domingo, 9 de octubre de 2011

isomeria de posicion

La presente aquellos compuestos que poseen el mismo esqueleto carbonado pero en los que el grupo funcional o el sustituyente ocupa diferente posicion.
por ejemplo, la formula C4H10O puede corresponder a dos sustancias isomeras que se diferencian en la posicion del grupo OH: el 1-butanol y el 2-butanol.
CH3-CH2-CH2-CH2OH                                        CH3-CH2CHOH-CH3
1-Butanol,Butan-1olon-butanol                              2-butanol,butan-2-olo sec-butanol
Este tipo de isomeria resulta de la posibilidad de colocar grupos funcionales,cadenas laterarles o atomos sustituyentes en posiciones estructuralmente no equivalentes. supongamos que sustituimos uno de los atomos de hidrogeno del butano,CH3-CH2-CH2-CH3,por un grupo hidroxilo.Numerando los carbonos de la cadena del butano y realizando esta sustitucion en el carbono extremo (C1),obtenemos un alcohol llamado butan-1-ol(1-butanol).Si sustituimos un hidrogeno del C2 por el grupo -OH,obtenemos el alcohol isomero butan-2ol(2-butanol),que difiere en la posicion del grupo hidroxilo.Observece que ,sin embargo,si realizamos la sustitucion en el C3,no obtenemos un tercer isomero,sino de nuevo el 2-butanol.Las dos representaciones que se indican para el 2-butanol son estructuralmente identixas,como se puede ver girando su estructura 180° alrededor de un eje.
Este tipo de isomeria resulta de la posibilidad de colocar grupos funcionales en posiciones estructuralmente no equivalentes sobre un mismo esqueleto carbonado.Supongamos que sustituimos uno de los atomos de hidrogeno del hidrocarburo butano,CH3-CH2-CH2-CH3,por un grupo hidroxilo.Numerando los carbonos de la cadena del butano y realizando esta sustitucion en el carbono extremo (C1) obtenemos un alcohol llamado butanol-1.Si sustituimos un hidrogeno del C2 por -OH,obtenemos el alcohol isomero butanol -2,que difiere en la posicion del grupo hidroxilo.Observese que sin embargo si realizamos la sustitucion en el C3,no obtenemos un tercer isomero.Las dos representaciones que se indican para el butanol-2 son estructuralmente identicas,como se puede ver girando su estructura 180° alrededor de un eje.
La isomería es una propiedad de ciertos compuestos químicos que con igual fórmula química, es decir, iguales proporciones relativas de los átomos que conforman su molécula, presentan estructuras moleculares distintas y, por ello, diferentes propiedades. Dichos compuestos reciben la denominación de isómeros. Los isómeros son compuestos que tienen la misma fórmula molecular pero diferente fórmula estructural y, por tanto, diferentes propiedades. Por ejemplo, el alcohol etílico o etanol y el éter dimetílico son isómeros cuya fórmula molecular es C2H6O.Aunque este fenómeno es muy frecuente en Química orgánica, no es exclusiva de ésta pues también la presentan algunos compuestos inorgánicos, como los compuestos de los metales de transición

