Química orgánica: compuestos con oxígeno, nitrógeno y otros elementos.

Para clasificar todos los compuestos que tiene un mismo grupo de átomos característico que se comportan a su vez de la misma manera, se los dividen en dos grandes grupos.:

Grupo funcional: Es el que define una serie de propiedades características, dentro del cual existen los derivados halogenados, que son compuestos que se obtienen sustituyendo a un hidrógeno por un halógeno) por ejemplo: 1,1,1 tricloroetano, el cloruro de vinilo y el tetrafluoretileno.

Serie homóloga: Es el conjunto de los compuestos que tienen propiedades análogas, que en este caso se denominan aminas, que a su vez son los más conocidos e importantes compuestos nitrogenados, y que pueden obtenerse a partir de amoniaco (NH3) sustituyendo hidrógenos por grupos orgánicos. Las aminas se caracterizan en general por su carácter básico, eso es, por actuar como bases en muchas reacciones ácido-base.

Por último, entre los compuestos oxigenados, podemos destacar alcoholes, aldehídos (y cetonas) y ácidos carboxílicos (y sus derivados, especialmente ésteres).

Hidrocarburos

Clasificación de los combustibles

El combustible es un material cuya quema es utilizada para producir calor, energía o luz. La quema o combustión es una reacción química en la cual los constituyentes del combustible se combinan con oxígeno del aire.

Para iniciar la quema de un combustible es necesario que el alcance una temperatura definida, llamada temperatura de ignición

El poder calorífico de un combustible está dado por el número de calorías desprendidas en la quema del mismo. Los combustibles son clasificados según el estado en que se presentan (sólidos, líquidos o gaseosos). Además de los productos naturales, existen también los artificiales.

1) Sólidos

Son formados por C, H2, O2, S, H2O y cenizas, siendo combustibles solamente el  C, O2, H2 y el S. Entre los combustibles sólidos, tenemos los minerales como leña, aserrín, cáscara de caña, etc.

Los combustibles sólidos para ser usados, deben estar sobre la forma de polvo muy fino, siendo este pulverizado con aire durante la alimentación de un cilindro. El gran problema que presentan los combustibles sólidos, es la inaceptable erosión provocada en los pistones, válvulas y cilindros de las maquinas que los utilizan.

2) LíquidosEsto sucede porque los productos de la combustión contienen partes muy duras, que al depositarse en estas auto-partes, causan estos severos inconvenientes.

También pueden ser minerales o no minerales. Los minerales son obtenidos por la refinación del petróleo, destilación del cisto bituminoso o hidrogenación del carbón.

Los más usados son la gasolina, el gasoil y el aceite de combustible.

Estos combustibles son formados por hidrocarburos, siendo el gasoil C8H17 y la gasolina C8H18.

Los combustibles líquidos no minerales, son los alcoholes y los aceites vegetales. Entre los alcoholes tenemos el metílico, etílico, en tanto que los aceites vegetales son formados de C, H2, O2 e N2.

3) Gaseosos

Además de tener un bajo costo, porque generalmente son gases obtenidos como subproductos; son combustibles que forman con el aire una mezcla más homogénea.

Esta característica, contribuye para una mejor distribución en los cilindros, aumentando el rendimiento y vida util del motor. Aumenta también la facilidad de partida en frio del motor.

Los combustibles gaseosos, según su propio proceso de fabricación, pueden ser

– Gas natural: es encontrado en lugares arenosos que contienen petróleo en varias profundidades del subsuelo.

Los principales gases naturales son:

•    Metano CH4

•    Etano C2H6

•    Dióxido de carbono CO2

•    Nitrógeno N2

Los gases naturales obtenidos a través de la refinería de petróleo son;

•    Propano

•    Butano

-  Gas de gasógeno – estos gases son obtenidos a través de la combustión del carbono.

