GRUPO PRE-MILITAR MARINESQUÍMICASOLUCIONES Y COLOIDESSistemas dispersosDispersión: Es la distribución de partículas en un medio.Sistema disperso: Es cualquier sistema que contiene diseminada en su seno partículas de cualquier tamaño.Medio dispersante: Es el medio en el cual se dispersan las partículas; puede ser solido, liquido o gaseoso. Determina el estado de agregación del sistema.

TIPO PARTICULA DISPERSA

TAMAÑO DE PARTICULAS

FASE MASA HOMOGENICAS

AL REPOSAR

FILTRAR EJEMPLOS

SOLUCIÓN ÁTOMO, ION O MOLECULAS

D<1nm MONOFASICA(1FASE) NO SE SEPARA

NO FILTRA AGUA AZUCARADA, AIRE HUMEDO, ETC

COLOIDE PARTICULA COLOIDAL

1nm<d<1000nm DIFASICA(2FASES) NO SE SEPARA

NO FILTRA GELATINA, NEBLINA, SPRAY, LECHE, ETC

SUSPENSION PARTICULA ORDINARIA

d>1000nm DIFASICA(2 FASES) SE SEPARA ES FILTRABLE

JARABES, AIRE POLVORIENTO, ARCILLA EN AGUA, ETC

Clasificación de las dispersiones

A) SUSPENSIÓN: es una dispersión heterogénea, donde la sustancia dispersada, fácilmente se logra sedimentar, al encontrarse en reposo. Se puede separar a través de filtración, decantación, etc.

B) COLOIDE: las partículas no se les puede apreciar a simple vista, se encuentran en movimiento continuo sin sedimentar. Si las partículas tienen afinidad por la sustancia dispersante se denominan LIOFILOS y si no tienen afinidad se llaman LIOFOBOS.

Propiedades generales de los coloides:

Efecto Tyndall:

Consiste en que un haz luminoso se hace visible cuando atraviesa un sistema coloidal. Este fenómeno se debe a que las partículas coloidales dispersan la luz en todas las direcciones haciéndola visible (la luz que las partículas dispersan aparecen como puntos brillantes).

Movimiento Browniano: Es el movimiento continuo, siguiendo una trayectoria en zig-zag, es decir irregular y complicado, debido a los choques al azar, bien con otras moléculas del medio, otras partículas o las paredes del recipiente. Este movimiento térmico molecular es el que evita que las partículas sedimenten o precipiten, manteniéndolas distribuidas en todo el coloide.Ejemplos de coloides: pintura, engrudo, gelatina, espuma de cerveza, piedras preciosas, queso, humo, niebla, etc

C) SOLUCIONES (DISOLUCIONES):

Es una mezcla homogénea de dos o mas sustancias, en el que cada volumen elemental posee una composición química y propiedades idénticas. Las soluciones constan de un solvente y uno o más solutos.Observación: solución binaria: Si tiene un soluto y el solvente Solución ternaria: Si se tienen dos solutos y el solvente 1) Soluto (Sto): Es la sustancia que se dispersa

homogéneamente.2) Disolvente (Solvente) (Ste): Es el medio dispersante

Ejemplo

La bebida gaseosa, es una solución de dióxido de carbono (CO2), colorantes, edulcorantes (azúcar) y conservantes en agua.Solutos: Dióxido de carbono, colorantes, azúcar y conservantes. Disolvente: Agua (líquido)Solución: LíquidaTipos de soluciones según su estado físico

Aleación: Bronce (Sn en Cu), Latón (Zn en Cu), Acero (C en Fe)Amalgama: Hg. en metalSalmuera: Sal en H2OAguardiente: C2H5OH(l) en H2OAguas gaseosas: CO2 en DisoluciónHumo Fino: C en AireAire Húmedo: H2O en Aire SecoMezcla de Gases: Aire Seco

Solubilidad: Es la cantidad de soluto que se disuelve en una cantidad dada de disolvente para producir una solución saturada, la solubilidad nos indica la concentración de una solución saturada.

STºC=W max (sto)100 g( ste )

- Efecto de la Temperatura sobre la Solubilidad: La solubilidad de un soluto sólido en un disolvente liquido varia en forma directa con la temperatura. Para solutos gaseosos, la solubilidad varia en forma

inversa con la temperatura.-Efecto de la presión sobre la solubilidad de los gases:

La solubilidad de un gas en un líquido, varía en forma directa a

la presión parcial de dicho gas sobre la disolución.