isomeria de posicion

isomeria de posicion

isomeria de posicion

sábado, 1 de octubre de 2011

alcanos ciclicos,radicales al quilo y geometria molecular

alcanos ciclicos:por simple observacion podemos comprobar que cuando las personas se toman de las manos pueden formar circulos.Asi tambien sucede con los compuestos organicos.
Como ya se ha mencionado,los compuestos del carbono presentan la caracteristica de formar ciclos,por lo que estos hidrocarburos presentan anillos  llamados cicloalcanos.Corresponde a la formula CnH2n, e igual que sus analogos de cadena abierta son solubles en disolventes organicos.Hierven de 10 a 20 C por encima de los alcanos de cadena lineal de igual numero de carbonos.Esta diferencia se debe a que los ciclos o anillos que forman son mucho menos flexibles,ympor lo mismo,tienen menor movimiento entre sus atomos.
El primer compuesto ciclico que se forma en esta familia es el ciclopropano; le sigue el ciclobutano;ciclopentano,ciclohexano, y haci sucesivamente.La extrema reactividad del ciclopropano y ciclobutano se debe a que,en el primero,sus atomos de carbono estan unidos formando un angulo de enlace de 60°, y en el segundo,de 90°(tensiones muy fuertes), en comparacion con el angulo normal de 109°28'(teoria tension de baeyer)
Radicales al quilo:se conoce como radicales alquilo a los grupos de sustituyentes presentes en los hidrocarburos; se les denomina añadiendo el sufijo -ilo a la raiz de nombre, que indica el numero de carbono del grupo sustituyente.por ejemplo,la raiz met del metano indica un atomo de carbono y da origen a metilo.Dicho de otra forma,los radicales alquilo siempre conservan el nombre de hidrocarburos saturado que les da origen, pero tendran un hidrogeno menos que su (progenitor) ya que se unira al carbono de la cadena;tambien la terminacion-ano del nombre se sustituira por el sufijo-ilo.
Geometria molecular: La Geometría molecular o estructura molecular es la disposición tri-dimensional de los átomos que constituyen una molécula. Es importante por que determina muchas de las propiedades de las moléculas, como son la reactividad, polaridad, fase, color, magnetismo, actividad  farmacologicoa, toxicologica, biológica, etc.
Las geometrías moleculares se determinan mejor a temperaturas próximas al cero absoluto porque a temperaturas más altas las moléculas presentarán un movimiento rotacional considerable. En el estado sólido la geometría molecular puede ser medida por Difracción de rayos X. Las geometrías se pueden calcular por procedimientos mecánico cuánticos ab initio o por métodos semiempíricos de modelamiento molecular. Las moléculas grandes a menudo existen en múltiples conformaciones estables que difieren en su geometría molecular y están separadas por barreras altas en la superficie de energía potencial.
La posición de cada átomo se determina por la naturaleza de los enlaces químicos con los que se conecta a sus átomos vecinos. La geometría molecular puede describirse por las posiciones de estos átomos en el espacio, mencionando la longitud de enlace de dos átomos unidos, ángulo de enlace de tres átomos conectados y ángulo de torsión de tres enlaces consecutivos.

domingo, 25 de septiembre de 2011

compuestos del carbono, el petroleo y sus derivados, concepto y formula de alcanos, alquinos, alquenos

