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lunes, 2 de abril de 2012
Fórmula molecular - 6a. Parte
Fórmula molecular: indica la naturaleza y la exacta composición de la molécula de esa sustancia.
Muchas veces encontramos sustancias cuya verdadera fórmula coincide con la mínima, pero otras veces no. Para hallar la verdadera fórmula molecular, debemos saber el peso molecular gramo de la sustancia. Una sustancia con fórmula mínima C H2 O, puede repetirse n veces (C H2 O)n . Para saber de todas las fórmulas posibles, cuál es la correcta, se debe hallar el valor de n, y para eso hace falta conocer el peso molecular gramo de la sustancia. Suponiendo un peso molecular gramo de 60:
1.- se halla el peso molecular gramo de la fórmula mínima:
C = 12 ; 2 H = 2 ; O = 16 por lo tanto 12 + 2 + 16 = 30
2.- Se determina el valor de n dividiendo el peso molecular gramo del dato por el peso molecular gramo de la fórmula mínima: 60/30 = 2 Por lo tanto la fórmula molecular será de (C H2 O)2 = C2 H4 O2
Fórmula mínima - 5a. Parte
Cálculo de la fórmula mínima: conocida la composición centesimal, debemos calcular la fórmula mínima, que indica la naturaleza y la menor relación atómica de los elementos contenidos en la molécula de la sustancia.
Tenemos los datos obtenidos en el dosaje del C = 39,13 %, H = 8,69 %, O = 52,21 %.
Debemos luego dividir el porcentaje por el peso atómico del elemento respectivo: por ejemplo el porcentaje del carbono= 39,13 dividido 12; el porcentaje del hidrógeno dividido 1 y el del oxígeno dividido 16. Esto dará 3,26; 8,69; y 3,26.
La fórmula mínima debe ser expresada en números enteros. Para ello se dividen estos valores por el menor de ellos (3,26).
Lo qu dará 1; 2,66 y 1 respectivamente para el C, el H y el O.
Aún así no da números enteros, por lo que se divide por el mínimo común divisor = 0,33.
dándonos 3, 8 y 3
La fórmula mínima sería C3 H8 O3
Resumiendo:
1º el análisis inmediato permitió aislar a la especie química pura o sustancia pura.
2º el análisis elemental cualitativo permitió averiguar qué elementos forman a esa sustancia pura.
3º el análisis elemental cuantitativo averiguó en qué proporción esos elementos forman a la sustancia.
4º se logró luego la composición centesimal.
5º finalmente se llega a la fórmula mínima.
Análisis elemental cuantitativo - 4a. Parte
ANÁLISIS ELEMENTAL CUANTITATIVO:
Este análisis investiga en qué proporción intervienen los elementos que componen a una sustancia pura.
A.- Análisis de una sustancia ternaria: (C, H, O): consiste en someter un peso conocido (150 a 250 mg) de una sustancia problema a la acción de oxidantes como el Cu O que por acción del calor convierten al C y al H en CO2 y H2O, respectivamente. El dióxido de Carbono y el agua se recogen, por separado, y de sus pesos se deduce el peso del C y del H contenidos en la sustancia analizada. El Oxígeno se obtiene por diferencia.
Suponiendo que se partió de 500 mg de sustancia y que el agua pesó 0,39105 gr y el dióxido de carbono pesó 0,71737 gr, se procede de la siguiente manera:
1. Cálculo del C contenido en 0,500 g de sustancia:Primero debo saber que un mol de dióxido de carbono pesa 44 gramos. Sabiendo eso, por regla de tres simple saco por cada cantidad obtenida la cantidad que corresponde al carbono. Esto da 0,195649 gramos de C
2. Calculo la cantidad de H contenido en 0,500 gr de sustancia, sabiendo que un mol de agua pesa 18 gr. Utilizo el mismo sistema que para el C y me da 0,04345 gr.
Luego saco la composición centesimal de la sustancia analizada, averiguando el porcentaje de carbono en 100 gramos de sutancia y el porcentaje de hidrógeno.Estos valores dan el 39,13 % y el 8,69 %. Si la sustancia es ternaria, la diferencia la 100 % es del Oxígeno
Análisis elementas cualitativo - 4a. Parte
ANÁLISIS ELEMENTAL CUALITATIVO:
Investiga qué elementos componen a una sustancia pura. Los más frecuentes son C, H, O, N.
a) Investigación del carbono: Se calienta una porción de sustancia obtenida con una sustancia oxidante, preferiblemente el óxido cúprico. El carbono de la sustancia se combina con el oxígeno de óxido formándose dióxido de Carbono mientras el cobre se reduce.
