Hidrocarburos alifáticos

Que son?

Los hidrocarburos alifáticos son compuestos orgánicos constituidos por carbono e hidrógeno, en los cuales los átomos de carbono forman cadenas abiertas. Los hidrocarburos alifáticos de cadena abierta se clasifican en alcanos, alquenos y alquinos, por tanto pueden encontrarse unidos por enlaces simples, dobles o triples (alcanos, alquenos y alquinos respectivamente). Y dentro del grupo de hidrocarburos de cadena cerrada, tenemos a aquellos compuestos que se cierran formando un anillo sin ser derivados del benceno, como por ejemplo, los cicloalcanos, cicloalquenos y cicloalquinos.

ALCANOS

Terminación: ANO  1. Se elige la cadena más larga. 2. Si dos cadenas tienen la misma longitud se toma la más ramificada, y esa será la cadena principal. 3. Se enumera por el extremo más cercano a una ramificación para que tenga los números más bajos.4. Las ramificaciones se nombran según los prefijos (ver tabla de prefijos).  

5. Cuando la cadena contenga varias ramificaciones se ordenan alfabéticamente sin importar la numeración (etil, metil, etc.)

 6. Cuando en una misma cadena hay la misma ramificación dos o más veces se indican con los prefijos (di, tri,etc); y la posición de ellos con los números respectivos.

7. Si dos o más cadenas tienen igual distancia, se toma como principal la que tiene mayores ramificaciones.

Química Orgánica

Introducción a la química orgánica

La química orgánica se constituyo como disciplina en la década de 1930, cuando el termino "orgánico" suponía que los compuestos procedían de organismos vivos.
En la actualidad, los químicos consideran como compuestos orgánicos a aquellos que contienen carbono principalmente, ademas de hidrógeno (H) y otros elementos. Por ello la química orgánica tiende a denominarse química del carbono.

Si a un alcano se le suprime un átomo de hidrógeno resulta un radical alquilo, quedándose el carbono con el enlace, mismo que se utilizara para enlazarse a la cadena principal de la molécula. Un grupo alquilo resulta del rompimiento homolitico de un enlace carbono-hidrógeno, generándose el grupo alquilo correspondiente, por tener un electrón sin compartir se vuelve un reactivo y forman parte de las ramificaciones del hidrocarburo.

Los nombres de los radicales alquilo se forman cambiando la terminación ano por la terminación il o ilo:
La química orgánica o química del carbono es muy importante para la tecnología (combustibles, colorantes, papel, tinta) en las ciencias biológicas, la medicina, la genética etc. Debido a que la cantidad de estos compuestos es mucho mayor que la de los inorgánicos. 
Se conocen moléculas orgánicas que contienen millones de átomos de carbono cuyo arreglo espacial es muy diverso y complejo, pero ¿A que se debe que este elemento sea el que divide la ciencia química en las ramas orgánica e inorgánica?, ¿Que tiene de especial?

De todos los elementos químicos clasificados en la tabla periódica de mendeleiev, el carbono tiene la posibilidad de conformar enlaces entre sus mismos átomos con una estructura tetraedrica permitiendo así una formación de grandes cadenas, estructuras o anillos de diversos tamaños, lo que para cualquier otro elemento seria imposible.

¿Que es el carbono?
El carbono es un elemento solido y no metálico. se encuentra formando los compuestos orgánicos y forman parte de algunos compuestos orgánicos (anhídridos, ácidos carbonosos, ácidos carbónicos y sus respectivas sales). En estado puro se presenta como diamante o grafito, tiene un numero atómico de 6 y una masa atómica de 12. En su núcleo tiene 6  neutrones, 6 protones y 6 electrones distribuidos (distribución electrónica) de la siguiente manera: 2 electrones en el primer nivel s y 4 electrones en el segundo nivel (2 electrones en el 2s y 2 electrones en el 2p).
Su configuración electrónica en su estado natural o estado basal es: 1s²2s²2p²

Molaridad

Que es molaridad?
Es la concentración que relaciona los moles de soluto por volumen del solvente.

