Unidad I

COLEGIO DE BACHILLERES DEL ESTADO DE MICHOACAN

SISTEMA DE ENSEANZA ABIERTA UNIDAD MORELIA

MAPAS CONCEPTUALES PARA LA ASIGNATURA DE QUIMICA II

ASESOR: Q.F.B. ALEJANDRA MANJARREZ ACEVEDO

SEPTIEMBRE DEL 2008INDICE

CONTENIDO PAGINA

Presentacin... 3

Pertinencia didctica 4Unidad I..6EstequiometraMetodologa didctica.. 71.1 Bases de la Estequiometra.. 81.1.1 Reacciones qumicas y estequiomtricas.. 81.1.2 El mol 91.1.3 Masa molar, volumen molar y masa frmula. 91.1.4 Conversiones masa-mol-volumen molar... 101.1.5 Ecuaciones qumicas y clculos estequiomtricos.. 121.1.6 Composicin porcentual y su relacin con la frmula

mnima y molecular 121.2 Reactivo limitante.. 181.3 La contaminacin del aire.... 201.4 La contaminacin del agua...... 24Mapas Conceptuales.. 26Autoevaluacin. 28Unidad II. 31Sistemas dispersosMetodologa didctica.. 32 2.1 Mezclas homogneas y heterogneas. 332.1.1 Mtodos de separacin de Mezclas 332.2 Disoluciones, coloides y suspensiones.... 35 2.2.1 Caractersticas de las disoluciones.. 352.2.2 Caractersticas de los coloides.. 382.2.3 Caractersticas de las suspensiones 392.3 Concentracin de las disoluciones.... 392.3.1 Concentracin de las disoluciones en unidades

Fsicas.. 392.3.1 Concentracin de las disoluciones en unidades

Qumicas. 43Mapas conceptuales... 51Autoevaluacin. 53Unidad III.. 56Compuestos del CarbonoMetodologa didctica 573.1 Estructura molecular de los compuestos del carbono .. .583.1.1 Configuracin molecular de los compuestos del carbono 593.1.2 Geometra molecular 593.2 Tipos de cadena e isomera .. 613.2.1 Tipos de cadena 613.2.2 Isomera.. 623.3 Hidrocarburos... 633.3.1 Alcanos. 643.3.2 Alquenos.. 653.3.3 Alquinos 663.3.4 Hidrocarburos aromticos. 673.4 Grupos funcionales... 673.4.1 Alcohol........ 683.4.2 teres ........ 693.4.3 Aldehidos ....... 703.4.4 Cetonas .. 703.4.5 cidos carboxilicos .......... 713.4.6 steres ........................................................................... 723.4.7 Amidas ........................................................................... 723.4.8 Aminas ........................................................................... 733.4.9 Halogenuros de Alquilo .................................................. 74Mapas Conceptuales.. 79Autoevaluacin.... 81Unidad IV . 84MacromoleculasMetodologa didctica. 85 4.1 Importancia de las macromolculas naturales. 874.1.1 Carbohidratos. 874.1.2 Lpidos. 894.1.3 Protenas. .. 894.2 Macromolculas sintticas.. 924.2.1 Polmetros de adicin... 934.2.2 Polmeros de condensacin 95Mapas conceptuales.. 98Autoevaluacin 100Respuestas autoevaluaciones.. 102Bibliografa 107PRESENTACINLa aparicin de la ciencia que llamamos "Qumica" requiere un proceso histrico ms dilatado y lento que otras ramas de la ciencia moderna. Tanto en la antigedad como en la Edad Media se contemplan denodados esfuerzos por conocer y dominar de alguna forma los elementos materiales que constituyen el entorno fsico que nos rodea. Averiguar cules sean los elementos originarios de los que estn hechas todas las cosas as como establecer sus caractersticas, propiedades y formas de manipulacin son las tareas primordiales que se encaminan al dominio efectivo de la naturaleza.Estos mapas conceptuales se han realizado con el propsito de auxiliar a los estudiantes que cursan la asignatura de Qumica II en el Colegio de Bachilleres del Estado de Michoacn en el sistema de enseanza abierta, ya que los mapas conceptuales son un potente instrumento de enseanza-aprendizaje. La utilizacin de esta herramienta permite construir un aprendizaje significativo, proceso en el que los estudiantes se convierten en autnticos agentes en la construccin del conocimiento relacionando los nuevos conceptos con los ya existentes en una estructura organizada.

La importancia de los mapas conceptuales elaborados radica en el puntual cumplimiento de cada una de las unidades estructurales. De forma tal que la Unidad 1 pretende que el estudiante reconozca la importancia de calcular las cantidades de reactivos y productos involucrados en una reaccin qumica, as como las repercusiones socioeconmicas y ecolgicas que tienen los cambios qumicos en el medio ambiente. La Unidad 2 contempla los conceptos propios de los sistemas dispersos, su aplicacin en los sistemas qumico-biolgicos y su trascendencia en trminos de concentracin en la determinacin cuantitativa de cada uno de sus componentes, haciendo nfasis en aspectos porcentuales y unidades qumicas de uso comn en el rea experimental. La Unidad 3 introduce a los estudiantes al mundo de la qumica orgnica, iniciando con el estudio del carbono hasta las cadenas carbonadas en los hidrocarburos saturados e insaturados y sus derivaciones de acuerdo con las propiedades del grupo funcional que los caracterizan, ejemplificndolos con los compuestos ms importantes a nivel industrial y biolgico. Por ultimo, en la Unidad 4 se contempla el estudio de los polmeros, desde el punto de vista estructural hasta la formacin de macromolculas de origen natural y sinttico, vinculando su importancia en los procesos qumicos y biolgicos para dar un sentido prctico en la vida del hombre.

PERTINENCIA DIDACTICAAl elaborar los presentes mapas conceptuales para la asignatura de Qumica II, se tuvo en cuenta el uso que tendra, el cual, es de conjuntamente con la antologa elaborada por el asesor para la misma asignatura, de servir como una herramienta del aprendizaje de los temas que conforman el programa de estudio de la asignatura, fomentando el proceso de autodidacta el cual se deben de desarrollar en los estudiantes del sistema de enseanza abierta

Este instrumento permite elaborar una visin global y completa al finalizar el desarrollo de la unidad, y tambin para tener seguimiento del aprendizaje del estudiante. El mapa se utiliza para la evaluacin sumativa realizada al final del proceso con el fin de calificar el grado de aprendizaje.

Los mapas conceptuales se acompaan de apuntes y de autoevaluaciones para complementar los conocimientos y que el estudiante retroalimente los conocimientos obtenidos.

En relacin con las estrategias metodolgicas son acordes con las actividades que se sealan por unidad en la planeacin asignatural:

Para la Unidad I: Presentar un resumen de los conceptos de mol, masa formula, masa molar y volumen molar. Identificar, a partir de la consulta bibliogrfica los contaminantes primarios y secundarios del aire as como las fuentes emisoras producto de las actividades humanas Para la Unidad II: Presentar de manera esquemtica los distintos mtodos para separar mezclas sealando la utilidad que estos tienen en los procesos industriales. Consultar los trminos de disolucin diluida, concentrada, saturada y sobresaturada y hacer un cuadro comparativo entre las disoluciones citando ejemplos de ellas. Para la Unidad III: Realizar un mapa conceptual sobre las distintas propiedades de los enlaces sencillos, dobles y triples. Realizar consulta bibliogrfica acerca de la importancia socioeconmica y el impacto ecolgico de la petroqumica. Elaborar un cuadro donde se seale los usos ms importantes de los grupos funcionales. En la Unidad IV: Realizar una revisin bibliogrfica de la Estructura y clasificacin de carbohidratos, lpidos y protenas. Realizar un ensayo acerca del impacto social y ecolgico del uso de los polmeros. Analizar los problemas que se presentan en su comunidad debido al uso de polmeros sintticos, proponiendo un proyecto de alternativas de solucin teniendo como base los conceptos de reciclado, reduccin de consumo y reutilizacin de plsticos.En la evaluacin se tomar como condicin para presentar el examen escrito la presentacin de la autoevaluacin de cada unidad; as mismo para cada una de ellas las actividades extras marcadas; la evaluacin se realizar de la siguiente manera: 60% al promedio aritmtico de la calificacin obtenida en los 4 exmenes (uno por cada unidad).

20% por la entrega de actividades y autoevaluaciones.

20% por las actividades en el laboratorio.

UNIDAD I

ESTEQUIOMETRA

OBJETIVO DE LA UNIDAD.

El estudiante determinar las cantidades de reactivos y productos involucrados en una reaccin qumica, por medio de la aplicacin del mol, analizando la importancia que tiene este tipo de clculos en los procesos qumicos que tienen repercusiones socioeconmicas y ecolgicas, con una actitud crtica y responsable.PROPOSITO

El conocimiento que la qumica aporta respecto a la estructura y los cambios que experimenta la materia ha servido para mejorar la calidad de vida de la humanidad.

Los cambios que experimenta la materia, tambin conocidos como reaccin qumica, involucran una cantidad de materia (sustancia reaccionante), que se convierten en otra cantidad determinada de sustancias producidas

Mediante la Estequiometra es posible establecer un anlisis cuantitativo de las cantidades de sustancias consumidas y producidas en las reacciones qumicas.

Qu es la Estequiometra, como realizar clculos estequiomtricos, que unidades se emplean en estos clculos, qu importancia tienen stos en el anlisis cuantitativo de procesos qumicos; son algunas de las cuestiones que analizaremos en esta unidad.

METODOLOGA DIDACTICA

Para esta Unidad se ejecutara la lectura de comprensin del apunte, resolucin de la autoevaluacin que se encuentra al final de cada unidad, y la revisin del mapa conceptual el cual sirve como retroalimentacin para el estudiante.

Unidad I

Presentar un resumen de los conceptos de mol, masa formula, masa molar y volumen molar.

Identificar, a partir de la consulta bibliogrfica los contaminantes primarios y secundarios del aire as como las fuentes emisoras producto de las actividades humanas.UNIDAD IESTEQUIOMETRIA

1.1 Bases de la Estequiometra

La Estequiometra que es la medicin de las cantidades de reactivos y productos en una reaccin qumica, tiene sus bases en 4 leyes conocidas como leyes pondrales, y son:

Ley de la conservacin de la masa: Propuesta por Antoine Laurent Lavoisier; establece que la masa no se crea ni se destruye en una reaccin qumica, con el advenimiento de la teora atmica, se a dado una variante a esta ley, los tomos ni se crean ni se destruyen en una reaccin qumica.

Ley de las proporciones definidas: Ley de la proporcin constante, propuesta por Joseph Louis Proust, establece que los elementos que se combinan para formar un compuesto siempre lo hacen en proporciones de masa definida y en relaciones sencillas.