El anhídrido carbónico se reconoce al hacer burbujear en agua de cal porque se forma un precipitado blanco de carbonato de calcio
El enturbiamiento del agua de cal revela la presencia del dióxido de Carbono, lo que indica que la sustancia posee carbono.
b) Investigación del hidrógeno: Las sustancias a investigar deben estar bien secas, luego se mezcla con óxido cúprico y se coloca en un tubo de ensayo provisto con un largo tubo de desprendimiento que actúa como refrigerante. Se calienta y si tiene hidrógeno, éste se oxida dando agua y el óxido de cobre se reduce dando cobre.
c) Investigación del nitrógeno: Se utiliza el método de Lassaigne, que es una reacción con sodio metálico, siendo un proceso combinado con otros reactivos como el hidróxido de sodio y el sulfato ferroso y solución de cloruro férrico.
Identificación de sustancias orgánicas - 2a. Parte
Identificación de una sustancia orgánica pura.
El análisis inmediato permite aislar sustancias puras, pero cómo sabemos si lo son o no?
Conociendo de la sustancias sus:
· Caracteres organolépticos: propiedades organolépticas de una sustancia son aquellas que se perciben por medio de los órganos de los sentidos: olor, color, sabor, tacto.
- Constantes físicas: son propiedades intensivas expresables por medio de números de exacta determinación.
- Densidad: es la relación que existe entre la masa de esa sustancia y su volumen.
- Punto de fusión: es la que un sólido pasa a líquido pro acción del calor.
- Punto de ebullición: temperatura fija y constante donde un líquido puro pasa al estado de vapor en la superficie y en el seno de la masa líquida.
- Forma cristalina: cuando se observan cristales iguales entre sí, podemos decir que la sustancia es pura.
ANÁLISIS ELEMENTAL CUALITATIVO:
Investiga qué elementos componen a una sustancia pura. Los más frecuentes son C, H, O, N.
a) Investigación del carbono: Se calienta una porción de sustancia obtenida con una sustancia oxidante, preferiblemente el óxido cúprico. El carbono de la sustancia se combina con el oxígeno de óxido formándose dióxido de Carbono mientras el cobre se reduce.
C + 2 Cu O ---------------------- CO2 + 2 Cu
El anhídrido carbónico se reconoce al hacer burbujear en agua de cal porque se forma un precipitado blanco de carbonato de calcio
CO2 + Ca (OH)2 -------------------- CaCO3 + H2O
El enturbiamiento del agua de cal revela la presencia del dióxido de Carbono, lo dque indica que la sustancia posee carbono.
b) Investigación del hidrógeno: Las sustancias a investigar deben estar bien secas, luego se mezcla con óxido cúprico y se coloca en un tubo de ensayo provisto con un largo tubo de desprendimiento que actúa como refrigerante. Se calienta y si tiene hidrógeno, éste se oxida dando agua y el óxido de cobre se reduce dando cobre.
H2 + CuO --------------------- H2O + Cu
c) Investigación del nitrógeno: Se utiliza el método de Lassaigne, que es una reacción con sodio metálico, siendo un proceso combinado con otros reactivos como el hidróxido de sodio y el sulfato ferroso y solución de cloruro férrico.
Pasos a seguir en la identificación de sustancias orgánicas. Parte 1
Identificación de las sustancias orgánicas.
Para comprender el porqué de las propiedades de una sustancia cualquiera y por consiguiente el de una sustancia orgánica primero es necesaria aislarla y luego investigar su estructura molecular. Para eso debemos realizar los siguientes pasos:
- Análisis inmediato: se ocupa de la extracción de las sustancias puras o especies químicas y su purificación.
- Análisis elemental cualitativo: investiga qué clase de elementos componen a una sustancia pura.
- Análisis elemental cuantitativo: investiga en qué proporción intervienen los elementos que componen a una sustancia pura.
- Fórmula mínima: establece la menor relación atómica de los elementos contenidos en una molécula.
- Fórmula molecular: es la verdadera fórmula del compuesto, y para hallarla debemos conocer el peso molecular relativo de la sustancia.
- Fórmula estructural: muestra como están ligados los elementos químicos de la sustancia.
Análisis inmediato: este análisis aísla las sustancias y las purifica. Recordar que sustancia pura o especie química pura es todo sistema homogéneo con propiedades intensivas constantes que resiste todos los procedimientos mecánicos y físicos del análisis.
A.-Mecánicos: Las sustancias separadas no cambian su estado físico: decantado, centrifugado, tamizado, filtrado, etc..
- Decantación: separa sólidos de líquidos por diferencia de densidad.
- Centrifugación: acelera por fuerza centrífuga el proceso de decantación.
- Tamización: para separa dos sólidos de diferente tamaño de partículas
- Filtración: para separar una fase sólida de una líquida.
B.-Físicos: al aislarlas cambian su estado de agregación: extracción con disolventes, diálisis, fusión, destilación y sublimación.
1.- Disolución y extracción:
Ø Maceración: cuando el disolvente actúa a la temperatura ordinaria.