Para calcular la molaridad existe una formula la cual es:

M= #moles/litros de solucion

Ejemplo:

¿Cuál será la molaridad de una solución que contiene 64 gr de Metanol (p.m 32 gr/mol) en 500 ml de solución? 

Metanol = 64 gr
. 
p.m. = 32 gr / mol. 

500 ml solución = 0.5 litros. 

M = 64 gr / 32 gr / mol / 0.51 = 4 Molar.

Relaciones Molares

Que son las relaciones molares?
Las reacciones molares te indican el número de moles que se involucran en la reacción química, así como la cantidad en gramos de los productos a obtener.

Existen varios tipos de relaciones las cuales son:

• Relación Mol-Mol
• Relación Mol-Masa
• Relación Mol-Volumen

Relación Mol-Mol

Es una de las 3 relaciones estequiométricas, en ella se propone la relación de masa de cada reactivo y/o producto que interviene en una reacción en función de su cantidad de mol.

Ejemplo:

1Cu + 4HNO3 ---------> 1Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2 H2O

Podemos hacer la relación mol-mol de cualquiera de los compuestos participantes en esta reacción, con esto podemos predecir y/o presuponer la cantidad de reactivo que se utiliza, así como la cantidad de reactivo que se forma, suponemos: 

1 mol Cu ---- producen ---- 2 mol de NO2 
4 mol HNO3 --- producen ---- 2 mol de H2

Relación Mol-Masa

Las relaciones de este tipo tienen uno de sus datos en unidades de masa y el otro en moles.

Ejemplo:

¿Cuántas moles de hierro representan 25.0 g de hierro (Fe)?
Necesitamos convertir gramos de Fe a moles de Fe. Buscamos la masa atómica del Fe y vemos que es 55.85 g . Utilizamos el factor de conversión apropiado para obtener moles.

25.0 g Fe

(

1 mol 55.85g

)

= 0.448 moles Fe

La unidad del dato y del denominador del factor de conversión debe ser la misma

Relación Mol-Volumen

Para realizar un cálculo estequiométrico con volumen son necesarias 

dos condiciones: 

1. Que las sustancias sean gases. 

2. Que la reacción se efectúe en condiciones normales de 

temperatura y presión. 

Ejemplo:

Cuantos moles de Cl2 se necesitan para producir 125 litros de HCl?

Cl + H2 → 2HCl

1 mol ----- 44.8 litros

X mol ----- 125 litros                                     X= (125 litros)(1 mol)/44.8 litros 

                                                                     X= 2.19 moles

Mol

Que es el mol?

El mol es la unidad con que se mide la cantidad de sustancia, una de las siete magnitudes físicas fundamentales del Sistema Internacional de Unidades.

Para poder calcular el numero de átomos presentes en una cantidad determinada de una sustancia, parecería imposible debido a lo infinitamente pequeños y por lo tanto invisibles al ojo humano. Sin embargo, las masas atómicas ofrecen un medio conveniente para saber que una cantidad determinada de átomos de un mismo elemento tendrá la misma masa atómica.

Para saber la cantidad de partículas que contiene una muestra de sustancias, los químicos han adoptado como unidad el mol. El mol es la conexión entre el mundo de la macro escala y la nano escala, es decir, lo visible y lo invisible.

   

El número de unidades elementales –átomos, moléculas, iones, electrones, radicales u otras partículas o grupos específicos de éstas– existentes en un mol de sustancia es, por definición, una constante que no depende del material ni del tipo de partícula considerado. Esta cantidad es llamada número de Avogadro (N_A)³ y equivale a:

³

Balanceo de ecuaciones

En el balanceo de ecuaciones hay 3 métodos para hacerlo

• Método por tanteo.
• Método redox (oxidación-reducción).
• Método algebraico.

En este caso solo usaremos los 2 primeros métodos por tanteo y redox

Método por tanteo.-

Este método es útil para balancear ecuaciones sencillas y consiste en hacer equivaler ambos lados de la ecuación mediante el uso de coeficientes; osea. convertir las flechas en igualdad, lo que implicara que tengamos el mismo numero de átomos en cada elemento de ambos lado de la ecuación.