Ley de las proporciones mltiples: Propuesta por John Dalton; establece que si dos elementos se combinan para formar ms de un compuesto, mientras la cantidad en masa de uno de ellos permanece constante la del otro varia en una proporcin de un mltiplo de la menor.

Ley de las proporciones recprocas: Propuesta por Richter Wenzel; las masas de los dos elementos que reaccionan con la misma masa de un tercer elemento, tambin pueden reaccionar entre s:

H2+Cl2

2HCl

2.016g

71g

Como el peso del cloro es el mismo en ambas ecuaciones, de acuerdo con la ley de las proporciones recprocas, los pesos de hidrgeno y sodio pueden combinarse entre si:

2Na + H2

2NaH

46g

2.016g

1.1.1 Reacciones qumicas y estequiometra

En la descomposicin de los alimentos, o en la combustin de la gasolina en los automviles, se encuentran presentas las reacciones qumicas. Los cambios qumicos que experimenta la materia, ya sea en forma natural o provocada por causas externas, se pueden presentar mediante ecuaciones qumicas. Toda reaccin qumica debe cumplir con la ley de la conservacin de la masa. La combustin de la gasolina compuesta principalmente por octano (C8H18) es:

2C8H18 +25O2 16CO2 +18H2 O

Ejemplo: Dos molculas de octano (C8H18) reaccionan con 25 molculas de oxigeno. Para producir 16 molculas de bixido de carbono y 18 molculas de agua.

Ejemplo: la combustin del carbn mineral solo se lleva a cabo en presencia de oxgeno y el producto de la reaccin es bixido de carbono, a dems del calor que se produce.

La ecuacin que representa este cambio qumico es:

C+O2 CO2

En este ejemplo la ecuacin est balanceada. La estequiometra de esta ecuacin indica que un tomo de carbono reacciona con una molcula de oxigeno para producir una molcula de bixido de carbono.

1.1.2 El Mol

Se define al mol como la cantidad de una sustancia que contiene 6.022x1023 unidades elementales as: Un mol de tomos de carbono contiene 6.022 x1023 tomos de carbono.

Un mol de molculas de bixido de carbono contiene 6.022x1023 molculas de bixido de carbono.

Un mol de cualquier sustancia contiene 6.022 x1023 partculas unitarias de esa sustancia.

El valor 6.022 x1023 se conoce como numero de Avogadro y se designa con la letra N.

6.022x1023 = 602, 200, 000, 000, 000, 000, 000,000

La palabra mol nada tiene que ver con molculas; mol deriva del latn moles, que significa montn o pila. El mol es la conexin entre el mundo de la macroescala y la nanoescala, el mol es que siempre contiene el mismo nmero de partculas:

1 mol = 6.022 x1023 partculas

1.1.3 Masa molar, volumen molar y masa formula

La masa molar es la masa en gramos de un mol de una sustancia; se representa con las unidades de gramos sobre mol (g/mol). Para todos los elementos, la masa molar es la masa en gramos numricamente igual al peso atmico del elemento en unidades de masa atmica.

El peso atmico del hierro es 55.847 uma, por lo que su masa molar es 55.847 g/mol y por lo tanto, la masa de un mol de tomo de hierro es 55.847g.

El volumen molar es el volumen que ocupa un mol de un gas en condiciones TPN. TPN significa temperatura y presin normales, valores normales una temperatura de 273 K (grados kelvin) y 1 atm (una atmsfera) de presin.

28.2 cm.

28.2 cm.

La masa formula es la suma de las masas atmicas expresada en unidades de masa atmica de los elementos indicados en la formula. En ocasiones se usa el trmino masa molecular para indicar que el compuesto existe como molecular, masa formula cuando el compuesto es inico.

Ejemplo: Determina la masa molecular y la masa molar del octano (C8H18) Solucin: La formula indica que la molcula esta compuesta por 8 tomos de carbono y 18 tomos de hidrogeno, su masa molecular es la suma del peso atmico de cada elemento multiplicado por el nmero en que estos se presentan:

Carbono: 8 X 12.0000 uma = 96.0000 uma

Hidrogeno: 18 X 1.008 uma = 18.144 uma

Masa molecular del (C8H18) = 114.144 uma

Masa molar del (C8H18) = 114.144 g/mol

Masa de un mol de (C8H18) = 114.144 g

1.1.4 Conversiones masa-mol-volumen molares

Un factor de conversin es una relacin que se deduce de la igualdad entre las unidades: Se usa de la manera siguiente:

Unidad y datos desconocidos Unidades deseadas = Respuesta en unidades deseadas

Unidad de datos c.

Cualquier igualdad matemtica se puede escribir como un factor de conversin. Por ejemplo, una igualdad conocida es:

Si se divide ambos miembros de la igualdad entre 100 cm. se obtiene:

1 m / 100 cm. =1

La fraccin de esta igualdad se puede invertir para obtener el reciproco:

100 cm. / 1m = 1

Al realizar la inversin se obtienen dos fracciones que son equivalentes e iguales a 1.Con base en las dos ltimas igualdades se obtienen dos factores de conversin:

1 m / 100 cm. Y 100 cm. / 1 m

Ejemplo: Cuntos moles y cuntos tomos de hierro hay en una varilla de este metal que pesa 10gr?

Solucin: En primer lugar debes conocer la masa molar de las sustancias en cuestin en este caso el hierro. Recuerda que la masa molar en gramos en numricamente igual al peso atmico del elemento en unidades de masa atmica.

En este caso, y con base en la tabla peridica se obtiene:

El peso atmico del hierro (Fe) es 55.847uma

La masa molar del y hierro (Fe) es 55.847 g/mol

La masa de un mol de Fe es 55.847g

Partiendo de estos datos puedes convertir la masa de la varilla a moles de la forma siguiente:

1mol Fe

10gFe

=0.179mol Fe

55.847g Fe

Una vez determinados los moles de Fe, y recordando que un mol tienen 6.022 x1023 partculas, puedes calcular el nmero de tomos de Fe:

6.022x1023 tomos Fe

0.179mol Fe = 1.078 x1023tomos Fe

1 mol Fe

1.1.5 Ecuaciones qumicas y clculos estequiomtricos

Los clculos estequiomtricos se utilizan de manera rutinaria en el anlisis qumico y durante la produccin de todas las sustancias qumicas que utiliza la industria o se venden a los consumidores, permiten determinar las cantidades de las sustancias que participan en las reacciones qumicas.

Las relaciones estequiomtricas que se obtienen de la ecuacin balanceada para la formacin del agua son:

Para el hidrogeno y oxigeno ( reactivos)

2 moles H2 1 mol O2

o

1 mol O2 2 mol H2

Se puede establecer una serie de pasos para calcular la cantidad estequiomtricas de un reactivo o producto en cualquier reaccin qumica, son importar si los datos o las incgnitas estn en gramos, moles o litros.

Pasos para resolver problemas de estequiometra a partir de una ecuacin qumica:

Paso 1 Escribir la ecuacin qumica balanceada con las formulas o los smbolos correctos de los reactivos y productos.

Paso 2 Determina las masas molares de las sustancias que intervienen en el calculo.

Paso 3 Convertir a moles la cantidad de sustancia conocida A.Paso 4 Convertir los moles determinados de la sustancia conocida A a moles de las sustancias desconocidas B. Hacer uso de la relacin estequiomtrica correcta, tomada de la ecuacin balanceada.

Paso 5 Convertir los moles determinados de la sustancia desconocida B a las unidades solicitadas.

1.1.6 Composicin porcentual y su relacin con la formula mnima y molecular.Los porcentajes calculados se conocen como composicin porcentual. El porcentaje en masa de un elemento presente en un compuesto en partculas equivale al nmero de gramos del elemento presente en 100 g del compuesto.

Para calcular el porcentaje en masa de un elemento que forma parte de un compuesto partiendo de la formula, se requiere:

1. Determinar la masa de un mol de la sustancia (masa molar).

2. Dividir la masa del elemento presente en un mol de la sustancia entre la masa.

3. Multiplicar el cociente obtenido por 100.

La operacin matemtica es:

Masa del elemento presente en 1 mol de sustancia

100 = % en masa del elemento

Masa molar de sustancia

Ejemplo: El geraniol (C10H18O) es una sustancia que reconfiere el olor caracterstico a las rosas. Con base en la formula molecular calcula su composicin porcentual en masa.

Solucin:

Determina la masa molar de geraniol:

Carbono: (10 mol) (12.011 g/mol) = 120.11 g

Hidrogeno: (18 mol) (1.008 g/mol) = 18.144 g

Oxigeno: (1 mol) (15.999 g/mol) = 15.999 g

Masa de 1 mol de C10H18O = 154.253 g Divide la masa de cada elemento entre la masa de 1 mol de geraniol y multiplica por 100.

Porcentaje de C:

120.11 g

100 = 77.9 % de C o 77.9 g de C

154.253 g

Porcentaje de H:

18.144 g

100 = 11.8% de H o 11.8 g de H

154.253 g

Porcentaje de O:

15.99 g 100 = 10.3% de O o 10.4 g de O

154.253 g

Resultado:

Composicin porcentual en masa del geraniol

Carbono = 77.9 g

Hidrogeno = 11.8 g

Oxigeno = 10.3 g

Si se conoce los porcentajes de los elementos que constituyen una sustancia, se puede determinar su formula.

Los qumicos han establecido dos tipos de formula: emprica y molecular.

La formula emprica proporciona la mnima relacin de nmeros enteros de los tomos de un elemento presentes en un compuesto.

La formula molecular proporciona el numero real de tomos de cada elemento presente en una molcula.

La formula emprica se obtiene con base en la composicin porcentual, la formula molecular, generalmente, es un mltiplo de nmeros enteros de la formula emprica.

La formula emprica se puede determinar si se conoce el numero de gramos de cada elemento que se combinan para formar un compuesto en particular.

La formula molecular se determina a partir de la formula emprica, la composicin porcentual, se necesita conocer la masa molar del compuesto. Al dividir la masa molar del acetileno entre la masa molar de la formula emprica, observa que la masa molar de la segunda esta contenida dos veces en la masa molar del acetileno.

Ejemplo: Mediante anlisis se determino que una sustancia presente en el vinagre contiene 40.0% de carbono, 6.67% de hidrogeno y 53.3% de oxigeno. Tiene una masa molar de 60.0 g/mol. Determina las formulas empricas y molecular de la sustancia.Solucin:

Convierte a gramos los porcentajes de cada elemento.

Carbono: 40.0% = 40.0g

Hidrogeno: 6.67% = 6.67g

Oxigeno: 53.3% = 53.3 g

Convierte a moles los gramos de cada elemento.

1 mol C

Carbono: 40.0 gC = 3.33 mol C

12.011gC

1mol HHidrogeno: 6.67 g H = 6.62 mol H

1.008gH

Oxigeno: 53.3 g O 1 Mol O

= 3.33 mol O

15.999 g O

Divide los moles calculados de cada elemento entre el valor mas pequeo para determinar el conjunto de nmeros enteros mnimos de la formula emprica.