                    Compuestos del carbono
El carbono es conocido desde la aurora de los tiempos; es uno de los elementos químicos que existe en mayor cantidad en los seres vivos. Este elemento se destaca, porque combinado con otro, forma innúmeros compuestos que aseguran la vida en la tierra, es el 14º elemento más abundante en la naturaleza. Las características del carbono son muy particulares, ya que el forma un enorme numero de compuestos, la mayor parte de los cuales constituyen el grupo de las substancias orgánicas, o sea, las substancias que contienen principalmente carbono, hidrógeno, nitrógeno y oxígeno. Se conocen millones de compuestos orgánicos. El carbono también forma otra serie, mucho menos numerosa, cuyos compuestos son clasificados como compuestos inorgánicos. Químicamente el carbono es una sustancia inerte, paradójicamente una sustancia inherte que le da vida al planeta.                    El petróleo y sus derivados
El petróleo (del griego: πετρέλαιον, "aceite de roca")´ es una mezcla homogénea de compuestos orgánicos, principalmente hidrocarburos insolubles en agua. También es conocido como petróleo crudo o simplemente crudo. Es de origen fósil, fruto de la transformación de materia orgánica procedente de zooplancton y algas que, depositados en grandes cantidades en fondos anóxicos de mares o zonas lacustres del pasado geológico, fueron posteriormente enterrados bajo pesadas capas de sedimentos. La transformación química (craqueo natural) debida al calor y a la presión durante la diagénesis produce, en sucesivas etapas, desde betún a hidrocarburos cada vez más ligeros (líquidos y gaseosos). Estos productos ascienden hacia la superficie, por su menor densidad, gracias a la porosidad de las rocas sedimentarias. Cuando se dan las circunstancias geológicas que impiden dicho ascenso (trampas petrolíferas como rocas impermeables, estructuras anticlinales, márgenes de diapiros salinos, etc.) se forman entonces los yacimientos petrolíferos. En condiciones normales es un líquido bituminoso que puede presentar gran variación en diversos parámetros como color y viscosidad (desde amarillentos y poco viscosos como la gasolina hasta líquidos negros tan viscosos que apenas fluyen), densidad (entre 0,75 g/ml y 0,95 g/ml), capacidad calorífica, etc. Estas variaciones se deben a la diversidad de concentraciones de los hidrocarburos que componen la mezcla. Es un recurso natural no renovable y actualmente también es la principal fuente de energía en los países desarrollados. El petróleo líquido puede presentarse asociado a capas de gas natural, en yacimientos que han estado enterrados durante millones de años, cubiertos por los estratos superiores de la corteza terrestre. En los Estados Unidos, es común medir los volúmenes de petróleo líquido en barriles (de 42 galones estadounidenses, equivalente a 158,987294928 litros), y los volúmenes de gas en pies cúbicos (equivalente a 28,316846592 litros); en otras regiones ambos volúmenes se miden en metros cúbicos
. Los siguientes son los diferentes productos derivados del petróleo y su utilización:
Gasolina motor corriente y extra - Para consumo en los vehículos automotores de combustión interna, entre otros usos.
Turbo combustible o turbosina - Gasolina para aviones jet, también conocida como Jet-A.
Gasolina de aviación - Para uso en aviones con motores de combustión interna.
ACPM o Diesel - De uso común en camiones y buses.

Queroseno - Se utiliza en estufas domésticas y en equipos industriales. Es el que comúnmente se llama "petróleo".

Cocinol - Especie de gasolina para consumos domésticos. Su producción  es mínima.

Gas propano o GLP - Se utiliza como combustible doméstico e industrial.

Bencina industrial - Se usa como materia prima para la fabricación de disolventes alifáticos o como combustible doméstico

Combustóleo o Fuel Oil - Es un combustible pesado para hornos y calderas industriales.

Disolventes alifáticos - Sirven para la extracción de aceites, pinturas, pegantes y adhesivos; para la producción de thinner, gas para quemadores industriales, elaboración de tintas, formulación y fabricación de productos agrícolas, de caucho, ceras y betunes, y para limpieza en general.

Asfaltos - Se utilizan para la producción de asfalto y como material sellante en la industria de la construcción.

Bases lubricantes - Es la materia prima para la producción de los aceites lubricantes

Concepto y formula de alcanos, alquenos, y alquinos:
ALCANOS: Los alcanos son hidrocarburos, es decir que tienen sólo átomos de carbono e hidrógeno. La fórmula general para alcanos alifáticos (de cadena lineal) es CnH2n+2, y para ciclo alcanos es CnH2n. También reciben el nombre de hidrocarburos saturados.
 Los alcanos se presentan en estado gaseoso, líquido o sólido según el tamaño de la cadena de carbonos. Hasta 4 carbonos son gases (metano, etano, propano y butano), a partir del pentano hasta el hexadecano (16 carbonos) son líquidos y los compuestos superiores a 16 carbonos se presentan como sólidos aceitosos (parafinas). Todos los alcanos son combustibles, al ser una forma reducida del carbono, y liberan grandes cantidades de energía durante la combustión.