Ø Digestión: Cuando el solvente actúa, en caliente (40º-70ºC), pero no a ebullición.
Ø Infusión: Cuando el disolvente llega a Tº de ebullición se suspende el calor y se añade el material del que se desea extraer la sustancia buscada. (café, té, etc).
Ø Lixiviación: Se hace pasar varias veces el solvente por el material en estado de polvo a temperatura ambiente o tibia.
Ø Extracción: es una lixiviación a Tº de ebullición
2.- Diálisis: es la difusión a través de membranas permeables (pergamino, tripa de vaca, celofán, colodio.
3.- Fusión: se separan sustancia de diferente punto de fusión.
4.- Destilación: consiste en calentar un sistema líquido y condensar sus vapores.
Ø Destilación simple: separa el disolvente de las sustancias sólidas disueltas en él.
Ø Destilación fraccionada: separa dos o más líquidos que se hallan mezclados y tienen distinto punto de ebullición.
Ø Destilación a presión reducida: es para evitar que el calor altere cierta sustancias durante la ebullición. Recordar que la Tº de ebullición de un líquido disminuye cuando desciende la presión.
5.- Sublimación: por calor suave se transforma un sólido capaz de sublimar en vapor y luego se enfría.
DIFERENCIA ENTRE SUSTANCIAS INORGÁNICAS Y ORGÁNICAS
INORGÁNICOS
1.- Sus moléculas pueden contener átomos de cualquier tipo, incluso de carbono (CO2, CO, carbonatos y bicarbonatos).
2.- Se conocen alrededor de 500.000 compuestos.
3.- Son en general termoestables, resiste la acción del calor y se descomponen a temperaturas superiores a 700ºC.
4.- Tienen puntos de fusión y ebullición elevados.
5.- Son solubles en agua y en disolventes polares.
6.- Fundidos o en solución son buenos conductores de corriente eléctrica.
7.- Reaccionan rápidamente.-ORGÁNICOS
1.- Sus moléculas contienen fundamentalmente C, H, O, N y en pequeñas proporciones, S, P, halógenos.
2.- Hay más de 2.000.000 de compuestos-
3.- Son termolábiles.
4.- Tienen bajos puntos de ebullición y fusión.
5.- La mayoría no son solubles en agua y sí en disolventes orgánicos como el alcohol, éter, cloroformo, benceno
6.- No son electrolitos.
7.- Reaccionan lentamente.-
CARACTERÍSTICAS DE LAS SUSTANCIAS ORGÁNICAS.
QUÍMICA ORGÁNICA
UNIDAD I
Diferencia entre compuestos orgánicos e inorgánicos.-
A principios del siglo XIX se reconoció que los compuestos del carbono eran la base fundamental de los vegetales y animales. Se pensaba que los compuestos formados por los seres vivos solo podían producir a través de lo que se llamaba fuerza vital, a diferencia de los compuestos minerales, que podían ser obtenidos en laboratorio. De esta manera la química quedó dividida en orgánica e inorgánica.
Posteriormente, se pudo sintetizar compuestos orgánicos, quedando desvirtuada la teoría de la fuerza vital, pero se siguió manteniendo esta división al sólo hecho de facilitar su estudio. La química es una unidad, ya que se rige con las mismas leyes.
A nivel industrial y en el dominio del campo biológico, la química orgánica cumple un papel importantísimo. Productos sintéticos como la fibras sintéticas (nailon y dacron), materias plásticas, resinas, caucho, detergentes, pinturas, barnices, colorantes, explosivos y carburantes son algunos productos sintetizados en el campo industrial. Sueros, vacunas, antibióticos vitaminas y gran cantidad de medicamentos, son de producción biológica, gracias al estudio de los compuestos orgánicos.
Los elementos químicos fundamentales que componen son: carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno y otros elementos en menor proporción como el azufre, fósforo, halógenos, hierro, magnesio, cobalto y zinc entre otros.
Las principales diferencias son las siguientes:
Compuestos Orgánicos:
- Presentan mayor reactividad.
- Menor velocidad de reacción.
- Inestabilidad ante factores físicos como la luz y el calor.
- Mayor sensibilidad ante agentes químicos como el oxígeno.
- Se polimerizan, teniendo igual fórmula mínima pero peso molecular múltiplo de la misma.
- Presentan isomería: es cuando dos o más sustancias que poseen la misma fórmula molecular, se diferencian por sus propiedades.
Repasar conceptos de estructura atómica: niveles, subniveles, regla de las diagonales, orbitales, uniones químicas.
BIENVENIDA
Bienvenidos a nuestro Blog de Química Orgánica. Esperemos sacarle provecho y que las publicaciones les resulten útililes. Para eso debemos opinar, proponer, etc. El Blog pretende ser un ida y vuelta de opiniones sobre lo publicado y a publicar. EMPECEMOS Y BUENA SUERTE.
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