3.33 mol

Carbono: = 1

3.33 mol

6.62 mol

Hidrogeno: = 1.99 se aproxima a 2

3.33 mol

33.3 mol

Oxgeno:

= 1

33.3 mol

Formula emprica = C2H O

Masa molar de la formula emprica = 30.026 g/mol Divide la masa molar de las sustancias entre la masa molar de la formula Emprica para determinar el num. De veces que la masa de la formula emprica esta contenida en la masa molar de la sustancia.

Masa molar de la sustancia

= 60.0 g/mol = 2

Masa molar de formula emprica 30.026 g/mol

Formula molecular = C2H4O2Resultado:

Formula emprica = CH2O

Formula Molecular = C2H4O2

En este caso la frmula emprica y la molecular son iguales

Resultado: Frmula emprica y la molecular son iguales: C3H8O1.2 Reactivo Limitante

Al reactivo que se agota en su totalidad en una reaccin qumica se le llama reactivo limitante, porque la cantidad de este reactivo limita la cantidad de un nuevo producto que se puede formar.

Considera ahora la reaccin de formacin del amoniaco para explicar el concepto de reactivo limitante.

N2+3H2

2NH3

Si para la reaccin se cuentan con 4 moles de N2 y 14 moles de H2, con base en la relacin estequiomtrica de la ecuacin, 1 mol de N2 reacciona con 3 moles de H2, para formar 2 moles de NH3. Entonces, el nmero de moles de H2 que se requieren para reaccionar con 4 moles de N2 es:

3 mol H2,

4 mol N2

= 12 mol H2, 1 mol N2Ejemplo: El metanol o alcohol metlico (CH3OH) se produce, a nivel comercial, mediante la reaccin de monxido de carbono (CO) con hidrgeno H2 Gaseoso a temperatura y presin elevadas. Para 72 Kg. De CO que reaccionan con 5.50 Kg. De H2 determina el reactivo limitante. La ecuacin qumica de la reaccin es: CO+2H2

CH3OH

Solucin:

Convierte a gramos los kilogramos de cada sustancia:

1000g CO

CO: 72Kg CO

= 72000g CO

1Kg CO

1000g H2

H2: 5.50 Kg. H2

= 5500g H2,

1Kg. H2

Convierte a moles los gramos de cada sustancia:

1 mol CO

CO: 72000g CO = 2570.5 mol CO

28.01g CO

1 mol H2H2: 5500g H2

= 2728.1 mol H2

2.016g H2

Calcula los moles necesarios de cada sustancia para reaccionar con los moles de que se parte en la reaccin. Considera las relaciones estequiometricas de la ecuacin:

2 mol H22570.5 mol CO

= 5141.0 mol H2

1 mol CO

1 mol CO

2728.1 mol H2

= 1364.0 mol CO

2 mol H2 Observa que la cantidad de moles de H2, que se requiere (5141.0) es ms de la cantidad que se tiene (2728.1). En este caso el H2es el reactivo limitante.

Puedes convertir a kilogramo los moles obtenidos de cada sustancia para tener una mejor comparacin de las cantidades:

2.016g H2 1 Kg. H2 5141.0 mol H2

= 10.36 Kg. H2

1 mol H2

1000g H2

28.01g CO 1 kg. CO

1364.0 mol CO

= 38.20 Kg. CO

1 mol CO 1000g CO

Resultado:Reactivo limitante: Hidrogeno. Cantidad de que se parte, 5.50 Kg. Cantidad que se requiere, 10.36 Kg.1.3 La contaminacin del aire

Los procesos qumicos que se llevan a cabo en las industrias, o bien, las diversas actividades del hombre, producen sustancias qumicas que son expulsadas a la atmsfera, generando la contaminacin del aire.

Con el descubrimiento del fuego, el hombre inici la alteracin del equilibrio entre l y su entorno; las fogatas que hacan llenaban el aire de humo.

El ndice de calidad del aire se define como un valor representativo de los niveles de contaminacin atmosfrica y sus efectos en la salud, dentro de una regin determinada.

En Mxico, la calidad del aire se mide a travs del ndice Metropolitano de la calidad del aire (IMECA).

1.3.1 Origen de la Contaminacin del aire

La contaminacin del aire puede ser: Natural y antropognica.

La contaminacin natural es la provocada, en su mayora, por sus erupciones volcnicas y las tormentas de polvo. En ocasiones los pantanos y cinagas emiten gases nocivos que se mezclan con el aire provocando contaminacin.

La contaminacin antropognica es el resultado de las actividades del hombre. El mayor ndice de contaminacin del aire se presenta en las grandes ciudades debido a la concentracin de las actividades industriales, comerciales y de transporte.

La mayor fuente de contaminacin del aire es el uso de combustibles fsiles empleados como energticos. Gasolina, diesel, gas, combustleo y carbn, son los ms usados en nuestro pas en el orden de millones de toneladas por da, y los desechos de su combustin se arrojan a la atmsfera en forma de gases, humo y holln.

1.3.2 Contaminantes Primarios y secundarios

Los contaminantes del aire se clasifican en dos grupos: primarios y secundarios.

Los contaminantes primarios son los que permanecen en el aire tal y como fueron emitidos por la fuente. Contaminantes primarios: monxido de carbono (CO), bixido de azufre (SO2), bixido de nitrgeno (NO2), hidrocarburos y partculas microscpicas.

El monxido de carbono es un gas incoloro e inodoro que se combina con la hemoglobina para formar la carboxihemoglobina, cuyo aumento de concentracin es letal.2C + O2 2CO

El bixido de azufre se forma durante la combustin de la hulla, combustleo y, en algunos casos, la gasolina, debido a la presencia del azufre en estas sustancias. Tambin se produce en la fundicin de vetas metlicas ricas en azufre, procesos industriales y erupciones volcnicas.S + O2 SO2El bixido de nitrgeno se forma en las cmaras de combustin a alta temperatura cuando se quema combustibles fsiles en industrias y vehculos. Tambin se forma en la atmsfera durante las tormentas elctricas.N2 + O2 2NO

Los hidrocarburos considerados como contaminantes son aquellos compuestos orgnicos en estado gaseoso que escapan a ala atmsfera. Sus fuentes principales son.

Una combustin incompleta de combustibles.

Procesamiento, distribucin y uso de compuestos derivados del petrleo, tales como la gasolina y los solventes orgnicos.

Las partculas microscpicas, identificadas como partculas suspendidas totales (PST), son partculas slidas dispersas en la atmsfera, como el polvo, las cenizas, el holln, las partculas metlicas, el cemento o el polen.En la tabla se muestran los principales contaminantes del aire, las fuentes que los originan y los efectos que ocasionan en el organismo:ContaminantesFuentePrincipales efectos

PLOMO

AutomvilesTrastornos en el metabolismo celular

FundicionesAlteraciones en el sistema nervioso central

Industria qumica

Plaguicidas

Bixido de azufre

AutomvilesDaos en pulmones

Plantas elctricasirritacin de ojos y piel

refineradestruccin del esmalte de los dientes

FundicionesAsma, enfisema, ahogo, fatiga, cansancio

HidrocarburosAutomvilesCancerigenos

Oxido de nitrgeno

AutomvilesDaos en pulmones

irritacin de ojos y piel

Disminuye la capacidad de la sangre

Ozono

Reacciones fotoqumicasirritacin de ojos y piel

en la atmsferaTos y dolor de pecho

Los contaminantes secundarios son el producto de la reaccin de dos o ms contaminantes en la atmsfera, algunos contaminantes secundarios son: ozono, aldehdos y peroxiacetilnitrato (PAN).

El ozono (O3) es un compuesto gaseoso incoloro producido por reacciones atmosfricas del bixido de nitrgeno y de hidrocarburos bajo la influencia de la luz solar.NO2 + luz solar NO + O*

O* + O2 O3El peroxiacetilnitrato (PAN) es otro de los contaminantes secundarios, se forma por la reaccin entre el radical peroxiacetilo y el NO2. El PAN es una sustancia muy irritante para los ojos; adems, le confiere el color caf-rojizo al esmog fotoqumico.Contaminantes

Valores limites

Exposicin aguda

Exposicin crnica

Concentracin

(tiempo promedio)

Frecuencia mxima

aceptable

Ozono (O3)

0.11 ppm

(1 hora)1 vez cada tres aos

( no determinado)

Bixido de azufre (SO2)

0.13 ppm

(24 horas)1 vez al ao

0.03 ppm

( media aritmtica anual)

Bixido de nitrgeno (NO2)0.21 ppm

(1 hora)1 vez al ao(no determinado)

1.3.3 Inversin trmica

La inversin tcnica se presenta en la atmsfera cuando el aumento de la temperatura a medida que nos alegamos de la superficie, se interfiere y en lugar de tener capas mas fras de aire en relacin con la altura, tenemos capas ms tibias:

a) Generalmente, cuando se incrementa la altura, la temperatura desciende y el aire caliente procedente de la superficie se va enfriando.

b) Cuando la temperatura se invierte en relacin con la altura, se produce una inversin trmica que se caracteriza por existir una capa de aire caliente en medio de dos capas de aire fri. Cuando hay contaminantes, la capa inferior de aire fri impide que los contaminantes se dispersan en la atmsfera, provocando un aumento en su concentracin, lo cual afecta gravemente la salud.

1.3.4 Esmog

La palabra Esmog es de origen ingles; derivado de la fusin de dos vocablos: smoke, que significa humo, y fog, niebla, al castellanizarse la palabra se escribe esmog. En el contexto de la contaminacin del aire se ha definido dos clases de esmog: industrial y fotoqumico.

El esmog industrial es comn en muchas ciudades en la que hay plantas industriales y elctricas, se caracteriza por la presencia de humo, niebla, bixido de azufre y material en partculas como cenizas y holln.

El esmog fotoqumico se llama as por que la luz solar es importante para iniciar las reacciones de formacin de los contaminantes secundarios causantes de este tipo de esmog.

Se llama esmog urbano porque generalmente, se presenta en formas urbanas y sus inmensidades.Efecto invernadero

El efecto invernadero es un fenmeno causante del calentamiento global de la tierra. Gran parte de esta radiacin se vuelve a emitir hacia el espacio exterior con una longitud de onda correspondiente a los rayos infrarrojos, pero es reflejada de vuelta por gases como el dixido de carbono, el metano, el xido nitroso, los clorofluorocarbonos (CFC) y el ozono, presentes en la atmsfera. Este efecto de calentamiento es la base de las teoras relacionadas con el calentamiento global.

