SUSTANCIAS ORGÁNICAS

BIOLOGÍA

GASES

NOMENCLATURA

NOMENCLATURA
Nombre de los compuestos de acuerdo a las normas dadas por La IUPAC (International United Pure Aplicacion Chemistry) 
PRINCIPALES FUNCIONES QUÍMICAS.

•  FUNCIÓN QUÍMICA Y GRUPO FUNCIONAL

► FUNCIÓN QUÍMICA:
Es el conjunto de compuesto o especies químicas que tienen  propiedades comunes debido a la presencia de un grupo funcional
►GRUPO FUNCIONAL:
Es el átomo o grupo de átomos cuya presencia en una molécula determina las propiedades comunes de la función química. el grupo funcional es el grupo activo en la molecula, es el sello caracteristico que distingue una especie quimica de otra.
Ejemplo:
NaOH, Ca(OH)2, FeOH, Fe(OH)3, Al(OH)3

Pertenecen a la función hidróxido o base y por consiguiente tienen comportamientos semejantes en las reacciones quimicas ; esta similitud en su conducta quimica se debe  a que todos llevan en su estructura el grupo funcional (OH) Hidróxido, que es grupo funcional caracteristico de los hidróxidos o bases. 

En quimica inorganica se considera las siguientes funciones:

♦ FUNCIÓN ÓXIDO

♦ FUNCIÓN HIDRÓXIDO

♦ FUNCIÓN  ÁCIDO.

♦ FUNCIÓN SAL

♦ FUNCION HIDRURO

ÓXIDOS
La combinacion de cualquier elemento con el oxígeno origina un óxido.
Si el elemento que se combina con el oxígeno es un metal, se forma un óxido básico u óxido metálico, pero si el elemento que se combina con el oxigeno es un no metal se forma un óxido ácido u óxido no metálico o ANHIDRIDO (antiguamente)

♦ Un óxido básico al reaccionar con el agua produce un hidróxido o base
♦ Un óxido ácido al reaccionar con el agua produce un ácido oxácido (oxiácido)

como puedes ver los óxidos, tienen caracteristicas determinadas por el tipo de elemento que lo forma; ya que al reaccionar el óxido con el agua produce hidróxido o ácido dependiendo del elemento metal o no metal.

ELEMENTO     +     OXÍGENO     ------►   ÓXIDO
METAL              +     OXÍGENO    -------►   ÓXIDO BÁSICO
NO METAL       +     ÓXÍGENO    -------►   ÓXIDO ÁCIDO

Los elementos tienen 1, 2, 3 y 4 valores de oxidación con los cuales formara los diferentes compuestos asi:

♦ Elementos con un solo valor de oxidación no necesitan terminación, pero si se les quiere poner se les asigna ICO
Ejemplo: Na(+1) = Sodio o Sodico   

♦ Elementos con dos números de oxidación (mayor y menor), con el valor menor se emplea la terminación OSO  y con el valor mayor se emplea la terminación ICO

EJEMPLOS
ELEMENTO            # de Oxidación        TRADICIONAL        MODERNO
        C                                 +2                        Carbonoso             Carbon (II)
        C                                +4                         Carbonico               Carbon (IV)

♦ Elemento con tres números de oxidación: del grupo VIA (+6, +4, +2) para el mayor se termina en ICO  y para el valor de la mitad se utiliza OSO y  para el menor se usa el prefijo HIPO y la terminación OSO EJEMPLO 

ELEMENTO          # de Oxidación              TRADICIONAL          MODERNO

       S                                +6                                  Sulfurico                   Azufre (VI)

       S                                +4                                   Sulfuroso               Azufre  (IV)

       S                                +2                                 Hiposulfuroso         Azufre  (II)

♦ Elemento con cuatro números de oxidación de grupo VII  (+7, +5, +3 ,+1 ) +7 para el mayor se usa el prefijo HIPER o PER y la  terminación ICO para el otro mayor +5 solo la terminación  ICO para el valor +3 se usa la terminación OSO  y el valor menor de oxidación +1 se utiliza el prefijo HIPO y la terminacion OSO

EJEMPLO 

ELEMENTO          # de Oxidación                TRADICIONAL             MODERNO 

       Cl                                +7                              PERClorICO                Cloro   (VII) 

       Cl                                +5                                       ClorICO                Cloro   (V) 

       Cl                                +3                                       ClorOSO              Cloro   (III)