La utilización de los gases de gasógeno en automovilística, fue muy común en el tiempo de la guerra, debido a la inexistencia de otros combustibles. Hoy en día no es muy utilizado, porque presenta varios inconvenientes a saber:

•    Alto porcentaje de polución

•    Bajo poder calorífico

•    Para ser producidos, son necesarios equipos de excesivo gran porte.

-   Gas de subproducto – este gas puede ser obtenido por los siguientes procesos.

•    Proceso destinado a producir coque. La parte volátil del carbón que es liberada con el calentamiento de los hidrocarburos más pesados, obteniendo así un gas en H2 y CH4.

•    Proceso de producción de acero, donde se obtiene esencialmente de la formación de CO y N2.

Bibliografía: Clasificación de los Combustibles | La Guía de Química http://quimica.laguia2000.com/general/clasificacion-de-los-combustibles#ixzz2BXtWCDGi

Clasificación de los hidrocarburos

Los hidrocarburos son compuestos químicos orgánicos que se encuentran constituidos en exclusiva por carbono e hidrógeno. Según la naturaleza de sus enlaces se pueden clasificar en:

Hidrocarburos de cadena abierta o cerrada.

Dentro de los hidrocarburos de cadena abierta encontramos:

- Hidrocarburos saturados → Alcanos, hidrocarburos que carecen de enlaces dobles o triples. Son moléculas unidas mediante enlaces de tipo simple.

- Hidrocarburos insaturados → Alquenos, moléculas formadas por átomos que se unen entre sí mediante enlaces de tipo doble, y alquinos, moléculas cuyos enlaces son de tipo triple.

Dentro de los hidrocarburos de cadena cerrada encontramos:

• 
  
• Hidrocarburos alicíclicos, que a su vez se subdividen en saturados o  también conocidos como cicloalcanos e insaturados. Estos últimos se subdividen en cicloalquenos y cicloalquinos.

-Cicloalcanos: también llamados alcanos cíclicos, poseen un esqueleto de carbono formado en exclusiva por átomos de carbono que se unen entre sí mediante enlaces de tipo simple formando un anillo. Siguen la fórmula general: CnH2n.

-Cicloalquenos: Son hidrocarburos que en su estructura tienen como mínimo un enlace de tipo doble covalente. Este tipo de enlaces posee cierta capacidad elástica si los comparamos con los de otras moléculas, elasticidad que se hace mayor cuando mayor sea la molécula.Este tipo de hidrocarburos se nomina igual que los alcanos pero añadiendo el prefijo ciclo- delante del nombre.

-Cicloalquinos: Son hidrocarburos cíclicos que tienen presente en su estructura enlaces de tipo triple. Generalmente son moléculas estables solamente si poseen un anillo suficientemente grande, siendo el ciclooctino, con ocho carbonos, el cicloalquino más pequeño.

• 
  
• Hidrocarburos aromáticos: También conocidos como bencénicos, son moléculas que poseen al menos un anillo aromático dentro de su estructura.

Todos los hidrocarburos, excepto los aromáticos, reciben también el nombre de hidrocarburos alifáticos.

El término de hidrocarburos saturados o insaturados que se suele añadir a los alcanos o cicloalcanos, hace referencia a la imposibilidad de dichas moléculas para añadir a su estructura más hidrógenos, pues los átomos de carbono no tienen más enlaces en disponibilidad para ellos.

En cambio, los alquenos, alquinos, cicloalquenos y cicloalquinos, debido a tener enlaces de tipo múltiple, pueden añadir más átomos de hidrógeno a su estructura molecular a través de reacciones de adición, por lo cual se les denomina también como hidrocarburos insaturados.

Los alcanos se subdividen en dos tipos:

• Lineales: por ejemplo, CH3CH3 (etano), CH3CH2CH3 (propano), CH3CH2CH2CH3 ( butano), etc.
• Ramificados: Los alcanos ramificados son compuestos formados por la sustitución de átomos de hidrógeno del hidrocarburo, por los llamados grupos alquilo, los cuales se enganchan a la cadena de carbonos.

