomos de hidrgeno en un hidrocarburo por uno o ms tomos de halgenos.

CompuestoGrupo funcionalFrmula general

Halogenuros de alquilo- XR X

Ar X

(X puede ser F, Cl, Br e I)

Nomenclatura:

1.-Al nombre del hidrocarburo correspondiente se antepone el prefijo flor, cloro, bromo o yodo, con un nmero el cual indica la posicin del halgeno.

2-cloropropano 3-bromo-1-propeno iodo-cicloalcano

:2.-Se escribe el nombre del halgeno (X) ms la terminacin uro, seguido por de y despus el nombre del radical.

Ejemplos

1-cloro-propano

2,3-dibromo-butano

1-bromo-2-buteno

1,2-dicloro-bencenoo-dicloro-benceno

Caractersticas de los halogenuros:1.-Los halogenuros de alquilo son muy reactivos.

Algunos usos:1.-El bromuro de metilo se utiliza como veneno para roedores.2.-El cloruro de etilo se utiliza para preparar antidetonantes.3.-El tetracloruro de carbono se utiliza como agente de limpieza, en extinguidores y para lavado en seco.4.-El hexacloruro de benceno se utiliza como insecticida.

Actividades:Realiza las frmulas de los siguientes halogenuros:a) Cloruro de secbutilob) Yoduro de heptiloc) 3-bromo-4,4,6-trimetildecanod) Fluoruro de ciclopropiloe) 1,1,2-tricloroeteno

CUESTIONARIO 1.-Define los siguientes conceptos: Qumica orgnica, Frmula, Hidrocarburo, Ismero, Compuesto aromtico.2.-Describe los tres tipos de isomera que pueden presentarse en compuestos orgnicos.3.-Explica la diferencia entre un compuesto aliftico, un compuesto cclico y un compuesto aromtico.4.-Segn el nmero de carbonos a que puede estar unido un tomo de carbono en un compuesto orgnico, Qu tipos de carbono diferentes podemos encontrar?5.-Qu otro nombre puede darse a los alcanos?6.-Qu diferencias estructurales existen entre alcanos, alquenos y alquinos?7.-Qu hidrocarburo es la base de todos los compuestos aromticos? Escribe y dibuja su frmula.8.-Qu es el grupo funcional de un compuesto qumico?9.-Menciona los principales grupos funcionales en qumica orgnica.10.-Menciona algunos compuestos orgnicos, indicando su uso y/o importancia.

CUADRO DE TAREASPRIMER EXAMEN PARCIAL

NOMBRE DEL ALUMNO_________________________________________________________

CUADRO DE TAREAS SEGUNDO EXAMEN PARCIAL

NOMBRE DEL ALUMNO___________________________________________________________

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