TIPOS DE SOLUCION SEGÚN SU CONCENTRACIONSolución diluida: Contiene pequeña cantidad de soluto respecto a la máxima cantidad permitida en una determinada cantidad de disolvente y a cierta temperatura.

Solución concentrada: Contiene regular cantidad de soluto respecto a la máxima cantidad.

1

GRUPO PRE-MILITAR MARINESQUÍMICASolución saturada: Contiene la máxima cantidad de soluto en una determinada cantidad de disolvente y a una temperatura específica.

Solución sobresaturada: Contiene mayor cantidad de soluto que la solución saturada, pero es muy inestable.

CONCENTRACION: Nos indica la cantidad de soluto contenido en una determinada cantidad de solución o una determinada cantidad de disolvente.

C= cantidad de solutocantidad de disolvente

OBS: msol = mste + msto

Vsol = Vste + Vsto

Unidades físicas:Porcentaje o Composición en masa (%W):

%m=msto . 100

msol%

Porcentaje en Volumen (%V):

%V=Vsto .100Vsol

%

Unidades Químicas:

Molaridad (M): indica el número de moles de soluto por un litro de solución.

M= nstoVsol ( litros)

Normalidad (N):

N=número equivalentes de solutoVsol ( litros )

PROBLEMAS

1. Indique verdadero o falso:I. Una solución es una mezcla homogénea.II. La mezcla de dos gases forma una solución.III. La sustancia en menor proporción se denomina solvente.A) VVF B) VVF C) FFFD) FFV E) VVV

2. Determine la relación correcta:I. Solución gaseosa.II. Solución binaria.III. Soluto.a. Componente en menor cantidad presente en una solución.b. Solución conformada por un soluto y un solventec. El aire.

A) I-b; II-c; III-a B) I-a; II-c; III-b C) I-b; II-a; III-c D) I-a; II-b; III-cE) I-c; II-b; III-a

3. Indique el numero de proposiciones incorrectas sobre las soluciones

( ) No presentan precipitación( ) Pueden ser sólidas liquidas o gaseosas( ) El componente en mayor proporción se llama soluto.( ) Son ejemplos de soluciones: aire, salmuera, acero.

A) 0 B) 1 C) 2D) 3 E) 4

4. ¿Cuál es el porcentaje en masa que presenta una solución formada por 80 gramos de sal disueltos en 120 g de agua?

A) 15 B) 20 C) 10 D) 40 E) 50

5. La cerveza “Cristal” presenta 30 ml de etanol por cada botella de 600 ml determine el porcentaje en volumen de dicha cerveza.A) 10% B) 5% C) 25%D) 2% E) 7%

6. ¿Cuántos gramos de jabón se deberán disolver en 300g de agua para obtener una solución al 25% en masa?

A) 150g B) 200g C) 100g D) 250g E) 50g

7. Hallar el porcentaje en masa de glucosa en una solución que contiene 280ml de agua y 40 g de glucosa

A) 17,3% B) 15,2% C) 11,5%D) 12,5% E) 13,7%

8. Si 24ml de etanol se han disuelto en 176ml de agua hallar el porcentaje en volumen de la solución.

A) 10% B) 24% C)1%D) 12% E)8%

9. Si a una solución que presenta un porcentaje en volumen de 40% se le agrega igual cantidad de lo que había de solvente indique el nuevo porcentaje en volumen.A) 40% B) 25% C)1% D) 35% E)6%

10. Hallar la molaridad de una solución formada al disolver 98 g de ácido sulfúrico (H2SO4) en 2 500 ml de agua Masa molar (H2SO4) = 98.

A) 0,6 B) 0,5 C) 1 D) 0,4 E) 0,8

11. Determine la molaridad de una solución formada por 740 g de Ca(OH)2 y 5 000 ml de agua mA Ca = 40.A) 0,6 B) 0,5 C) 2,0 D) 0,4 E) 0,8

12. Se han disuelto 60g de NaOH en 2litros de solución hallar la molaridad de la solución.

A) 1,5 B) 2,0 C)3 D) 0,75 E)4

13. Si 2 equivalentes-gramo de H2SO4 se encuentran disueltas en 10 litros de solución. Indique usted la normalidad.A) 1,0 B) 0,2 C)2D) 3 E)4

14. ¿Cuál es la molaridad de una disolución que contiene 16 g de metanol (CH3OH) en 200 mL de disolución? A) 1 B) 1,5 C) 2D) 2,5 E) 3

QUÍMICA ORGÁNICA

2

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GENERALIDADES:

A la química orgánica se le conoce también como la química del carbono, ya que se estudian a los compuestos que presentan en su estructura al carbono (excepto CO, CO2, H2CO3, carbonatos, cianato de amonio NH4CNO)

BREVE RESEÑA HISTÓRICA:

En 1828 Friedrich Wohler sintetizó la urea al llevar a ebullición cianato de amonio en agua.