1.3.5 Lluvia cida

La lluvia acidez un agua que lleva disuelta cido sulfrico (H2SO4), cido ntrico (HNO3) y cido carbnico; tiene un PH menor a 5.6. La presencia de los cidos sulfricos y ntricos se debe a la reaccin que se lleva a cabo en el tritxido de azufre (SO3), con el agua y entre el bixido de nitrgeno con el agua, respectivamente, cuando la lluvia cida cae en ecosistemas acuticos, disminuye el PH del agua, lo que modifica las condiciones de la vida acutica y, rn casos severos, puede ocasionar la muerte de algunas especies.CO2 + H2O H2CO3 3NO2+ H2O 2HNO3 + NO SO3 + H2O H2SO4

Lluvia cida Lluvia cida Lluvia cida 1.4 La contaminacin del agua

El agua contaminada puede llevar materiales extraos como microorganismos, productos qumicos, residuos industriales o agrcolas, estos materiales deterioran la calidad del agua y la hacen intil para los usos pretendidos.

Los principales contaminantes del agua son los siguientes:

Aguas residuales y otros residuos que demandan oxigeno.

Agentes infecciosos

Nutrientes vegetales que pueden estimular el crecimiento de las plantas acuticas.

Productos qumicos incluyendo los pesticidas, diversos productos industriales.

Petrleo, especficamente el procedente de los vertidos accidentales.

Minerales inorgnicos y compuestos qumicos.

Sedimentos formados por partculas del suelo y minerales arrastrados por las tormentas y escorrentas desde las tierras de cultivo.

En la tabla se presentan algunos ingredientes txicos de productos de uso cotidiano que contaminan el agua.ProductoIngredienteEfecto

Limpiadores domsticosPolvos y limpiadores abrasivos, fosfato de sodioCorrosivo, txicos e irritantes

Productos en aerosolHidrocarburos, inflamablesToxico e irritante

GasolinaTetraetilo de plomoToxico e inflamable

Cera para carroceraNaftasInflamable e irritante

BlanqueadoresHidrxido de sodio, hidrxido de K, peroxido de hidrogeno, hipoclorito de sodio o CalcioExtremadamente corrosivo y toxico

Pulidores de piso y mueblesAmonaco, dietilglicol, destilados de petrleo, nitrobenceno, nafta y fenolesInflamables y txicos

AdhesivosHidrocarburosInflamable e irritantes

AntocongelantesEtilenglicolTxico

1.4.1 Uso urbano

La contaminacin del agua en zonas urbanas esta formada por las aguas residuales de los hogares y de los establecimientos comerciales, a este tipo de aguas contaminadas tambin se le conoce como aguas negras; estas tienen un color gris y olor desagradable.

1.4.2 Uso industrial

Segn el tipo de industria, se producen tipos de residuos. Normalmente, en los paises desarrollados muchas industrias poseen eficaces sistemas de depuracin de las agua, sobre todo de las que producen contaminantes ms peligrosos, como metales txicos. En la tabla se presentan algunas sustancias contaminantes y el tipo de industria de la que proceden.Sector industrialSustancias contaminantes principales

ConstruccinSlidos en suspensin, metales, pH.

Qumica orgnicaOrganohalogenados,organosilicicos

Qumica inorgnicaHg, P, fluoruros, cianuros, amoniaco, nitridos.

FertilizantesNitratos y fosfatos.

Pintura, barnices y tintasCompuestos organohalogenados, organofosforados.

MineraSolidos en suspensin, metales pesados, materia orgnica, pH, cianuros

Textil y pielCromo, taninos, tensoactivos, sulfuros, colorantes, grasas, disolventes organicos, cido actico.

NavalesPetrleo, productos qumicos, disolventes y pigmentos.

SiderurgaCascarillas, aceites, metales disueltos, emulsiones, sosas y cidos

AUTOEVALUACINI. Subraya la opcin que conteste correctamente cada cuestin

1. Rama de la qumica que permite realizar un anlisis de las reacciones qumicas.

a) Fotometria b) Calorimetra c) Estequiometra d) Colorimetra

2. Sistema que considera al mol como una unidad de medicin.

a) Sistema Ingles b) Sistema Mtrico decimal

b) Sistema Internacional d) Sistema Francs de Unidades

3. El mol es una unidad para medir.

a) Cantidad de materia b) Cantidad de luz

c) Cantidad de volumen d) Cantidad de tomos

4. Leyes consideradas la base de la Estequiometra

a) Estequiometra b) Pondrales c) Cuantitativas d) De medicin

5. Al valor de 6.022x1023 se le conoce como

a) Nmero cuntico b) Nmero de Dalton

c) Nmero de Avogadro d) Nmero de tomos

6. Valor que corresponde a 1 mol de tomos de azufre

a) 32.06 g b) 33.06 g c) 33.60 g d) 32.60 g

7. El hidrogeno y el oxigeno se combinan en dos proporciones distintas y cada una corresponde a un compuesto diferente: el agua (H2O) y el peroxido de hidrogeno (H2O2), respectivamente Qu ley ponderal soporta esta afirmacin?

a) Conservacin de la masa b) Proporciones definidas

c) Proporciones mltiples d) Proporciones recprocas

8. Cantidad de tomos de sodio que hay en 1 mol de este elemento.

a) 6.044x10-23 b) 6.022x1023 c) 6.022x10-23 d) 6.044x10239. Valor que corresponde a la masa molar de una molcula de Cl2.

a) 70.9 g b) 80.9 g c) 35.5 g d) 36 g

10. Fuente principal de los contaminantes atmosfricos.

a) Erupciones volcnicas b) Reacciones fotoqumicas

c) Humo de las industrias d) Quema de combustibles fsiles11. Ejemplo de contaminante secundario

a) CO b) O2 c) O3 d) NO212. Tipo de cido componente de la lluvia cida

a) Fosfrico b) Ntrico c) Clorhdrico d) Formico

13. Agua contaminada por el uso en hogares y establecimientos comerciales

a) Residual b) Pluvial c) Potable d) Jabonosa

14. Contaminante primario que se forma debido a las altas temperaturas de las cmaras de combustin donde se queman combustibles fsiles.

a) SO2 b) CO c) NO2 d) O315. El agua contaminada por su uso en la industria de los fertilizantes se caracteriza por llevar en ella estos compuestos.

a) Nitratos y fosfatos b) Aceites y petrleo

c) Fluoruros y cianuros c) Metales pesados

II.- Escribe sobre la lnea la palabra o palabras que contesten correctamente cada cuestin

1. Ley ponderal que se cumple al balancear una ecuacin qumica ____________________________

2. Corresponde a la masa expresada en gramos de 1 mol de esa sustancia ______________________________

3. Se define como el volumen que ocupa 1 mol de un gas en condiciones TPN: __________________________________

4. Es la suma de la masa atmica de los elementos indicados en la frmula qumica __________________________

5. Representa la relacin mnima de nmeros enteros de los tomos de cada elemento presente en un compuesto ________________________________

6. Reactivo que se agota en su totalidad en una reaccin qumica _________________________________

7. Valor representativo de los niveles de contaminacin atmosfrica y sus efectos en la salud _________________________

8. Tipo de contaminacin atmosfrica provocada por las diversas actividades del hombre ____________________________9. Fenmeno natural que se presenta cuando la temperatura es fra en la superficie terrestre y caliente conforme aumenta la altura ________________________________________

10. Tipo de esmog originado por la reaccin de los contaminantes secundarios debido a la accin de la luz solar ____________________________________

III. Resuelve los siguientes problemas1.-Qu cantidad de molculas de butano (C4H10) hay en 15.5 g de este gas y que volumen ocupa esta cantidad de molculas en condiciones TPN?

2.-Cuntos moles de oxgeno se producen al calentar 1.65 g de clorato de potasio (KClO3)?

KClO3 KCl + O23.- El SO2, un contaminante primario que se produce al quemar combustleo, se puede eliminar del gas de chimeneas tratndolo con piedra caliza (CaCO3) y oxigeno:

SO3 + CaCO3 + O2 CaSO4 + CO2a) Cuntos moles de CaCO3 y cuantos de O2 se requieren para eliminar 150 g de SO2?

b) Que masa de CaSO4 se forma cuando se consumen por completo 150 g de SO2?UNIDAD II

SISTEMAS DISPERSOS

OBJETIVO DE LA UNIDAD. El estudiante caracterizar los tipos de dispersin de la materia identificando sus propiedades principales, cuantificando la concentracin de una disolucin, planteando la importancia de estos sistemas en la naturaleza y los seres vivos con una actitud crtica y responsable.PROPOSITO

Las disoluciones, coloide y suspensiones son ejemplo claros y objetivos de los diferentes tipos de mezclas que coexisten en diversos procesos qumicos, fsicos y biolgicos teniendo un impacto profundo en la vida del hombre, ya que a travs de la aplicacin de estos sistemas dispersos el ser humano ha encontrado una diversidad de procesos para producir nuevos productos que han permitido elevar su calidad de vida, desde los aspectos nutricionales as como aquellos que conservan y/o proveen la salud.

Es por ellos que cada uno de los temas que se tratan en esta unidad recrean singularmente aspectos tericos y prcticos, puntualizando las caractersticas fisicoqumicas de cada una de las mezclas, con la posibilidad de reproducir fenmenos a travs de la experimentacin tanto cualitativa como cualitativamente, proporcionando un sentido disciplinario ms apegado al cuestionamiento fenomenolgico de la ciencia en el rea del la qumica.

METODOLOGA DIDACTICA

Para esta Unidad se ejecutara la lectura de comprensin del apunte, resolucin de la autoevaluacin que se encuentra al final de cada unidad, y la revisin del mapa conceptual el cual sirve como retroalimentacin para el estudiante.

Unidad I

Presentar de manera esquemtica los distintos mtodos para separar mezclas sealando la utilidad que estos tienen en los procesos industriales.

Consultar los trminos de disolucin diluida, concentrada, saturada y sobresaturada y hacer un cuadro comparativo entre las disoluciones citando ejemplos de ellas.UNIDAD II

SISTEMAS DISPERSOS2.1 Mezclas Homogneas

El mundo natural que nos rodea esta constituido por materia, la materia atendiendo a su composicin, se clasifica en homognea y heterognea. Una sustancia pura se refiere a un elemento o compuesto como principal caracterstica es que poseen una composicin definida.

Las mezclas pueden presentarse en dos formas: homogneas y heterogneas.

Una mezcla homognea es aquella que presenta uniformidad, a simple vista, en toda su extensin, por ejemplo las bebidas alcohlicas.

Una mezcla heterognea presenta ms de una fase de otra denominada interfase, permiten observar distintas propiedades y composicin por ejemplo, la mezcla de agua y aceite.

CaracteristicasSustancia puraMezcla

OrigenCombinacin qumicaUnin fsica

ComposicinProporcin en masa definidaProporcin variable

Separacin de componentesProcedimientos qumicosProcedimientos fsicos

UniformidadSistema homogneoHomogneo y heterogneo

Identificacin de componentesSus constituyentes pierden sus propiedades originalesSus componentes conservan sus propiedades

2.1.1 Mtodos de separacin de mezclas

Una mezcla se puede separar en cada uno de los componentes, conservando sus propiedades fsicas y qumicas, mediante procesos fsicos experimentales, tales como filtracin, destilacin, sublimacin, extraccin, cristalizacin, cromatografa.La finalidad de stos es obtener sustancias puras a partir de mezclas, con un grado de pureza que permita su uso en la industria. Estos mtodos fsicos se muestran en la siguiente tabla:MtodoPropiedades

FiltracinTamao de la partcula y baja solubilidad.