Ejemplo:

NaOH + H2SO4  →  Na2SO4 + H2O

                    1  = Na = 2

                    5  = O =   5

                    3  = H =   2

                    1  = S =   1

Si analizas la ecuación te darás cuenta que no esta balanceada, ya que,  no tiene las mismas cantidades, por lo tanto debemos empezar a utilizar coeficientes para aumentar la cantidad de moléculas a uno u otro lado de la ecuación.

2NaOH + H2SO4  →  Na2SO4 + H2O

                    2  = Na = 2

                    6  = O =   5

                    4  = H =   2

                    1  = S =   1

Con esta acción observamos que la ecuación sigue sin balancearse, por lo cual continuamos con el Oxigeno, donde entran 6 átomos como reactivo y salen 5 como producto; por lo que, si aumentamos a alas 2 moléculas de agua, la cuenta quedara así.

    2NaOH + H2SO4  →  Na2SO4 +2 H2O

                    2  = Na = 2

                    6  = O =   6

                    4  = H =   4

                    1  = S =   1

Aquí ya vemos que la igualdad se logro, la cantidad de átomos de cada lado es la misma, de esa manera podemos afirmar que la ecuación fue balanceada con éxito.



Método Redox (oxidación-reducción).-
El método de balanceo de ecuaciones por el número de oxidación es el más utilizado para balancear ecuaciones moleculares.

1.  Determinar el número de oxidación de cada uno de los elementos de todos los compuestos, escribiendo en la parte superior del símbolo de cada elemento, su correspondiente valor

2.  Ya establecidos los números de oxidación, observe detenidamente qué elemento se oxida y cuál se reduce.  Esto puede ser indicado de la siguiente forma:

3. El hidrógeno se reduce, ya que pasa de un número de oxidación de +1 a 0. Esto debe interpretarse como que el hidrógeno gana un electrón. Sin embargo, al haber 2 hidrógenos en ambos lados de la ecuación, este valor debe multiplicarse por 2.

4. Observe que el oxígeno se oxida, ya que pasa de un número de oxidación de -2 a 0. Esto quiere decir que el oxígeno pierde dos electrones. Del lado derecho de la ecuación, aparece el oxígeno en su estado fundamental (O2) como molécula diatómica, por lo que es necesario multiplicar por 2.

5. anote en la parte inferior de la molécula de hidrógeno, el número de electrones ganados en la reducción. Haga lo mismo para la molécula de oxígeno, anotando el número de electrones perdidos en la oxidación:

6. Estos dos valores obtenidos, serán los primeros dos coeficientes, pero cruzados. El 4 será el coeficiente del hidrógeno y el 2 el coeficiente del oxígeno:

7. El resto de sustancias se balancean por tanteo, en este caso, poniendo un coeficiente 4 al agua:

8. Finalmente, de ser posible, se debe simplificar a los números enteros más pequeños:

Para finalizar este primer ejemplo, es conveniente revisar las siguientes definiciones:

Agente Oxidante: es la sustancia que contiene el elemento que se reduce.

Agente reductor: es la sustancia que contiene el elemento que se oxida.

Tanto el agente oxidante como el agente reductor deben ser analizados en el lado de los reactivos. En el ejemplo anterior, podemos observar que el agua actúa tanto de agente oxidante porque contiene al H que se reduce, y como agente reductor porque contiene al oxígeno que se oxida.

Electrones transferidos: En todo proceso redox el número de electrones transferidos es igual al número de electrones perdidos en la oxidación e igual al número de electrones ganados en la reducción.

e- transferidos = e- perdidos en oxidación = e- ganados en reducción

e- transferidos = 4e- = 4e-

Los electrones perdidos en la oxidación son 4 porque son dos oxígenos que pierden 2 electrones cada uno.

Los electrones ganados en la reducción también son 4 porque son 4 hidrógenos que ganan un electrón cada uno.

                   

Reacciones Químicas

Que son las reacciones químicas?

es todo proceso termodinámico en el cual una o más sustancias (llamadas reactantes), por efecto de un factor energético, se transforman, cambiando su estructura molecular y sus enlaces, en otras sustancias llamadas productos.

Las reacciones químicas se componen de la siguiente manera:

• Coeficientes.
• Subíndices.
• Signos auxiliares.
• Literales.
• Flechas.