       Cl                                +1                              HIPOClorOSO              Cloro   (I)   

OXIDOS

OXIDOS:
Son compuestos binarios formados por cualquier elemento y el oxigeno

GRADO ONCE

TEMAS
QUIMICA
1. NOMENCLATURA
2. REACCIONES QUIMICAS
3. CALCULOS QUIMICOS
4. SOLUCIONES
5. GASES.
6.COMPUESTOS ORGANICOS
7. HIDROCARBUROS SATURADOS E INSATURADOS
8. NOMENCLATURA
9. GRUPOS FUNCIONALES

QUÍMICA ORGÁNICA

QUÍMICA ORGÁNICA.
La química orgánica estudia la estructura, la composición, las propiedades y los cambios energéticos de los compuestos del carbono sin importar el origen.

compuestos que contienen carbono y se consideran inorgánicos: CO2,CO,  CS2, HCN, HCNO, H2CO3 y sus derivados.
los compuestos orgánicos están formados por carbono e hidrógeno y otros elementos como el oxígeno, nitrógeno, fósforo, los halógenos, y otros metales.
la gran cantidad de compuestos orgánicos que forman los hidrocarburos, carbohídratos, los ácidos grasos, las proteínas, las hormonas, las vitaminas se debe a unas características especiales del carbono como:
♦ La capacidad del átomo de carbono para formar enlaces con otros átomos de carbono.
♦ La capacidad de formar cadenas lineales, ramificadas, ciclicas 
♦ El carbono es tetravalente es decir siempre forma 4 enlaces
♦ Tener Hibridación sp3, sp2, sp para la formación de los enlaces simples, dobles y triples respectivamente.
PRINCIPALES DIFERENCIAS ENTRE LOS COMPUESTOS ORGÁNICOS E INORGÁNICOS

FORMAS ALOTRÓPICAS DEL CARBONO:
♦ El Gráfito
♦ El Diamante
♦Carbono amorfo (el C vegetal, el coque, el C animal, el carbon de azúcar, el hollín, y el negro de humo) 
Estas formas alotrópicas tienen propiedades químicas idénticas y propiedades físicas diferentes.
PROPIEDADES DEL ÁTOMO DE CARBONO:
   


     

TALLER DE SOLUCIONES: Concentraciones Fisicas

1. Al disolver 40 g de clorato de potasio KClO3 en 70 cc. de agua, ¿ cuál es la concentración de la solución? (R. 36.36%) 
2. ¿cuántos gramos de NaCl habrán en 120 cc de una solución al 15% P/V? (R. 18 g de NaCl)
3. Para preparar una solución al 15% en peso de KMnO4 ¿Cuántos gramos de KMnO4 son necesarios? (R. 15 g de KMnO4)
4. Se disuelven 25 g de KNO3 EN 78 g de agua; calcula la concentración de la solución en tanto por ciento en peso. (24,27%)
5. Una solución acuosa de NaCl tiene una densidad de 1.18 g/ml y un %P de 20% . calcule los gramos de soluto y solvente presentes en 500 ml de la solución. (Wsto=118g, Wste= 472 g) 
6. calcule el porcentaje en volumen, en una solución que se prepara con 50 ml de etanol y 200 ml de agua a 25 °c . considere los volúmenes aditivos. (20%) 
7. Una solución acuosa de NaOH contiene 2.3 g de soluto por cada 100 ml de solución. Calcule los gramos de soluto y solvente, presentes en 1 litro de solución de densidad 1.01 g/ml  (Wsto= 23g, Wste = 987g)
8. cuando 55,5 gramos de CaCl2 se disuelven en 400 gramos de H2O, se produce una solución de densidad 1,1 g/ml. determinar.
   a) porcentaje por peso 
9. Una solución se prepara vertiendo en un recipiente a 25 °C, 500 ml de agua pura y 200 ml de etanol (CH3CH2OH). exprese la concentración de la solución en %P. (densidad del agua 1 g/ml,  densidad del etanol 0.78 g/ml ) (%P=23,7)
10. A  25 °C se mezclan en un recipiente abierto 5 moles de metanol con 4 moles de etanol. determinar: (H=1 g. C=12 g   O= 16 g)
    a) pesos moleculares del metanol y el etanol
    b) Gramos de metanol y etanol
    c) Moléculas de metanol y etanol
    d) Exprese la concentración de la solución en %V (metanol CH3OH, etanol C2H5OH)    R/(%P=23,7)
11. Se disuelven 240 gr de NaCl en H2O hasta completar un litro y una densidad de 1.2 g/ml,  calcular: el peso de la solucion y el %P  R/(1200 g),(20%)
    

SOLUCIONES

SOLUCIÓN=Sln:
Una solución es una mezcla homogénea de dos o más componentes de proporciones variables.
El tamaño de las partículas del soluto en las soluciones es menor a 1mu, siendo 1mu milimicra igual a 10-6 mm. 