Tanto los alquenos como los alquinos pueden ser, al igual que los alcanos, de tipo lineal o ramificados.

Un grupo alquilo, también conocido como radical alquilo, es una agrupación de átomos que proceden de la eliminación del hidrógeno de un alcano, por lo cual, el grupo alquilo contiene un electrón disponible para compartir en la formación de un enlace covalente. Los grupos alquilo se nombran cambiando la terminación –ano, por –ilo o –il, pero se suelen designar con la letra -R ( de radical).

Bibliografía: Clasificación de los hidrocarburos | La Guía de Química http://quimica.laguia2000.com/enlaces-quimicos/clasificacion-de-los-hidrocarburos#ixzz2BXrd7xSh

Calorías

En el laboratorio realizamos un experimento que consistía en quemar un chisito, una papa y una nuez para saber cuántas calorías tenía cada alimento.

Usamos:

*Un tubo de ensayo con 1cm de agua

*Un Ganchito con una base (donde pusimos el alimento).

*Un encendedor.

Primero pusimos la nuez sobre el ganchito y la prendimos fuego, pusimos el tubo de ensayo arriba de la llama, y empezó a hervir llegando a una temperatura de 100º c, nosotros tendríamos que haber calculado la temperatura ambiente del agua con un termómetro (Que aproximadamente seria 20º),

Hicimos 100º menos 20º y nos dio un total de 80º. Esto quiere decir que su total de calorías son 80ª aproximadamente.

Pero notamos que el chisito se consumió todo, la papa en gran medida, y la nuez sólo por la mitad.

El inconveniente que tuvimos fue que no teníamos una herramienta llamada pipeta para medir la cantidad de agua exacta para poner en el tubo de ensayo, ni teníamos el termómetro para saber su temperatura ambiente.

Modelo de solutos diluídos

Modelo de soluto sólido diluído

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Modelo de soluto gaseoso diluído

La diferencia que se puede notar a simple vista es que la sal (sólido) está totalmente diluida ya que tiene más atracción con el líquido que con sus propias moléculas. En este caso si la temperatura del líquido fuese aumentando, también aumentaría a su vez la cantidad de sal que se disuelve ( si es que colocáramos más ), caso contrario con los gases, ya se ven separados en la imagen y si aumentáramos la temperatura del agua, los gases cada vez se separarían más ya que no hay atracción con los líquidos y cuanto más aumente la temperatura del líquido, más saldrán disparados los gases.

TP cristales

http://www.youtube.com/watch?v=VV-ipCGouWU&feature=youtu.be

Simulación de la lluvia ácida

Comenzamos rayando el azufre y luego, ya estando molido, lo colocamos en un tubo de ensayo.
En un segundo tubo colocamos agua y para unir los dos tubos, uno con el otro, pusimos el extremo de una manguera en un tubo cubriéndola y sosteniéndola con plastilina para que no saliera el contenido; y lo mismo con el otro extremo. Luego con un broche agarramos el tubo que contenía el azufre molido y lo pusimos sobre un mechero prendido. Por último ya formada la lluvia ácida en el tubo en el que previamente habíamos colocado agua, lo pusimos sobre un colador que luego cayó sobre un recipiente con una hoja de un árbol, en el que luego vamos a ver los cambios producidos en la misma.

Cómo generar la lluvia ácida

La lluvia ácida se forma con el dióxido de azufre que emiten las fabricas y el agua que contienen las nubes.
Con esta información logramos realizar un diseño experimental que nos permita producir lluvia ácida :

-Este experimento consiste en rallar azufre con un cuchillo, colocarlo en un tubo de ensayo y ponerlo sobre un mechero para así poder producir el dióxido de azufre.
-Una vez que tenemos esto, colocarle agua.
(Para que esto caiga en forma de lluvia necesitaremos un colador con orificios chicos por donde pueda pasar la, ya formada, lluvia ácida.)
- Luego para ver los efectos lo pondríamos sobre una hoja de un árbol y dejarlo en reposo en un pequeño recipiente tapado con un papel film y así luego poder apreciar los cambios más fácilmente.
Materiales: azufre, agua, cuchillo, tubo de ensayo, mechero, colador.