DestilacinDiferencia en el punto de ebullicin

SublimacinDiferencia en el punto de sublimacin

ExtraccinDiferencia en la solubilidad en dos disolventes

CristalizacinDiferencia de solubilidad en disolventes fros y calientes

CromatografaDiferencia de difusin de una sustancia a travs de otra fija

CentrifugacinFuerza de centrifuga sobre las partculas

EvaporacinDiferencia en el punto de evaporacin de los componentes de la mezcla

ImantacinPropiedades magnticas de los componentes

TamizadoTamao de las partculas en relacin con el dimetro de los orificios de la malla

Destilacin

As mismo dependiendo del tipo de mezcla en relacin al estado de agregacin de sus componentes, puede presentarse los siguientes ejemplos de separacin de mezclas.

Tipos de mezclaMtodo de separacinEjemplo

Slido con slido

1)Solubilidad

2)Solubilidad en solvente orgnico

3)Sublimacin

4)Magnetismo

5)CristalizacinKCl/arena

S/Fe

Yodo/arena

Fe/S

KNO3/KCl

Slido insoluble liquidoFiltracinArena/agua

Coludo soluble en liquidoEvaporacinNaCl/agua

Liquido con liquidoDestilacin fraccionadaPetrleo

Liquido con gasPor ebullicin se libera el gasAgua/aire

Gas en gas1)Licuefaccin y posteriormente destilacin fraccionaria

2)Solubilidad en un liquido

3)DifusinO2/N2

CO2/CO

H2/N2

Analizaras que las mezclas, emulsiones y suspensiones se separan por medios mecnicos; los coloides, por mtodos fisicoqumicos; y las soluciones, por destilacin o cristalizacin.

2.2 Disoluciones coloideas y suspensiones

Los distintos sistemas qumicos, fsicos y biolgicos se clasifican en tres importantes clases: disoluciones, coloide y suspensiones.

2.2.1 Caractersticas de las disoluciones

Las disoluciones son las mezclas mas abundantes en el ambiente, una disolucin es una mezcla de por lo menos una sustancia disuelta en otra, la atmsfera es una disolucin de gases entre oxigeno y nitrgeno.

Una disolucin consta de una sustancia llamada soluto que se dispersa en otra llamada disolvente.

Tipos de mezclaEjemploSolutoDisolvente

Disoluciones gaseosas

Gas en gasAtmsferaO2(gas)N2 (gas)

Disoluciones liquidas

Gas en liquido

Liquido en un liquido

Slido en un liquidoAgua mineralCO2 (gas)

CH3COOH(lquido)

Yodo (slido)H2O liquido

H2O liquido

Alcohol lquido

Disoluciones slidas

Liquido en un slido

Slido en un solidAmalgama dentalHg (liquido)Carbono (slido)Ag (slido)

Hierro (slido)

Las disoluciones tambin se clasifican de acuerdo con su condicin elctrica en: disoluciones conductoras y no conductoras, de manera especfica se le denominara como soluciones electrolticas y no electrolticas.

Las sustancias electrolticas si se disuelven totalmente, se llaman electrolitos fuertes, si solo se disuelve una parte se llaman electrolitos dbiles.

Esto se debe a la capacidad de iotizacin del soluto en agua:

a) Los electrolitos fuertes se ionizan totalmente en un medio acuoso.

b) Los electrolitos dbiles se ionizan parcialmente.

Solubilidad

La solubilidad de una sustancia se define como el nmero mximo de gramos de sustancia que se puede solubilizar en 100 gramos de disolvente a cierta temperatura.La solubilidad es la cantidad mxima de un soluto que puede disolverse en una cantidad dada de solvente a una determinada temperatura.

Solubilidad

(g(soluto)100g(H2O)

Soluto20C50C

NaCl3637

KCl3442.6

NaNO388114

KClO37.419.3

El proceso de solubilidad

Cuando un compuesto inico como el cloruro de sodio (NaCl) se pone en contacto con el agua (H2O) este se disocia en iones sodio (Na+) y iones cloruro (Cl-), estas partculas inicas so rodeadas por los polos positivos negativos y del agua, el proceso de solubilidad se relaciona con la absorcin o emisin de calor, el proceso de solubilidad puede ser endotrmico o exotrmico.Factores que afectan a la solubilidad

Dentro de los factores que alteran o modifican la solubilidad de un soluto en un disolvente puede estar:a) Superficie de contacto: La interaccin soluto-solvente aumenta cuando hay mayor superficie de contacto y el cuerpo se disuelve con ms rapidez (pulverizando el soluto).

b) Agitacin: Al agitar la solucin se van separando las capas de disolucin que se forman del soluto y nuevas molculas del solvente continan la disolucin

c) Temperatura: Al aument6ar la temperatura se favorece el movimiento de las molculas y hace que la energa de las partculas del slido sea alta y puedan abandonar su superficie disolvindose.

d) Presin: Esta influye en la solubilidad de gases y es directamente proporcional

Disoluciones empricas

Las disoluciones pueden ser de tres tipos:

a) Disolucin insaturada: Cuando a cierta temperatura, en una cantidad dada de disolvente, se tiene disuelto menos soluto del que puede disolver en un disolvente.

b) Disolucin saturada: Una solucin es saturada cuando a una temperatura determinada en una cantidad dada de disolvente, se tiene disuelta la mxima cantidad de soluto que se puede disolver.

c) Disolucin sobresaturada: es un proceso especial, usualmente se realiza por sobrecalentamiento, este tipo de disoluciones precipitan solutos al agitarlas o al adicionarles una pequea cantidad de soluto.

Disoluciones diluidas y concentradas

Comparar cualitativamente varias disoluciones del mismo soluto en el mismo disolvente, se utilizan los siguientes trminos: disoluciones diluidas y disoluciones concentradas, para distinguir que una tiene ms soluto que otra en la misma cantidad de disolvente.

Osmosis

El fenmeno de la osmosis fue descubierto en 1748 por el fsico francs Jean Anthony Mollet, al experimentar cubriendo el extremo inferior del tubo con Pavel pergamino, llenndolo posteriormente con una disolucin acuosa de sacarosa en el extremo opuesto del tubo.

La osmosis es la transferencia de disolvente, que regularmente es el agua a travs de una membrana semipermeable, existiendo con ello una diferencia de concentracin que va de un espacio de menor concentracin de soluto a otro de elevada concentracin, el aumento de peso de la solucin de agua de azcar ejerce una presin hacia abajo,, llamado presin osmtica.

Las disoluciones fisiolgicas que se emplean para sustituir o reemplazar los lquidos del organismo, como la solucin de NaCl al 0.9% o las disoluciones de glucosa al 5%, generalmente no tienen la misma clase de partculas que los lquidos del cuerpo, pero si ejerce la misma presin osmtica.

Disolucin isotnica, hipotnica e hipertnica

Las disoluciones isotnicas son aquellas donde la concentracin es el mismo en ambos lados de la membrana de la clula, el agua pura se considera como disolucin hipotnica ya que su presin osmtica es menor que la de las clulas, la penetracin del agua en las clulas se debe entonces a una diferencia de presin osmtica, este aumento de liquido provoca que la clula se hinche y posiblemente se rompa este proceso se denomina hemlisis.

Si colocamos eritrocitos en una disolucin salina y sabiendo que los electrolitos tienen una presin osmtica igual a la de una disolucin al .9% la disolucin del 10% tiene presin osmtica ligeramente superior esta es una disolucin hipertnica.

2.2.2 Caractersticas del coloide

Las partculas coloide tienen propiedades intermedias entre las disoluciones verdaderas y las suspensiones se encuentran dispersas sin que estn unidas considerablemente a las partculas del disolvente y no se sedimentan al dejarlo en reposa.

Cuatro consideraciones bsicas de los sistemas coloidales:

1) Tienen masa molar alta.

2) Su tamao no es relativamente grande.

3) A pesar de su tamao, no lo son tanto para asentarse.

4) A nivel microscpico son heterogneas.

Clasificacin del coloide

Los coloides se clasifican en relacin con el estado de agregacin o fsico de la fase dispersa y el medio dispersante.

De manera especifica, si el medio de dispersin es el agua, entonces recibe las siguientes denominaciones.

a) Coloidea hidrofobitos.

b) Coloides hidrofilitos.

Propiedades de los coloides1. Efecto ptico. la dispersin de la luz es una propiedad caracterstica del coloide.2. Efecto de movimiento. Los coloide presentan un movimiento de zig-zag de formas aleatorias, esto provoca que las partculas suspendidas no sedimenten y se mantengan en movimiento indefinidamente.

3. Floculacin o coagulacin. Un fenmeno interesante que presenta las dispersiones coloidales es que estas pueden absorber partculas cargadas elctricamente en su superficie.

4. Superficie de absorcin. Una caracterstica de los sntomas coloidales es su gran superficie, esto se debe al tamao tan pequeo que posee, las cuales proveen una gran superficie efectiva de contacto con la fase dispersante.

Dilisis

La dilisis es un proceso similar a la osmosis una membrana semipermeable llamada membrana dializarte, permite el paso de las particulaza tales como las molculas e iones pequeos en solucin; al igual que las molculas de agua, pasan a travs de ella.

La dilisis se usa para la purificacin de sales coloidales y para algunas aplicaciones especializadas, por ejemplo en el tratamiento de pacientes con deficiencia renal.

2.2.3 Caractersticas de las suspensiones

Una suspensin es una mezcla heterognea no uniforme y es diferente a los sistemas coloidales, las partculas de una suspensin son afectadas por la accin de la gravedad, ya que despus de preparar la mezcla, el soluto debido a su peso precipita hacia el fondo del recipiente. Habrs ledo la leyenda agite bien antes de usar esto con la finalidad de suspender todas las partculas antes de ingerir el medicamento por ejemplo el peptobismol, el kaopetate etc.

2.3 Concentracin de las disoluciones

Se puede establecer una relacin entre la cantidad de soluto en una determinada cantidad de disolvente o disolucin, en termino qumico, este tipo de relacin recibe el nombre de concentracin.

Para expresar este tipo de relaciones, existen dos formas:

a) En unidades fsicas.

b) En unidades qumicas.