 COMPONENTES DE UNA SOLUCIÓN:

•  SOLUTO=Sto: componente de menor proporción. 
• SOLVENTE=Ste: Es el componente de mayor proporción.

SOLUBILIDAD: La cantidad máxima de un soluto que puede disolverse en una cantidad dada de solvente a una determinada temperatura.
dependiendo del soluto la solución puede ser insaturada, saturada y sobresaturada

• INSATURADA: Cuando tiene muy poca cantidad de soluto
• SATURADA: Tiene la cantidad máxima que acepta el solvente a una determinada temperatura, en está solución hay equilibrio entre el soluto disuelto y no disuelto.
• SOBRESATURADA: Es la que tiene mas soluto del requerido por el solvente, aquí hay precipitado del soluto que no se disuelve.

FACTORES QUE AFECTAN LA SOLUBILIDAD:

Superficie de contacto:
Al aumentar la superficie de contacto del soluto con el solvente, las interacciones soluto- solvente aumentarán y el cuerpo del soluto se disuelve con mayor rapidez. al triturar la panela esta se disuelve más rápido.
Agitación:
Cuando agitamos el soluto se dispersa por el solvente disolviéndose mas rápidamente. 
Temperatura:
Al elevar la temperatura hace que la energía cinética de las partículas del soluto se muevan mas rápidamente lo que hace que se logre la disolución  .
Presión:
Los cambios de presión ordinarios no tienen mayor efecto en la solubilidad de los solidos y líquidos temperatura, pero si tiene gran efecto en los gases. La solubilidad de los gases aumenta con la presión 
Naturaleza del soluto o del solvente:

Generalmente una sustancia es soluble en una solvente polar y una no polar es soluble en un solvente no polar. esto se expresa como: "lo semejante disuelve lo semejante".
El disolvente polar mas conocido y utilizado es el agua y entre los no polares están el benceno, ciclo hexano, tetracloruro de carbono, la gasolina, thiner y el solvente 10-20     

la solubilidad del gas es correctamente a la presión. Si se duplica la presión del gas en contacto con el liquido, la solubilidad del gas también se duplica. esta ley se denomina ley de Henry.

CONCENTRACIÓN DE LAS SOLUCIONES
las expresiones diluidos y concentrado son términos cualitativos para determinar la cantidad de soluto que tiene una solución.

LA CONCENTRACIÓN DE UNA SOLUCIÓN: Expresa la relación entre la cantidad de soluto y la cantidad de solución o solvente.

concentración = [ ] = soluto/solución ó solvente  

la concentración de una solución se da en unidades físicas y unidades químicas

LA CONCENTRACIÓN EN UNIDADES FÍSICAS:

PORCENTAJE POR PESO = (%P/P):Indica los gramos de soluto contenidos en cien gramos de la solución.
Una solución al 30% p/p de cloruro de sodio es la que contiene 20 gramos de cloruro de sodio por cada 100 gr. de solución.
%P/P=%P=% = % por peso; Wsto=gr de sto; Wsln= gr. de solución
Ejemplo.
Al disolver 40 gr. de clorato de potasio en 160 gr. de agua ¿Cuál es el  %P de la solución.
DATOS
Wsto= 40g.       Wste= 160g.     Wsln=Wsto + Wsln =200g  aplicando la fórmula

%P =40gx100/200g=20%P

   PORCENTAJE PESO A VOLUMEN:(%P/V):
Indica la cantidad de gramos de soluto contenidos en 100 gamos de la solución o solvente.
Una solución al 20%P/V indica que tiene 20 gr de soluto por cada 100 ml de solución.
%P/V es Ejemplo:
ejemplo:Se disuelven 34 g. de NaBr en 170 cc. de solución ¿calcular la concentración de la solución en %P/v.? por

DATOS 
 Wsto=34 g.   Vsln= 170 cc.  %P/V= ?
Aplicando la fórmula     %P/V= (34gx100)/170cc.=  20%g/cc.