NH 4CNO ¿Cianato de ¿amonio ¿

¿ C⃗alorNH 2−CO−NH 2Urea

¿

De esta manera desestima la teoría de la fuerza vital que decía que los compuestos orgánicos sólo podrían ser formados de los seres vivos.

DIFERENCIAS ENTRE COMPUESTOS ORGÁNICOS E INORGÁNICOS:

COMPUESTOS ORGÁNICOS COMPUESTOS INORGÁNICOS

- Se conocen aproximadamente 5 millones de compuestos orgánicos (sintéticos y naturales).- Generalmente son insolubles en agua.- La mayoría de las reacciones son lentas.- Presentan elevada masa molecular.- Presentan isomería.

- Se conocen 100 mil ó más compuestos inorgánicos.- Solubles en agua (generalmente).- Reacciones a velocidades moderadas.- Presentan baja masa molecular.- No presentan isomería.

EL ÁTOMO DE CARBONO:

El carbono constituye un 0,08% de la litosfera, hidrosfera y atmósfera combinadas.Se presenta en la naturaleza generalmente en dos formas alotrópicas: grafito y diamante.

Propiedades Físicas:PROPIEDAD GRAFITO DIAMANTE

Densidad 2,25g/cm3 3,51g/cm3

Dureza Baja AltaConducción (calor) Moderada AltaConducción de la corriente eléctrica Alta Baja

Propiedades Químicas:

Hibridización: Consiste en la combinación de orbitales para obtener orbitales con propiedades intermedias (orbitales híbridos) en estabilidad y energía.

Enlace en elCarbono =C= ó –C= −C

|

= −C|

|

−

Hibridización sp sp2 sp3

Autosaturación: Capacidad del carbono de unirse a cuatro átomo de carbono mediante enlaces simples.Ejemplo:

CH 3− C|

CH3

|CH 3

−CH 3

Covalencia: En los compuestos orgánicos el carbono se une a otros átomos compartiendo electrones.

Enlace Simple: Presenta 1 enlace sigma ()

7 enlaces sigma () en el compuesto.

Enlace Doble: Presenta 1 sigma () y 1 pi ()

5 enlaces sigma () y 1 enlace () en el compuesto.

Enlace Triple: Presenta 1 sigma () y 2 pi ()

3 enlaces sigma () y 2 enlaces pi () en el compuesto.

Los carbonos que presentan solo enlaces sigma (cuatro), se conocen como saturados, en caso contrario se les denomina insaturados.

Tipos de Carbono:

Tipo Carbono unido a ... Ejemplo

Primario 1 sólo átomo de carbono H−C|

|

H

H

−CH 3

Secundario 2 átomos de carbono CH 3−C|

|

H

H

−CH 3

Terciario 3 átomos de carbono CH 3− C|

|

CH 3

H

−CH 3

Cuaternario 4 átomos de carbono CH 3− C

|

|

CH3

CH 3

−CH 3

Los hidrógenos unidos a los carbonos primarios, secundarios o terciarios se denominan hidrógenos primarios, secundarios o terciarios respectivamente.

TIPOS DE FÓRMULAS:

Desarrollada (o estructural)Se muestran todos los enlaces. Ejemplo:

3

H−C|H

|H

−C|H

|H

−H

H−C|H

=C|H

−H

H – C C –H H

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H−C|H

=C|H

−C|H

|H

−H

Fórmula Semidesarrollada:Se muestran solo los enlaces carbono – carbono. Ejemplo:

CH2 = CH – CH3

Fórmula Global (o general)Se indica el tipo de elementos así como la cantidad de átomos de cada elemento presentes en el compuesto. Ejemplo:

C3H6

HIDROCARBUROS

Son aquellos compuestos que contienen carbonos e hidrógeno, con base a su estructura se dividen en dos clases principales: alifáticos y aromáticos.Los hidrocarburos alifáticos se clasifican como: alcanos, alquenos y alquinos.

PROPIEDADES GENERALES:

Su principal fuente de obtención es el petróleo. Presentan fuerzas de Van der Waals. Presentan altos calores de combustión. Las reacciones más comunes son de combustión, sustitución

y adición. Presentan enlace carbono, carbono triple, doble o simple:

Fórmula general :CnH 2 n+2−2d−4t

n: Nº de carbonos,d: Nº de enlaces dobles.T: Nº de enlaces triples.