2.3.1 Concentracin de las disoluciones en unidades fsicas

La resolucin de problemas de disoluciones, tanto en unidades de concentracin fsicas como qumicas, se puede plantear de dos maneras:

1. Clculos directos de la unidad de concentracin.

2. Calculo de la masa y/ volumen del soluto o disolvente.

1. Porcentaje peso a peso (% p/p)Relaciona la cantidad en gramos de soluto presentes en 100 g de disolucin y su expresin matemtica es:

Ejemplo 1. A partir de 250g de una disolucin acuosa de sulfato de cobre (CuSO4), se obtiene por evaporacin un residuo de 30g de sulfato. Calcula:

a) Cuntos gramos de agua se evaporaron?

b) Cul es el porcentaje por peso del soluto?

c) Cul es el porcentaje de disolvente?

Solucin:

a) Gramos disolucin = gramos soluto + gramos disolvente

Gramos disolvente = gramos disolucin- gramos soluto

Gramos de H2O = 250 g 30 g

Gramos de H2O = 220 g

b) % p/p CuSO4 = masa CuSO4 x 100

masa disolucin

% p/p CuSO4 = 30 g x 100

250g

% p/p CuSO4 = 12%

c) % p/p H2O = masa H2O x 100

masa disolucin

%p/p H2O = 220 g x 100

250 g

% p/p H2O = 88%

Porcentaje peso a volumen (% p/v)Es una manera de expresar los gramos de soluto que existen en 100 mililitros de disolucin.

Expresin analtica:

Ejemplo 1. Cual es el % p/v de NaCl en una solucin que contiene 10 g de soluto en 120 ml de solucin?

Datos:

% p/v NaCl= ?Masa NaCl = 10 g

Volumen solucin = 120 ml

Solucin:

% p/v NaCl = masa NaCl x 100

Volumen solucin

% p/v NaCl= 10 g x 100

120 ml

% p/v NaCl = 8.33 %

3. Porcentaje volumen a volumen (% v/v)Se emplea para expresar concentraciones de lquidos y relaciona el volumen de un soluto en un volumen de 100 mililitros de disolucin.

Expresin analtica:

Ejemplo 1. Cual es el % v/v de una disolucin que contiene 5ml. De HCl en 100 ml de agua?

Datos:

% v/v HCl = ?V HCl =5 ml

V H2O =100 ml

Solucion:

% v/v HCl = V HCl x 100

V disolucin

V disolucin = V HCl + VH2O

V disolucin = 5 ml + 100 ml

V disolucin = 105 ml

% v/v HCl = 5 ml x 100

105 ml

% v/v HCl = 4.8 %

4. Partes por milln (ppm)Este tipo de concentraciones se utiliza cuando se tienen disoluciones muy diluidas. De manera anloga, al porcentaje en peso que representa el peso de soluto en 100 partes de disolucin, las partes por milln se refieren a las partes de soluto por cada milln de partes de disolucin.

Ejemplo 1.Una muestra de agua de 600 ml tiene 5 mg de F- Cuntos ppm de ion fluoruro hay en la muestra?

Datos:

V H2O = 600 ml = .6 L

Masa F- = 5 mg

Ppm =?

Solucin:

Ppm F = mg F

L disolucin

Ppm F = 5 mg .6 L

Ppm F = 8.3 ppm

2.3.2 Concentracin de las disoluciones en unidades qumicas

Al efectuarse una reaccin qumica esta debe ajustarse a los principios o leyes que rigen las relaciones pondrales entre las sustancia que transformaron sus identidades originales por otras nuevas.

1. Solucin molar

La molaridad se expresa por la literal M y relaciona los moles de soluto por el volumen de la solucin expresada en litros.

Ejemplo 1. Cul es la molaridad de una disolucin de 2 moles de KOH en 2.5 litros de disolucin?

Datos:

M = ?N = 2 moles KOH

V = 2.5 l

Solucin:

M =n V

M = 2 moles KOH 2.5 L

M = 0.80 moles KOH

2. Solucin molal (m) La molalidad es una concentracin de las disoluciones que relaciona los moles de soluto por los gramos del disolvente.Ejemplo 1.Calcula la molalidad de una disolucin que tiene 05 moles de NaCl en .2 Kg de agua.

Datos:

M = ?N = 0.5 mol NaCl

Kg disolvente = 0.2 Kg H2O

Solucion:

M = ___ n ____ Kg disolvente

M = 0.5 mol NaCl 0.2Kg H2O

M = 2.5 m3. Solucin Normal (N)

La normalidad es una concentracin que relaciona los equivalentes gramos del soluto por los litros de solucin.

En este tipo de concentracin utilizaremos otra unidad qumica de masa denominada Equivalente-gramo que corresponder a la cantidad de materia que de manera proporcional intervendr en los cambios qumicos.

El equivalente- gramo de un elemento o compuesto se determinara de acuerdo con las caractersticas propias de dicha sustancia en sus combinaciones.

Ahora, podrs interpretar adecuadamente la unidad de concentracin qumica normal. Para ello, analizar la informacin proporcionada y desarrollar el procedimiento metodolgico sugerido. Analizar el siguiente ejemplo:

4. Fraccin molar (X)

La fraccin molar es una forma de expresar la concentracin de las disoluciones relacionando los moles de soluto por los moles de la disolucin, la fraccin molar es adimensional.

AUTOEVALUACIN

I.- RELACIONA LAS SIGUIENTES COLUMNAS, COLOCANDO LA LETRA CORRECTA DENTRO DEL PARNTESIS:

1.-Sistema que posee distintas fases en toda su extensin ( ) a) Sal, azcar, polvo para hornear

2.-Sistema que posee una misma fase en toda su extensin ( ) b) Destilacin fraccionada

3.-Sus constituyentes se combinan en proporciones constantes y pierden sus propiedades originales ( ) c) Disoluciones

4.-Ejemplos de compuestos ( ) d) Mezclas homogneas

5.-Ejemplo de elementos ( ) e) Centrifugacin

6.-Ejemplo de mezclas Heterogneas ( ) f) Cristalizacin

7.-Vinos, jarabe, desinfectantes lquidos ( ) g) Compuestos

8.-Consiste en la separacin de los componentes de una mezcla por el tamao de la partcula a travs de un medio poroso (filtro) ( ) h) Zn, Cu, He, Cl2

9.-Mtodo aplicado en la separacin de los componentes de la sangre ( ). i) Ensaladas, pasteles, coctel de frutas

10.-Mtodo de separacin de los componentes del petrleo ( ) j) Sublimacin

k) Mezclas Homogneas

II.- SUBRAYA LA OPCIN QUE CONTESTE CORRECTAMENTE CADA CUESTIN:

1.-Qumico Britnico que estudio la difusin a travs de una membrana semipermeable de algunas sustancias con la albmina en el agua:

a) J. Chadwick b) T. Graham c) L. Meyer d) J. Dalton

2.-Nombre de la fase especifica del disolvente en los sistemas coloidales:

a) Dispersa b) Uniforme c) Dispersante d) discontinua

3.- Nombre de la fase especifica del disolvente en los sistemas coloidales:

a) Dispersa b) Uniforme c) Dispersante d) discontinua

4.-Ejemplo de un sistema coloidal lquido-gas:

a) Esponja b) aleaciones c) detergente d) niebla

5.-Propiedad de los coloides que se manifiesta por la dispersin de la luz:

a) Mv. Browniano b) Efecto Tyndall

c) Efecto de carga d) Efecto de adsorcin.

6.-Propiedad de los coloides cuando estos se coagulan o floculan:a) Mv. Browniano b) Efecto Tyndall

c) Efecto de adsorcin. d) Efecto de carga 7.-Sistema en el cual un disolvente se separa de una disolucin por una membrana semipermeable:

a) Dilisis b) catlisis c) Osmosis d) enzimtico

8.-En que disolucin se tiene la menor cantidad de soluto en la misma cantidad de disolvente:

a) concentrada b) diluida c) saturada d) sobresaturada

10.-Es el nmero de moles de de soluto por litro de disolucin:

a) Normalidad b) molalidad c) molaridad d) relacin porcentualIII.- Analiza los siguientes enunciados y escribe en el parntesis una V si es verdadero, o una F si es falso.

1.-Hay disoluciones que pueden separarse a travs de filtros y membranas( )

2.-Los coloides no son visibles en un microscopio electrnico( )

3.-El movimiento de las partculas en un sistema coloidal se llama Browniano( )

4.-Las partculas en una disolucin precipitan( )

5.-El efecto Tyndall es un fenmeno caracterstico de los coloides( )

6.-Las suspensiones son ejemplos de mezclas heterogeneas( )

7.-Las particulas coloidales se observan a travs de microscopios electrnicos( )

8.-Las suspensiones contienen partculas que precipitan por gravedad( )

9.-Las disoluciones poseen partculas con movimiento Browniano( )

10.-Las particulas de una suspensin no se separan por filtracin( )

IV.-RESUELVE CORRECTAMENTE LOS SIGUIENTES PROBLEMAS:

1.- Calcula la concentracin en masa (m/m) de la siguiente disolucin: 20 gr. De KCl en 150 gr. de disolucin.

2.- Cuntos mililitros de cido actico se necesitan para preparar 300 ml de disolucin al 20% (v/v)

3.- Cul es la molaridad de una disolucin de 2 moles de KOH en 2.5 litros de disolucin?

UNIDAD III

COMPUESTOS DE CARBONO

OBJETIVO DE LA UNIDAD. El estudiante valorar la importancia de los compuestos de carbono relacionando las estructuras de stos con sus propiedades, identificando los grupos funcionales existentes en los compuestos, evaluando sus implicaciones en el desarrollo tecnolgico de la sociedad con una postura crtica y responsable.PROPOSITOLa naturaleza es un enorme laboratorio donde se realizan las reacciones qumicas ms increbles. Diariamente se obtiene millones de compuestos qumicos orgnicos que son empleados por los organismos vivos para su reproduccin y su preservacin; as mismo, estos productos son aislados e investigados por el hombre con la finalidad de utilizarlos convenientemente.

Los conocimientos bsicos sobre la comprensin de las estructuras de la qumica orgnica, la distribucin electrnica en los enlaces qumicos, la reactividad de los grupos funcionales presentes en ella y la importancia de la aplicacin de la qumica en los diferentes aspectos de nuestra vida, son temas que analizaremos en esta unidad.

METODOLOGA DIDACTICA

Para esta Unidad se ejecutara la lectura de comprensin del apunte, resolucin de la autoevaluacin que se encuentra al final de cada unidad, y la revisin del mapa conceptual el cual sirve como retroalimentacin para el estudiante.

Unidad I

Realizar un mapa conceptual sobre las distintas propiedades de los enlaces sencillos, dobles y triples.

Realizar consulta bibliogrfica acerca de la importancia socioeconmica y el impacto ecolgico de la petroqumica.

Elaborar un cuadro donde se seale los usos ms importantes de los grupos funcionales.