ALQUENOS: Los alquenos son hidrocarburos que tienen doble enlace carbono-carbono en su molécula, y por eso son denominados insaturados. La fórmula genérica es CnH2n. Se puede decir que un alquenos no es más que un alcano que ha perdido un hidrógeno produciendo como resultado un enlace doble entre dos carbonos.
Al igual que ocurre con otros compuestos orgánicos, algunos alquenos se conocen todavía por sus nombres no sistemáticos, en cuyo caso se sustituye la terminación -eno sistemática por -ileno, como es el caso del eteno que en ocasiones se llama etileno, o propeno por propileno. Los alquenos cíclicos reciben el nombre de ciclo alquenos.
ALQUINOS: Los alquinos son hidrocarburos alifáticos con al menos un triple enlace entre dos átomos de carbono. Se trata de compuestos meta estable debido a la alta energía del triple enlace carbono-carbono. Su fórmula general es CnH2n-2Los alquinos pueden ser hidrogenados par dar los cis-alquenos correspondientes con hidrógeno en presencia de un catalizador de paladio sobre sulfato de bario o sobre carbonato cálcico parcialmente envenenado con óxido de plomo. Si se utiliza paladio sobre carbón activo el producto obtenido suele ser el alcano correspondiente. HC≡CH + H2 → CH2=CH2 + H2 → CH3-CH3
Aunque la densidad de electrones y con esto de carga negativa en el triple enlace es elevada pueden ser atacados por nucleó filos. La razón se encuentra en la relativa estabilidad del anión de vinilo formado.
Frente a bases fuertes como el sodio en disolución amoniacal, el bromo magnesiano de etilo etc. reacciona como ácidos débiles. Ya con el agua sus sales se hidrolizan para dar de nuevo el alquino libre

domingo, 18 de septiembre de 2011

actividades pag:122-139

 
                                                               Gramos de soluto
Expresión analítica:    %p/p  ____________________  x100
                                                            Gramos de disolución

A partir de 250g de una disolución acuosa de sulfato de cobre (CuSO4) se obtiene por evaporación un residuo de 30g de sulfato.
Solución:
a)    
Gramos disolución=gramos soluto + gramos disolvente
Gramos disolvente=gramos disolución-gramos soluto
Gramos de H2O=250g-30g
Gramos de H2O=220g

                             masa  CuSO4
b)    %p/pCuSO4= ---------------------------- x100 = x100 = 12%
                                      masa disolución
                     masa H2O
c)     %p/p CuSO4= -------------------------x100 = x100 = 88%
                                           Masa disolución

¿Cuántos gramos de agua se necesitan para mezclar 60g de nitrato de sodio (NaNO3) y obtener una disolución al 25% en peso?
Datos:
Masa H2O =?                                                                      Masa NaNO3 = 60g
% NaNO3 = 25%                                                                %H2O = 100% - 25% = 75%
Solución:
Masa H2O = = 180g o bien masa disolución= = 240g
 2.- porcentaje peso a volumen (%p/v)
                                                       Gramos de soluto
Expresión analítica: %p/p= ------------------------------- x100
                                                         Mililitros de disolución

¿Cuál es el %p/v de NaCL en una  solución que contiene 10g de soluto en 120 mL de solución?
Datos:
%p/v NaCL = ?                                                 masa NaCL =10g
Volumen solución = 120 mL
Solución:
                            Masa NaCl
%p/v NaCl = ------------------------------ x100 =  x100 = 8.33%
                           Volumen disolución


3._ porcentaje volumen a volumen (%v/v)
                                                          Mililitros de soluto
Expresión analítica: %v/v = --------------------------- x 100
                                                       Mililitros de solución

¿Cuál es el %v/v de una disolución que contiene 5 mL de HCI en 100 mL de agua?
Datos:
% v/v HCl = ?                VHCI= 5 mL                                V H2O= 100 mL
Solución:
                             VHCI
% v/v HCI = ------------------- x 100
                       V disolución
V disolución = VHCI + V H2O = 5 mL + 100mL= 105mL
%v/v HCI = x100= 4.8%
¿Cuántos mililitros de acido acético se necesitan para preparar 300 mL de disolución al 20% (v/v)?
Datos:
V acido acético = ?        V disolución = 300 mL      %v/v acido acético = 20%
Solución:
V acido acético=    =    = 60mL
4.-partes por millón (ppm)
                                                        Miligramos de soluto                                 miligramos de soluto
Expresión analítica: ppm = -------------------------------         o   ppm = -----------------------------------
                                                      Kg de disolución                                              L de solución