Nomenclatura IUPAC:

Se usan los siguientes prefijos.

Nº CARBONOS PREFIJOC1 MetC2 EtC3 PropC4 ButC5 PentC6 HexC7 HeptC8 OctC9 NonC10 DecC11 UndecC12 DodecC20 EicosC21 HeneicosC22 DoricosC23 TriecosC30 TriacontC35 PentatriacontC40 Tetracont

HIDROCARBUROS ALIFÁTICOS:

ALCANOS

Características:

Se les conoce como parafinas. Los átomos de carbono presentan enlace simple, es decir,

sólo existen carbonos saturados con hibridización sp3.

Fórmula General :CnH2n+2

n: Nº de carbonos

Los alcanos son sustancias apolares. Nomenclatura:

IUPAC se escribe el prefijo según el número de carbonos con terminación “ano”.

Ejemplos:Estado Físico Fórmula Global Nombre

Gas CH4 MetanoGas C2H6 EtanoGas C3H8 PropanoGas C4H10 Butano

Líquido C5H12 PentanoLíquido C6H14 HexanoLíquido C7H16 HeptanoLíquido C17H36 HeptadecanoSólidos C18H38 OctadecanoSólidos C20H42 Eicosano

ALQUENOS

Características: Se les conoce como olefinas. Presentan carbonos con enlaces dobles por ello se

denominan hidrocarburos insaturados. Las propiedades físicas de los alquenos son muy semejantes a la de los alcanos. (Insolubles en agua y altamente solubles en líquido apolares).

Fórmula General :CnH2n+2−2d

n: Nº carbonos n 2.d: Nº enlaces dobles.

Nomenclatura IUPAC:

Alqueno normal (d = 1): CnH2n.Se escribe el prefijo según el número de carbonos con la terminación “eno”.

Estado Físico Fórmula Global NombreGas C2H4 EtenoGas C3H6 1 – propenoGas C4H8 1 – buteno

Líquido C5H10 1 - pentenoLíquido C6H12 1 – hexenoLíquido C7H14 1 - heptenoLíquido C15H30 1 – pentadecenoSólido C16H32 1- hexadecenoSólido C17H34 1 – heptadecenoSólido C20H40 1 - eicoseno

ALQUINOS

Características: Se les conoce como acetilénicos. Presentan propiedades físicas semejantes a los alcanos y

alquenos por ejemplo:

4

CH3CH2 – CH – CH2 – CH2 – CH3CH3

(CH2)3CH33

4 2 1

CH3CH2 – CH – CH2 – CH2 – CH3CH21

2 4 53

CH3 – CH2 – C C – CH – CH – CH2 – CH3CH3

CH3CH2

1 2 3 4 6 7 8

CH C – CH – CH2 – CH2 – CH2 – CH3

CH3

3421

CH56

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Son solubles en benceno, tetracloruro de carbono y demás compuestos orgánicos de baja polaridad.

Fórmula General :CnH2n+2−4 t

n: Nº de carbonos.t: Nº de enlaces triples.n 2

Nomenclatura de Alquinos

Alquinos normales (t = 1) CnH2n – 2

Se escribe el prefijo según el número de carbonos con la terminación “ino”.Se indica la posición donde se ubica el triple enlace.

Estado Físico Fórmula Global Nombre

Gas C2H2 Etino o acetilenoGas C3H4 1 – propinoGas C4H6 1 – butino

Líquido C5H8 1 – pentinoLíquido C6H10 1 – hexinoLíquido C15H28 1 – pentadecinoSólido C16H30 1 – hexadecinoSólido C17H32 1 – heptadecinoSólido C20H38 1 – eicosino

RADICALES ALQUIL

Se obtiene al quitar un hidrógeno de los hidrocarburos saturados.

CnH2n+2alcano

−⃗HCnH2 n+1

Nomenclatura IUPAC:Se cambia la terminación ano de los alcanos por il o ilo. Ejemplo:

Radical Nombre

CH 3−

Metil

C2H5−

Etil

C3H7−

Propil

C4H9−

Butil

C5H11−

Pentil

C6H13−

Hexil

C7H15−

Heptil

NOMENCLATURA DE RAMIFICADOS

ALCANOS: Se considera como cadena base la cadena más larga. Se escriben primero los radicales indicando su posición en la

cadena (siempre buscando la menor combinación posible) y

ordenarlos alfabéticamente. Luego el nombre de la cadena con la terminación “ano”.