Integrantes: Florencia Mujica, Karen Vono ,Camila Sayago y Selene Ocampo

Trabajo experimental de reacciones químicas

Las semanas anteriores estuvimos realizando una serie de experimentos en el laboratorio con diferentes elementos químicos que fuimos combinando unos con otros y de esta manera haciendo reacciones químicas. El primer experimento que nos tocó hacer fue el del grupo 1 que consistía en pulir con un cuchillo o la punta de una pinza metálica la superficie de los materiales que teníamos sobre la mesa que eran cobre, magnesio y hierro y anotar sus propiedades, que fueron las siguientes:

El cobre, al ser raspado pudimos notar que estaba más suave y astillado.
El hierro se volvió áspero y obtuvimos más astillas que el resto.
El magnesio se volvió más suave y más pequeño.

Luego debíamos tomar cada uno de ellos con la pinza y ponerlos sobre la llama de un mechero y anotar los cambios que podían observarse:
El cobre se oscureció y cambió de color.
El hierro se calentó y se volvió de color rojo.

Y por último el magnesio que fue el que más nos gustó y nos llamó la atención; al ser expuesto al fuego, comenzó a chispear y quemarse, provocando luego una luz blanca que por último se convirtió en Óxido de Magnesio.

Por último debíamos sacar las ecuaciones correspondientes de cada reacción que pudimos obtener que son las siguientes:

Magnesio + Óxido ----> MgO
Cobre (II) + Óxido ----> CuO
Hierro (II) + Óxido ----> FeO

Después pasamos al grupo 4 que consistía en pulir nuevamente los materiales correspondientes que en este caso fueron Cobre, Hierro y Cinc y anotar sus propiedades :

Hierro: Sólido y áspero.
Cobre: Suave y astillado.
Cinc: Semejante al polvo, muy suave, casi imperceptible.

Luego colocamos el hierro en un tubo de ensayo y agregarle solución de ácido clorhídrico hasta una altura de 1 cm en el tubo. Lo que pudimos notar en esta combinación fue que el hierro comenzó a estancarse en el fondo del tubo de ensayo.

En otro tubo, colocamos primero la muestra de cobre y después le agregamos Nitrato de Plata a la misma altura que el anterior y notamos la misma reacción, pero con la diferencia de que esta vez fueron las partículas del cobre.

Por último en otro tubo pusimos el cinc y le agregamos una solución de ácido clorhídrico a la misma altura que los dos anteriores y pudimos notar que sus partículas se estancaron en el fondo pero luego ocurrió una especie de unión de las mismas formando una pequeña piedra.

Las ecuaciones de todas estas reacciones son :

Hierro: Fe + Hce ----> FeCl2 + H2
Cobre: AgNO3 + Cu + O ----> CuNO3 + Ag
Cinc: Zn + HCl + O ----> ZnCl2+2H

Al pasar al grupo 3 en el cual debíamos colocar en el primer tubo de ensayo 20 gotas de solución de ácido clorhídrico que es líquido sin olor y transparente y luego agregarle 20 gotas de solución de nitrato de plata (también líquido, transparente y sin olor) que aquí lo que sucede es que se convierten en un líquido blanco con una especie de polvo del mismo color sobre la superficie del tubo. Después de un rato pasó a ser de un color lila.

En el segundo tubo colocamos 20 gotas de Nitrato de Plata y agregarle después 20 gotas de solución de Cromato de Potasio. Aquí lo que sucede es que cambian a un color rojo oscuro y aparecen partículas depositadas en el fondo y otras que flotan en la superficie.

En el tercer y último tubo pusimos 20 gotas de solución de hidróxido de sodio y le agregamos 20 gotas de solución de cloruro férrico que lo único que notamos fue que se volvió de color negro.