 

PORCENTAJE POR VOLUMEN:
Indica la cantidad de mililitros de soluto que ha en 100 mililitros de solución.una solución al 25%V tiene 25 ml de soluto en 100 ml de solución


 PARTES POR MILLÓN: p.p.mIndica los miligramos de soluto que hay en un kilogramo de solución o solvente
DENSIDAD DE LA SOLUCIÓN:
Relaciona la masa en gramos de la solución (Wsln) por el volumen de la solución (Vsln) en ml o litros.
la densidad de la solución nos permite calcular el peso de la solución o el volumen de la solución.

Dsln=Wsln/Vsln


    
EXPRESIÓN DE LA CONCENTRACIÓN EN UNIDADES QUÍMICA.

FRACCIÓN MOLAR:X

Se define como la relación entre las moles de un componente y las moles totales presentes en la solución .
Se calcula para cada componente, mediante las expresiones.

Ejemplo:

1. Calcular la fracción  molar de cada componente, en una solución que se prepara disolviendo 200 gramos de NaOH en 1 litro de agua

(DH2O=1g/ml,  Na=23g, O=16g, H=1g)datos

X=? 
♦ se determina el peso molecular del soluto y el solvente
      MH2O =2g +16g =18g/mol

      MNaOH =23g + 16g + 1g = 40g/mol   

♦ se determina el numero de moles del soluto que hay en 200 gramos
    Wsto =200g.
                   nsto=200g/40g/mol=5mol.
♦ Para determinar el numero de moles del agua debemos buscar el peso de un litro de agua sabiendo que la densidad del agua es 1g/ml a traves de la siguiente operacion                                               WH2O=VH2O x dH2O
                                      WH2O=1000ml x 1g/ml = 1000g
♦    calculamos las moles del solvente dividiendo los gramos de solvente por el peso molecular del agua.
             nste=W/M      = 1000g/18g/mol = 55,5 mol
♦Teniendo las moles del soluto 5 moles y las moles del solvente podemos hallar las moles del solucion sumando moles de soluto y las de la solucion

nsto =5 moles  nste = 55,5 moles ,

nsln = nsto + Nste = 5moles + 55,5 moles= 60.5 moles 

♦ Calcular la fracción molar aplicando la formula
XNaOH=nsto/nsln  5moles/ 60,5 moles =  0.082 

♦ La fraccion molar de los componentes es igual a 1 Xsto + Xste = 1
entonces          XH2O=1 - 0,082 = 0,918
      

 MOLALIDAD:m
Se define como la cantidad de moles de soluto en un kilogramo de la solución o solvente.  

 

GASES

EL ESTADO GASEOSO.Es el estado de agregación de la materia sin forma y  volumen definidos donde las fuerzas de cohesion intermoleculares son nulas,

Los gases al igual que los líquidos son fluidos,

PROPIEDADES DE LOS GASES:

1. Los gases se adaptan a la forma y al volumen del recipiente que los contiene
2. Los se expanden, es decir aumentan el volumen cuando se le incrementa la temperatura.
3. Se comprimen es decir disminuyen su volumen cuando se aumenta la presion
4. Los gases son elásticos,  es decir recuperan su forma inicial despues de perderla por accion de la presión.
5. los gases se difunden facilmente 

cualquier  ompresion se comprimen  ocupan todo el volumen disponible  se caracterizan por no tienen forma definida, se expanden hasta llenar completamente el recipiente que los contiene y también se pueden comprimir.
Por eso el volumen de un gas varía por acción de la presión, la temperatura y las moles, estas variaciones son estudiadas por las leyes de los gases. 
volumen es variable ya que al comprimirlos, este se reduce y al expandirlos, su volumen aumenta.
las partículas de las sustancias se mueven con mayor libertad en el estado gaseoso

Propiedades del estado gaseoso.
El volumen ocupado por un gas depende: del numero de moles, de la presión, y la temperatura

PRESIÓN:
Es un concepto físico que se define como la fuerza ejercida sobre un cuerpo por unidad de área 
P = presión  F.= Fuerza  A = Área

P = F/A  (1)

La presión se puede manifestar en varias formas:

• Presión hidrostática:Los cuerpos sumergidos en un liquido soporta una presión provocada por el peso del liquido que está encima de ellos, en la unidad de área seccional.
•  Presión Atmosférica: todos los cuerpos situados sobre la superficie terrestres, soportan el peso de la capa atmosférica y equivale al peso de un cilindro de aire de 1 cm cuadradado de área seccional y una altura igual a la altura de la capa atmosférica terrestre, como ésta disminuye a medida que se asciende sobre el nivel del mar, la presión atmosférica también disminuye cuando aumenta la altura sobre el nivel del mar.

la presión atmosférica se mide con el barómetro inventado por evangelista Torricelli
Experimento de Torricelli:  el barómetro es un tubo de vidrio de un metro de longitud cerrado por un extremo, se llena totalmente de mercurio, se tapa por un extremo y se invierte en un recipiente que también contiene mercurio,  al destapar el tubo se observa que el nivel del liquido desciende hasta una altura de 76 cm al nivel del mar, no importa cual sea el diámetro del tubo. 



TEORÍA CINÉTICA DE LOS GASES.

Para poder comprender las características y predecir el comportamiento de los gases, se emplea un modelo conocido como teoría cinética, la cual afirma que el estado y comportamiento de un material esta estrechamente relacionado con su estructura interna. esta teoría plantea que la materia está conformada por pequeñas partículas en constante movimiento hasta cierto punto y que el calor es una señal de ese movimiento.

la teoría cinética de los gases establece que :

1. 
   
   Un gas está conformado por una gran cantidad de partículas (moléculas) que se encuentran en continuo movimiento. 
2. 
   
   
   
            

CÁLCULOS QUÍMICOS

CÁLCULOS QUÍMICO O ESTEQUIOMETRÍA.
Los cálculos químicos es la parte de la química que calcula las relaciones de peso y mol entre las sustancias que participan o no en una reacción química.
para la comprension debemos conocer las unidades quimicas de peso de los elementos y compuestos. Para los eleentos se definen el peso atómico y átomo-gramo o mol-átomo y para los compuestos el peso molecular y la mol o mol-molécula

EQUIVALENCIAS PARA LOS ELEMENTOS.

• PESO ATÓMICO:  el peso atomico que aparece en la tabla periodica es un promedio del peso de todos los isotopos del elemento, establecidos por el espectrografo de masas, teniendo en cuenta ademas la abundancia relativa de ellos en la naturaleza.
  ejemplos de pesos atomicos dado en la tabla periodica ej: H= 1g., O =16g., Na=23g, S=32 g, Cl=35,5 g., Ca=40 g etc.
  el peso atómico de cualquier elemento es numéricamente igual al peso de una mol del mismo elemento
  isótopos: son átomos de un mismo elemento que tienen igual número atómico y diferente masa atómica
  el peso atómico promedio se calcula

• UN MOL = Un MOLE-ATOMO =Un ATOMO-GRAMO = Es una unidad de peso en quimica que se define como la cantidad en gramos igual a un peso atomico del elemento y que contiene un número de avogadro de atomos
  
  un (mol de un elemento)= un (peso atómico) =un (número de avogadro)
• NUMERO DE AVOGADRO=N°= 6,023X1023 de átomos/mol o moléculas/mol  (la magnitud del número de avogadro es muy grande. si estimamos la población del mundo en 3500 millones de habitantes, necesitamos 172 billones de planetas con la misma población de la tierra, para lograr que el numero de habitantes igualara el número de avogadro)
  esto significa que una mol-atomo de sodio, tiene 23 g, una mol-atomo de cobre, tiene 63,54g, una mol de carbono, etc, contienen el mismo número de atomos de cada elemento, el cual es igual a un N°= 6,023 x 1023 átomos

EJEMPLOS: 

1. Calcular el número de moles-átomo que hay en: a) 80 de calcio    

SALES OXÁCIDAS

SALES HALURAS

ÁCIDOS HIDRACIDOS

ACIDOS OXACIDOS

EN CONSTRUCCIÓN

HIDROXIDOS

ÓXIDOS ÁCIDOS

ÓXIDOS: Es un compuesto binario que resulta de la combinación del oxígeno con cualquier elemento metálico o no metálico. 
Ejemplos: Fe2O3  Oxido Férrico, CO2 óxido carbonico

CLASES DE ÓXIDOS: óxidos básicos y óxidos  ácidos

• ÓXIDOS BÁSICOS = ÓXIDOS METÁLICOS: Son compuestos que resultan de la combinación del oxígeno y los metales   
• ÓXIDOS ÁCIDOS

OXIDOS

NOMENCLATURA