UNIDAD III

COMPUESTOS DE CARBONO

3.1 Estructura molecular de los compuestos del carbono

August Kekule (1857) propuso la extraordinaria teora estructural que plantea: Cualquiera que fuese la complejidad de la molcula orgnica, cada tomo de carbono tiene siempre valencia normal de cuatro; as tambin, el hidrogeno y los halgenos valencia de uno; el oxigeno y el azufre de dos y el nitrgeno de tres.

Propuso la utilizacin de guiones (-) que indica la valencia o enlace de cada tomo, se establecieron las primeras formulas estructurales de los compuestos orgnicos que proporcionan los fundamentos para describir y predecir el comportamiento de todos aquellos.

Molcula de metano

El metano es un ejemplo de compuesto molecular, cuyas unidades bsicas son grupos de tomos unidos entre s. La molcula de metano consta de un tomo de carbono con cuatro tomos de hidrgeno unidos a l. La forma general de la molcula es un tetraedro, una figura con cuatro caras triangulares idnticas, con un tomo de hidrgeno en cada vrtice y el tomo de carbono en el centro.

El ngulo de enlace entre el carbono y el hidrogeno es de 109 28 y que este ngulo pude ir aumentando a medida que lo hacen las dimensiones de los tomos que forman el enlace.

La longitud del enlace es la distancia que existe entre los ncleos de los tomos enlazados.

Los hidrocarburos, al estar unidos sus tomos por enlaces covalentes, forman cadenas largas y reciben el nombre de de hidrocarburos de cadena recta o hidrocarburos lineales. Los hidrocarburos lineales pueden tener varios grupos de carbonos unidos en diferentes posiciones formando arborecencias se les denomina ramificados.Tambin los hidrocarburos lineales pueden tener varios grupos de carbonos unidos en diferentes posiciones formando arborescencias. A estos hidrocarburos se les denomina ramificados.

3.1.1Configuraciones electrnicas del carbono e hibridacin (sp, sp2, sp3)

El tomo de carbono contiene 6 electrones en total, y stos deberan estar distribuidos de la siguiente forma:

Dos electrones en el orbital 1s.

Dos electrones en el orbital 2s.

Dos electrones en el orbital 2p.

3.1.2Geometria molecular (tetradrica, trigonal plana y lineal)El tomo de carbono lleva a cabo el fenmeno de hibridacin que consiste en que los dos electrones del orbital 2s se conjugan con los dos electrones del orbital 2p, formando nuevos orbtales hbridos denominados sp3.Sp3(Cuatro regiones de densidad electrnica alrededor del C)

La orientacin de estos orbtales sp3 es tetradrica, los cuatro enlaces del carbono estn dirigidos hacia los cuatro vrtices de un tetraedro imaginario. Cuando el carbono emplea sus cuatro orbtales hbridos sp3 para formar enlaces con otros tomos, reciben el nombre de hibridacin tetragonal.

La hibridacin trigonal, en donde el orbital 2s se combinan con dos orbtales p para formar tres orbtales hbridos sp2.

sp2 (Tres regiones de densidad electrnica alrededor del C)

La hibridacin diagonal, el orbital atmico 2s se combina con una orbital 2p para formar el orbital hbrido sp. sp (Dos regiones de densidad electrnica alrededor del C)

Dos de los fenmenos mas importantes en los orbtales moleculares pi () son la conjugacin electrnica y la resonancia elctrica o aromaticidad.Conjugacin electrnica

Este fenmeno ocurre cuando en una cadena de hidrocarburos existen orbtales moleculares vecinales separados por un enlace sencillo.

Resonancia elctrica

Esta gran conjugacin elctrica, llamada resonancia, forma una nube electrnica en ambos lados del plano del anillo, este movimiento recibe el nombre de resonancia o aromaticida.

3.2 Tipos de cadena e isometra

3.2.1 Tipos de cadenas

Los compuestos orgnicos se dividen en dos grandes grupos:

a) La acclica o aliftica: agrupa los compuestos en cuyas estructuras moleculares no hay ciclos, por lo tanto son de la cadena abierta.

b) Serie cclica: agrupa los compuestos en cuya estructura hay ciclos; esta serie se subdivide en carbociclica y heterociclica.Distintas representaciones de formulas qumicas

La formula condensada solo expresa los distintos tomos que forma el compuesto, as como su nmero total.

La formula semidesarrollada expresa, adems del nmero total de tomos, las funciones qumicas presentes en la molcula.

La formula desarrollada expresa las posiciones relativas y las valencias correctas de todos los tomos de las molculas.

3.2.2 Isomera

Cuando dos compuestos orgnicos tienen la misma frmula molecular y composicin porcentual; sin embargo son dos compuestos diferentes. Se llaman ismeros. Segn la diferente ordenacin espacial de los tomos, stos se clasifican en varios tipos de isomera, como a continuacin se detalla.Isomera estructural o de cadenaLos compuestos que se agrupan en esta isomera tienen el mismo nmero y tipo de tomo. Pero el orden de distribucin de la estructura es diferente.

Isomera de posicin

La isomera de posicin resulta cuando el grupo funcional o sustituye que esta presenta en la estructura, va variado de posicin en la cadena del compuesto. Cuando aumenta el nmero de sustituyentes en la cadena se incrementa considerablemente el nmero de isomeros.

Isomera de funcin o de grupo funcional

La isomera funcional es aquellas molculas que tienen la misma formula condensada, pero los tomos que participan en la estructura estn arreglados en distintas formas, de tal manera que presentan distinta funcin qumica.

3.3 Hidrocarburos

Los hidrocarburos son los compuestos qumicos orgnicos que estn constituidos por carbono e hidrogeno. La mayora de ellos se obtienen del petrleo, pero tambin del gas natural y de los yacimientos de carbono.Gas natural

El gas natural puede ser til como combustible en la industria o como producto de energa elctrica, remplazando al carbn y el petrleo con menos contaminacin.

Petrleo natural o crudo

El petrleo o crudo, al igual que el gas natural, tienen el mismo origen y se extrae del subsuelo, no presenta utilidad comercial as como se encuentra, es necesario someterlo a un proceso de refinacin y obtener una gran cantidad de compuestos importantes para la industria qumica. El petrleo no es un compuesto sino una mezcla de ms de 500 compuestos formados de tomos de carbono e hidrgeno por lo que se les llama hidrocarburos.

En el petrleo cada uno de los hidrocarburos conserva sus propiedades especficas, por ejemplo el punto de ebullicin, como si estuviera puro. Esta caracterstica permite su separacin mediante la destilacin fraccionada.Clasificacin de los hidrocarburosCon base en sus propiedades fsicas y el tipo de cadenas los hidrocarburos se pueden clasificar de la forma siguiente:

Hidrocarburos alifticos y aromticosLos hidrocarburos se pueden dividir en dos clases amplias: alifticos y aromticos.

Los significados originales de la palabra aliftico (grasa) y aromtico" (fragante, oloroso) ya no tienen sentido.

Los alifticos tienen cadena abierta, incluyen los cclicos que se asemejan a aquellos.

Los aromticos son el benceno y aquellas substancias semejantes al mismo en su comportamiento qumico.

3.3.1 AlcanosLos alcanos tambin llamados parafina, son hidrocarburos saturados de cadena abierta que tienen enlaces sencillos: carbono-carbono y carbono-hidrogeno.CH3 -(CH2)n -CH3

Son saturados porque todos los enlaces de carbono que forman la cadena estn llenos de hidrgenos o carbono. Los miembros de esta familia est.n representados por la formula general CnH2n+2

Alcanos aciclicos

Regla de UIQPA para nomenclatura de alcanos

1. Se nombra la raz que seala las caractersticas del esqueleto o cadena de carbonos, precedida o terminacin ano, que indica el grado de saturacin.

2. Para nombrar la raz se escoge la cadena mas larga de la molcula.

3. se enumera los tomos de carbono consecutivos de la cadena principal, comenzando por el extremo que tenga ms prximo los sustituyentes.

4. Se nombra uno de los grupos o sustituyentes, precedidos del nmero que indica el tomo de carbono al que esta unido, si existen dos grupos sobre el mismo carbono se repite el nmero.

Alcanos cclicos

Estos hidrocarburos poseen anillos y tambin son llamados cicloalcanos, el primer compuesto cclico que se forma en esta familia es el ciclopropano, le siguen el ciclo butano, ciclo pentano, ciclohexano, etc.

Radicales

Se conoce como radicales alquilo a los grupos sustituyentes en los hidrocarburos, los radicales alquilo siempre conservan el nombre del hidrocarburo saturado que les da origen. Se nombran aadiendo el sufijo-ilo a la raiz que indica el nmero de carbono del grupo sustituyente.

3.3.2 Alquenos

Los alquenos forman una serie de hidrocarburos que, al igual que los cicloalcanos, presentan la deficiencia de dos hidrgenos en su estructura, a pesar de poseer cadena abierta. Los alquenos o compuestos insaturados (presentan dobles enlaces) tienen la formula general: CnH2nNomenclatura

El nombre de un alqueno se obtiene de las siguientes reglas:

1. Se elige como estructura principal la cadena mas larga que contenga el doble enlace.

2. Se enumera los tomos de la cadena principal de tal forma que a los tomos de carbono de los dobles enlaces les correspondan los tomos ms bajos posibles.

3. se nombra la base de la estructura principal, cambiando la terminacin ano, por eno.

4. si en la molcula hay ms de un doble enlace.

5. para indicar la posicin de los dobles enlaces, se escribe el nmero del tomo de carbono en el cual inicia.

6. Se nombra los sustituyentes y sus puntos de unin en la cadena principal, como en los alcanos.

Los primeros cuatro miembros de los alquenos lineales son los siguientes.

Eteno C2H4 H2C=CH2

Propeno C3H6 CH3-CH=CH2

Butano C4H8 CH3-CH=CH-CH3 H2C=CH-CH2-CH3Centeno C5H10 CH3-CH=CH-CH2CH3 CH2=CH-CH2-CH2-CH3Alquenos cclicos

Los alquenos cclicos se denominan cicloalquenos, el enlace alquenico siempre se asignara al carbono numero uno, y este podr omitirse en el nombre del compuesto.

3.3.3 Alquino

Los alquinos o acetilenos son hidrocarburos con uno o mas triples enlaces en s estructura, se conoce como acetilenos porque toman el nombre del hidrocarburo ms sencillote su serie.

INFRA es el principal productor, en Mxico, de acetileno, el 65% de este gas se utiliza en procesos de corte y soldadura.

3.3.4 Hidrocarburos aromticos (benceno)

Los hidrocarburos aromticos son nombrados as porque muchos de ellos despiden fuertes aromas, adems de poseer propiedades qumicas muy especiales, la palabra aromtica para estos compuestos no significa que todos presenten aroma, sino que tienen comportamiento de resonancia.

El tolueno es la materia prima a partir de la cual se obtienen derivados del benceno, medicamentos, colorantes, perfumes, y detergentes.

3.4 Grupos funcionales

El grupo funcional es el tomo o grupos de tomos que define la estructura de una familia especifica de compuestos orgnicos.