Ejemplo:

Nombre: 4 – etil – 2 metil – octano

ALQUENOS

Se considera la cadena base a aquella que contenga al doble enlace. Se escriben primero los radicales indicando sus posiciones en la cadena y ordenados alfabéticamente, luego se antepone la posición del doble enlace al nombre de la cadena con la terminación “eno”.Ejemplos:

Nombre: 1 – etil – 1 – penteno

ALQUINOS

Se considera como cadena base a la que contenga el triple enlace. Se considera la posición inicial al carbono más próximo al triple enlace y que se encuentre en un extremo de la cadena. Se escriben primero el nombre de los radicales (ordenados alfabéticamente) y luego el nombre de la cadena con la terminación “ino”.

Ejemplo:

Nombre: 5 – etil – 6 – metil – 3 – octino

ALQUENINOS

Son aquellos compuestos que presentan enlaces dobles y triples. Se considera la cadena básica a la cadena que contenga al enlace doble y triple. (Mayor prioridad al enlace doble). Se escribe primero el nombre de los radicales (ordenados alfabéticamente) luego al prefijo que indica el número de carbonos se le da la terminación eno – ino indicando la posición del doble y triple enlace.

Ejemplo:

Nombre: 3 – propil – 1 – nexen – 5 – ino

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EJERCICIOS

1. No es una propiedad del carbono:

A) TetravalenciaB) AutosaturaciónC) CovalenciaD) ConcatenaciónE) Hibridización sp3d

2. Indique qué compuesto no es orgánico:

A) CH4 (metano)B) C3H8 (propano)C) C2H2 (acetileno)D) NH3CONH8 (urea)E) CO2 (dióxido de carbono)

3. Indique cuántos carbonos presentan hibridización sp2 en el siguiente compuesto:

CH=C|

CH||

CH 2

−CH 2−CH 2−C≡CHA) 0 B) 1 C) 2 D) 3 E) 4

4. Hallar el número de carbonos secundarios y el número de hidrógenos terciarios respectivamente, en el siguiente compuesto.

CH 3CH 2 C|

CH 3

H−CH 2− C|

CH 3

|

CH 3

−CH 3

A) 2 y 15 B) 1 y 15 C)2 y 4D) 2 y 1 E) 1 y 1

5. Sobre los alcanos indique el número de proposiciones incorrectas( )Se les conoce como olefinas.( )Son hidrocarburos saturados.( )Son bastante solubles en agua.( )La hibridización de los carbonos es sp3.

A) 0 B) 1 C) 2D) 3 E) 4

6. Sobre los alquenos indicar el número de proposiciones correctas:( )Se les conoce como olefinas.( )Son bastante solubles en agua.( )Presentan enlace triple.( )Son hidrocarburos insaturados.

A) 1 B) 2 C) 3D) 4 E) 5

7. Indique cuántos radicales están nombrados correctamente:( )CH3 – Metilo( )C3H7 – Butilo

( )C5H11 – Pentilo( )C2H5 – Etilo

A) 0 B) 1 C) 2D) 3 E) 4

8. Nombre el siguiente compuesto en el sistema IUPAC:

CH 3− C|

|

CH3

CH 3

−CH=CH−CH 3

A) n – octenoB) 1 – metil – 2 – pentenoC) n – hexenoD) 2 – metil – 4 – pentenoE) 4 – metil – 2 – penteno

9. Formule el siguiente compuesto:

3 metil – 1 – butino

A) CH3 – CH2 – C CH

B)

C|

CH 3

H 2−CH 2−C≡CH

C) CH 3− C|

CH3

H−C≡CHD) CH3 – CH2 – CH = CH2

E) CH3 – C C – CH3

10. Indique el nombre del siguiente compuesto:

CH 3− C|

CH 2

|CH 3

H− C|

|

CH 3

CH 2

|

−

CH2−CH 3

CH 2−CH 3

A) 4 – metil – 3,4 – dietil – octanoB) 3 – butil – 4 – etil – 3 – metil – 1 – pentenoC) 4 – etil – 3,4 – dimetil – 1 – pentenoD) 3 – butil – 4 – etil – 3 – metil – 1 – pentenoE) 4 – etil – 3,4 dimetil – heptano

11. Indique cuántos radicales están nombrados correctamente:( )CH3 – Metilo( )C3H7 – Butilo( )C5H11 – Pentilo( )C2H5 – Etilo A) 0 B) 1 C) 2 D) 3 E) 4

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