configuracion de s,p,d,f ;clasificaciones de alcanos,alquenos,alquinos

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

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                                                               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