3.4.1 Alcohol

Los alcoholes se clasifican en primarios, secundarios y terciarios, segn la funcin esta unida a un carbono primario, secundario o terciario.

Los alcoholes pueden nombrarse de tres maneras:

La nomenclatura elige como estructura principal cadena ms larga en la que se encuentra el grupo hidrxido, comienza la numeracin de la cadena por el extremo mas cercano a dicho grupo; sustituye la terminacin ano del hidrocarburo por la terminacin ol y especifica la posicin del hidroxilo mediante el numero correspondiente.Busque la cadena (o secuencia de carbonos) ms larga que contenga el grupo hidroxilo. Enumere los carbonos de tal forma que el carbono al cual est unido el OH le corresponda el nmero ms pequeo posible. D el nombre, indicando los sustituyentes y el -OH con el nmero que les corresponda.Ejemplos:

3-HexanolVeamos estos otros ejemplos:

2-Propanol 1-Propanol

isopropanol o alcohol isoproplico)CLASIFICACION DE ALCOHOLES COMO PRIMARIOS, SECUNDARIOS O TERCIARIOSLos alcoholes se clasifican como primarios, secundarios o terciarios dependiendo de la cantidad de carbonos que estn unidos directamente al carbono que tiene el -OH; si el carbono del OH est unido a slo un carbono, entonces el alcohol es primario; si est unido a dos carbonos, entonces es secundario y si est unido a otros tres carbonos, entonces decimos que el alcohol es terciario

Veamos los ejemplos siguientes: 1-Propanol

2-Propanol

Alcohol terc-butlico

(Tambin podra llamarse 2-Metil-2-propanol)

OTROS EJEMPLOS

2-Metil-4-heptanol

3-Pentanol3.4.2 teres

Los teres son compuestos de formula general R O R, Ar O - R y Ar O Ar, compuestos formados por dos grupos alquinos o arilo, unidos entre si por un tomo de oxigeno.Se nombran indicando los grupos alquilos o arilos unidos al oxgeno, seguidos por la palabra ter. Segn la UIQPA se considera al grupo ms sencillo unido al oxgeno como un sustituyente alcoxi, R-O-, y aroxi, Ar-O- Se nombran interponiendo la partcula "-oxi-" entre los dos radicales, o ms comunmente, nombrando los dos radicales por orden alfabtico, seguidos de la palabra "ter".MetoxietanoEtilmetilterEtoxietenoEteniletilterEtilvinilter

MetoxibencenoFenilmetilter1-isopropoxi-2-metilpropanoIsobutilisopropilter

Bencilfenilter4-metoxi-2-penteno

3.4.3 Aldehdos

La nomenclatura de los aldehdos y las acetonas esta muy relacionada con la de los cidos carboxlicos usados comnmente en el sistema UIQPA, se hace lo siguiente:

a) Se selecciona la cadena mas larga que contiene al grupo CHO.

b) Se denomina al compuesto remplazado la letra o terminal de hidrocarburo por el sufijo al.

c) El tomo de carbono del grupo es asignado con el numero 1, los sustituyentes que existan en la cadena se nombra de manera habitual. Se caracterizan por tener un grupo "carbonilo" C=O, en un carbono primario. Sus nombres provienen de los hidrocarburos de los que proceden, pero con la terminacin "-al". Si hay dos grupos aldehdos se utiliza el termino "-dial"; pero si son tres o ms grupos aldehdos, o ste no acta como grupo principal, se utiliza el prefijo "formil-" para nombrar los grupos laterales. EtanalButanal

3-butenal3-fenil-4-pentinal

Butanodial4,4-dimetil-2-hexinodial

3.4.4 Cetonas

Para nombrar las cetonas tenemos dos alternativas:

1. El nombre del hidrocarburo del que procede terminado en -ona .Como sustituyente debe emplearse el prefijo oxo-.

2. Citar los dos radicales que estn unidos al grupo carbonilo por orden alfabtico y a continuacin la palabra cetona.

Compuestos importantes de los aldehdos y las acetonas

El formaldehdo en solucin al 40%, llamado formalina o formol, se emplea como desinfectante y curtiente de protenas, formando productos de gran resistencia qumica y fsica.

3.4.5 cidos carboxlicos y derivados

Los cidos carboxlicos son compuestos que contienen en su estructura al grupo carboxilo, los cidos carboxlicos se conocen desde hace varios aos por las caractersticas que presentan: por tal razn se les identifica por sus nombres comunes que reflejan su origen o fuente de obtencin natural. As tenemos al cido frmico; aislado de las hormigas (del latn formica, hormiga); al actico (del latn acetum, vinagre); al propinico (del griego propios, primero), por ser el primero de la serie con aspecto aceitoso; al butrico (del latn butyrum, mantequilla); al caproico, caprlico y capricho (del latin capra, cabra), al encontrarse en la grasa de las cabras.El nombre de la UIQPA se remplaza la o final del nombre del alcano correspondiente por la terminacin oico; el nombre resultante va siempre precedido de la palabra cido. Los sustituyentes se numeran de forma usual y el carbono del grupo carboxi siempre ser el nmero 1.Se caracterizan por tener el grupo "carboxilo" -COOH en el extremo de la cadena. Se nombran anteponiendo la palabra "cido" al nombre del hidrocarburo del que proceden y con la terminacin "-oico". Son numerosos los cidos dicarboxlicos, que se nombran con la terminacin "-dioico", pero frecuentemente se sigue utilizando el nombre tradicional, aceptado por la IUPAC. Cuando los grupos carboxlicos se encuentran en las cadenas laterales, se nombran utilizando el prefijo "carboxi-" y con un nmero localizador de esa funcin. Aunque en el caso de que haya muchos grupos cidos tambin se puede nombrar el compuesto posponiendo la palabra "tricarboxlicos", "tetracarboxlicos", etc., al hidrocarburo del que proceden.c. metanoico(c. frmico)c. etanoico(c. actico)

c. propenoicoc. benceno-carboxlico(c. benzoico)

c. propanodioico(c. malnico)1,1,3-propano-tricarboxlico

3.4.6 Esteres carboxlicos

Los esteres se forman por la reaccin de los cidos carboxlicos con los alcoholes, en la reaccin se eliminan molculas de agua, mientras los cidos carboxlicos tienen olores desagradables, esteres son de olores agradables: se asemejan a los aromas de las frutas.

Propionato de etilo CH3 - CH2 C O CH2 CH3

Formiato de etilo H C O CH2 CH 3 Se forma con los nombres de los cidos carboxilicos, que cambian la terminacin ico por ato, seguida de los nombres de los grupos alquilo o arilo que contengan, es decir, se escribe la raz del nombre del cido del cual procede, pro ejemplo, acet si vienen del actico, seguida de la terminacin ato. 3.4.7 Amidas

Las amidas son derivados de los cidos carboxlicos, en ella el grupo OH del cido esta sustituido por un tomo de nitrgeno, este tomo puede llevar como sustituyentes grupos alquinos.Se nombran sustituyendo la terminacin ioco o ico, del cido del cual deriva, por el sufijo amida. Al igual que las amidas, si el tomo de nitrgeno tiene sustituyentes alquilo o arilos, se nombra colocando una N mayscula antes del sustituyente.3.4.8 Aminas

Se llaman aminas los derivados hidrocarburados del amoniaco. Segn se sustituyan uno, dos o los tres tomos de hidrogeno del amoniaco por radicales alquilicos o arlicos, se clasifican en primarios, secundarios o terciarios.En la nomenclatura de las aminas primarias se emplea la terminacin amina con el nombre del grupo alquilo R. A las secundarias o terciarias, en las cuales todos los grupos alquilo son iguales, se les nombra anteponiendo el prefijo di o tri al nombre del alquilo. Los nombres de las aminas estn formados por una sola palabra.Se pueden considerar compuestos derivados del amonaco (NH3) al sustituir uno, dos o tres de sus hidrgenos por radicales alqulicos o aromticos. Segn el nmero de hidrgenos que se substituyan se denominan aminas primarias, secundarias o terciarias.

Se nombran aadiendo al nombre del radical hidrocarbonado el sufijo "-amina".

metilamina En las aminas secundarias y terciarias, si un radical se repite se utilizan los prefijos "di-" o "tri-", aunque, frecuentemente, y para evitar confusiones, se escoge el radical mayor y los dems se nombran anteponiendo una N para indicar que estn unidos al tomo de nitrgeno.

N-etil-N-metil-propilamina Cuando las aminas primarias no forman parte de la cadena principal se nombran como substituyentes de la cadena carbonada con su correspondiente nmero localizador y el prefijo "amino-".

cido 2-aminopropanoico Cuando varios N formen parte de la cadena principal se nombran con el vocablo aza.

2,4,6-tetraazaheptano3.4.9 Halogenuros de alquilo

Los halogenuros de alquilo tienen la frmula general RX, donde R representa un grupo alquilo o alquilo sustituido.

R-X

Clasificamos un tomo de carbono como primario, secundario o terciario, segn el nmero de otros tomos de carbonos unidos a l Se clasifica un halogenuro de alquilo de acuerdo con el tipo de carbono que sea portador del halgeno:

Como miembros de la misma familia, con el mismo funcional, los halogenuros de alquilo de las diversas clases tienden a dar el mismo tipo de reacciones. Sin embargo, difieren en la velocidad de reaccin, y estas divergencias pueden originar otras diferencias, ms profundas.

Pueden darse dos tipos de nombres a los halogenuros de alquilo: nombres comunes (para los ms sencillos), y nombres IUPAC, con los que el compuesto sencillamente se denomina como un alcano con un halgeno unido en forma de cadena lateral. Ejemplos:

Ha de tenerse en cuenta que nombres similares no siempre significan igual clasificacin: cloruro de isopropilo, por ejemplo, es un cloruro secundario, mientras que cloruro de isobutilo es primario.

Los derivados halogenados se pueden nombrar de dos formas distintas:

a) Halogenuros de los grupos alquilos.

b) Considera la funcin halogenada como sustituyente.

Para nombrar correctamente una molcula que contiene grupos funcionales lo primero que hay que hacer es identificarlos:

Grupos funcionales ms importantesClaseGrupo funcionalEjemplo

alcanosningunoCH3-CH3 Etano

alquenosCH3CH=CH2 Propeno

(homo) aromticosTolueno

(hetero) aromticos3-Metilpiridina

alquinosCH3-CC-CH3 2-Butino

haluros de alquilo-halgenoCH3-CH2-Br Bromuro de etilo

alcoholes fenoles-OHCH3-CH2-OH Etanol Ph-OH Fenol

teres-O-CH3-CH2-O-CH2-CH3 Dietilter

aminas primarias-NH2CH3-NH2 Metilamina

aminas secundarias-NH-(CH3)2NH Dimetilamina

aminas terciarias(CH3)3N Trimetilamina

tioles-SHCH3-CH2-SH