Las ecuaciones de este grupo son :
Ácido Clohídrico con Nitrato de Plata: HCl  + O + AgNO3 ----> AgCl+HNO3
Nitrato de Plata con nitrato de potasio : AgNO3+O+K2CrO4 ----> Ag2CrO4+K2NO3
Hidróxido de Sodio con cloruro Férrico : FeCl3+3NaOH+O ----> Fe(OH)3+3NaCl

Por último al hacer lo del grupo 2, como ya no nos quedaba casi tiempo lo hicimos rapidamente sin llegar a copiar ninguna propiedad ni cambio producido, pero lo que me acuerdo es que pusimos azucar en un tubo de ensayo al que luego lo colocamos sobre la llama de un mechero, que hizo que se produjera caramelo y por último en otro tubo de ensayo el cual primero lo sosteníamos sobre la llama del mechero; introducimos un palito de madera encendido, pero sin llama y sin tocar las paredes ni la superficie del mismo y lo que pudimos notar fue que se apagó por la falta de oxígeno dentro del tubo.

Reacciones Química

 Una reacción química o cambio químico o fenómeno químico es todo proceso termodinámico en el cual una o más sustancias(llamadas reactivos), por efecto de un factor energético, se transforman en otras sustancias llamadas productos. Esas sustancias pueden ser elementos o compuestos. 


Se representan mediante una ecuación química. Para leer o escribir una ecuación química, se deben seguir las siguientes reglas:

• Las fórmulas de los reactivos se escriben a la izquierda, y las de los productos a la derecha, separadas ambas por una flecha que indica el sentido de la reacción.     

          REACTIVOS -------> PRODUCTOS

• A cada lado de la reacción, es decir, a derecha y a izquierda de la flecha, debe existir el mismo número de átomos de cada elemento.

    Cuando una ecuación química cumple esta segunda regla, se dice que está ajustada o equilibrada. Para equilibrar reacciones químicas, se ponen delante de las fórmulas unos números llamados coeficientes, que indican el número relativo de átomos y moléculas que intervienen en la reacción.

La combinación del hidrógeno y el oxígeno para producir agua y la del hidrógeno y nitrógeno para producir amoníaco :

2H₂   +  O₂    —›   2 H₂ O     formación de agua

       3 H₂  +  N₂     —›      2 N H₃      formación de amoníaco.

Al calentar óxido de mercurio, puedo obtener oxígeno y mercurio; se puede hacer reaccionar el dicromato de amonio para obtener nitrógeno, óxido crómico y agua.

Las reacciones químicas se pueden clasificar en los siguientes tipos:

De síntesis o combinación

Es un fenómeno químico, y a partir de dos o más sustancias se puede obtener otra (u otras) con propiedades diferentes. Para que tenga lugar, debemos agregar las sustancias a combinar en cantidades perfectamente definidas, y  para producirse efectivamente la combinación se necesitará liberar o absorber calor (intercambio de energía).

De descomposición

Es un fenómeno químico, y a partir de una sustancia compuesta (formada por dos o más átomos), puedo obtener dos o más sustancias con diferentes propiedades.

De sustitución o de reemplazo

En este caso un elemento sustituye a otro en un compuesto, ejemplos:

                Zn  +  2HCl  ——›    ZnCl₂   +  H₂

              Mg  +  H₂ SO₄   ——›     Mg SO₄   +  H₂

De doble sustitución o de intercambio

En  este tipo de reacciones se intercambian los patrones de cada compuestos, ejemplo

                                        2 CuOH  +  H₂SO₄  ——›  Cu₂ SO₄  + 2H₂ 

                                     3BaCl₂(ac) + Fe₂(SO₄)₃ (ac) ——› 3BaSO₄ + 2FeCl₂ (ac)

Fuentes: http://es.wikipedia.org/wiki/Reacci%C3%B3n_qu%C3%ADmica 

http://www.quimicaweb.net/grupo_trabajo_fyq3/tema6/index6.htm 

http://www.profesorenlinea.cl/Quimica/Reacciones_quimicas.htm