Una muestra de agua de 600 mL tiene 5 mg de F ¿Cuántos ppm de ion fluoruro hay en la muestra?
Datos:
V H2O= 600 mL = 0.6L          masa F= 5 mg                   ppm = ?
Solución:
ppmF =  =  = 8.33 ppm


1.     - Solucion molar (M)

Expresión analítica:                                                                          preparación de una solución
          Moles de soluto                                                                      1.0 molar o 1.0 M de sulfato
Molaridad= -------------------------                                                               de potasio K2SO4
                           L de disolucion
Por lo tanto:
M=  
Donde:
N=numero de moles de soluto
V=volumen de disolución
M=concentración molar de la disolución

¿Cuál es la molaridad de una disolución de 2 moles de KOH en 2.5 litros de disolución?
Datos:
M=?                   n=2moles KOH                   v=2.5 L
Solución:

M= = =0.80 =0.80M
¿Cuál es la molaridad de 250g de H2SO4 en 2500mL de disolución ?
Datos:
M=?                      n=(250g) =2.6 moles H2SO4
v=2500mL=2.5L
solucion:
M= = =1.02 =1.02M
Solución molal (m)
Expresión analítica
M=                                         preparación de una disolución
1.0   molal o 1.0m de carbonato de sodio (Na2CO3)

Donde:
n=moles de soluto
kg disolvente=kilogramos de disolvente
m=concentración molal de la disolución
Calcula la molalidad de una disolución que tiene 0.5 moles de NaCI en 0.2 kg de agua
Datos:
M=?              n=o.5 mol NaCI                                        kg disolvente=0.2kg de H2O

Solución:

M= = =2.5 =2.5m
Calcula la molalidad de una disolución que contiene 12g de Mg(OH)2 en 500 mL de H2O
Datos:
M=?
N=(12g Mg(OH)2)  = 0.2 mol Mg(OH)2
Kg disolvente=   =500g=0.5kg H2O
Solución:
M= = = =0.4m

Calcula los gramos de NaOH que se requieren para preparar una disolución de 0.80m en 1200 mL de agua.
Datos:
masa NaOH=?          M=

kgH2O=(1200mL)   = 1.2kg
Solución:
A partir de m= , despejas n y obtienes n=(m)(kg); sustituyendo en la formula resulta:
N= = 0.96 mol NaOH

Solución normal (N)
Expresión analítica N=
Donde:                                                                                               preparación de una solución
E = Eq-g soluto                                                                                 1.0 normal o 1.0 N de Na2CO3
V= litros de solución
N= concentración normal
Equivalente gramo de un elemento:   Eq-g elemento=
Equivalente gramo de un acido:     Eq-g acido =
Equivalente gramo de una base:   Eq-g base
Equivalente gramo de una sal:    Eq-g sal=  
Para determinar la concentración normal (N) debes aprender a realizar las conversiones de unidades como se muestra en los siguientes ejemplos.
100gNaOH                        Eq-g
Relacionando estequiometricamente estas unidades observaras que:
=2.5Eq-g NaOH
1.8Eq-gH2SO4----------------------gramos
Aplicando el mismo procedimiento analítico tendrás:
   = 88.2g H2SO4
¿Cual  es la normalidad de una disolución de HCI que contiene 0.35 Eq-en 600mL de dicha disolución?
Datos:
N=?                     E=0.35 Eq-gHCI                  v= 600mL= 0.60L
Solución:
N=  = =0.58  = 0.58 N
Fracción molar (X)
Expresión analítica:
X=  =
Por lo tanto:
XA =  =                                                 donde:
                                                                                                          n= numero de moles
                                                                                                                     x=fracción molar

una disolución contiene 20g de NaOH y 100g de H2O. calcula la fracción molar de NaOH
y  H2O
datos:
masa NaOH=20g                           masa H2O = 100g
= (20g) =0.5 mol           =(100g) =5.55mol