Isomería de Posición

La isomería es una propiedad de ciertos compuestos químicos que con igual fórmula química, es decir, iguales proporciones relativas de los átomos que conforman su molécula, presentan estructuras moleculares distintas y, por ello, diferentes propiedades. Dichos compuestos reciben la denominación de isómeros. Los isómeros son compuestos que tienen la misma fórmula molecular pero diferente fórmula estructural y, por tanto, diferentes propiedades.

• No es muy frecuente en la química orgánica.
• Se presentan en compuestos orgánicos.

Este tipo de isomería resulta de la posibilidad de colocar grupos funcionales en posiciones estructuralmente no equivalentes sobre un mismo esqueleto carbonado. Supongamos que sustituimos uno de los átomos de hidrógeno del hidrocarburo butano, CH3CH2CH2CH3, por un grupo hidroxilo. Numerando los carbonos de la cadena del butano y realizando esta sustitución en el carbono extremo (C1), obtenemos un alcohol llamado butanol-1. Si sustituimos un hidrógeno del C2 por -OH, obtenemos el alcohol isómero butanol-2, que difiere en la posición del grupo hidroxilo. Obsérvese que, sin embargo, si realizamos la sustitución en el C3, no obtenemos un tercer isómero. Las dos representaciones que se indican para el butanol-2 son estructuralmente idénticas, como se puede ver girando su estructura 180 grados alrededor de un eje.

Radical Alquino

Un radical alquilo (antes llamado radical libre alquilo) es una entidad molecular inestable derivada de un alcano que ha perdido un átomo de hidrógeno y ha quedado con un electrón desapareado o impar. El radical formado está centrado sobre el átomo de carbono, es decir, el electrón desapareado está localizado sobre dicho átomo,por poseer mayor densidad de espín. El electrón desapareado se muestra como un punto en los diagramas o fórmulas estructurales.

Si dicho grupo de átomos se encuentra dentro de una molécula mayor y no está formalmente separado de ella, se llama grupo alquilo.

Se forman por ruptura homopolar, generalmente producida por altas temperaturas (termólisis o pirólisis), o por irradiación con luz ultravioleta(fotólisis).

Es muy frecuente su formación en reacciones radicalarias a partir de otros radicales, como la halogenación radicalaria que produce haluros de alquilo a partir de alcanos y halógenos.

Los radicales alquilo tienen gran reactividad y su vida media es muy corta. Un ejemplo es el radical metilo, CH₃·, procedente del metano, CH₄, cuando pierde un átomo de hidrógeno, o de la ruptura homopolar de otros compuestos orgánicos.

Aunque su vida media en estado aislado es muy breve, permiten explicar el mecanismo de reacción de muchos procesos en Química orgánica y Bioquímica.

Alcanos, Alquenos, Alquinos, Concepto Y Formula.

ALCANOS: Los alcanos son hidrocarburos, es decir que tienen sólo átomos de carbono e hidrógeno. La fórmula general para alcanos alifáticos (de cadena lineal) es CnH2n+2, y para cicloalcanos es CnH2n. También reciben el nombre de hidrocarburos saturados.
Los alcanos se presentan en estado gaseoso, líquido o sólido según el tamaño de la cadena de carbonos. Hasta 4 carbonos son gases (metano, etano, propano y butano), a partir del pentano hasta el hexadecano (16 carbonos) son líquidos y los compuestos superiores a 16 carbonos se presentan como sólidos aceitosos (parafinas). Todos los alcanos son combustibles, al ser una forma reducida del carbono, y liberan grandes cantidades de energía durante la combustión.


Los alcanos sufren las siguientes reacciones básicas:

Los primeros materiales de su procesado siempre son el gas natural y el petróleo crudo, el último es separado en una refinería petrolera por destilación fraccionada y procesado en muchos productos diferentes, por ejemplo la gasolina. Las diferentes fracciones de petróleo crudo poseen diferentes temperaturas de ebullición y pueden ser separadas fácilmente: en las fracciones individuales los puntos de ebullición son muy parecidos.


ALQUENOS: Los alquenos son hidrocarburos que tienen doble enlace carbono-carbono en su molécula, y por eso son denominados insaturados. La fórmula genérica es CnH2n. Se puede decir que un alqueno no es más que un alcano que ha perdido un hidrógeno produciendo como resultado un enlace doble entre dos carbonos.
Al igual que ocurre con otros compuestos orgánicos, algunos alquenos se conocen todavía por sus nombres no sistemáticos, en cuyo caso se sustituye la terminación -eno sistemática por -ileno, como es el caso del eteno que en ocasiones se llama etileno, o propeno por propileno. Los alquenos cíclicos reciben el nombre de ciclo alquenos.


ALQUINOS: Los alquinos son hidrocarburos alifáticos con al menos un triple enlace entre dos átomos de carbono. Se trata de compuestos metaestables debido a la alta energía del triple enlace carbono-carbono. Su fórmula general es CnH2n-2

Los alquinos pueden ser hidrogenados par dar los cis-alquenos correspondientes con hidrógeno en presencia de un catalizador de paladio sobre sulfato de bario o sobre carbonato cálcico parcialmente envenenado con óxido de plomo. Si se utiliza paladio sobre carbón activo el producto obtenido suele ser el alcano correspondiente.

HC≡CH + H2 → CH2=CH2 + H2 → CH3-CH3
Aunque la densidad de electrones y con esto de carga negativa en el triple enlace es elevada pueden ser atacados por nucleófilos. La razón se encuentra en la relativa estabilidad del anión de vinilo formado.
Frente a bases fuertes como el sodio en disolución amoniacal, el bromomagnesiano de etilo etc. reaccionan como ácidos débiles. Ya con el agua sus sales se hidrolizan para dar de nuevo el alquino libre.

La mayor parte de los alquinos se fabrica en forma de acetileno. A su vez, una buena parte del acetileno se utiliza como combustible en la soldadura a gas debido a las elevadas temperaturas alcanzadas.

Fórmula	Nombre	Radical	Nombre
	Metano		Metil-(o)
	Etano		Etil-(o)
	Propano		Propil-(o)
	Butano		Butil-(o)
	Pentano		Pentil-(o)
	Hexano		Hexil-(o)
	Heptano		Heptil-(o)
	Octano		Octil

Procesos del petroleo hasta convertirse en algún producto

El petróleo se encuentra en el interior de la tierra y se compone principalmente de carbono e hidrógeno; lo que significa que es un hidrocarburo y no un mineral, ya que procede de sustancias orgánicas.


El petróleo es un fluido algo espeso cuyo color varía bastante, así como su composición. A veces se presenta amarillo, otras verde, y otras casi negro. Generalmente tiene un olor muy desagradable y su densidad está comprendida entre 0´8 y 0´95. En composición varía tanto como en color, y en este sentido nos recuerda al carbón.

La refinación del petróleo se inicia con la separación del petróleo crudo en diferentes fracciones de la destilación. Las fracciones se tratan más a fondo para convertirlas en mezclas de productos con los derivados del petróleo netamente comerciables y más útiles por diversos y diferentes métodos, tales como craqueo, reformado, alquilación, polimerización e isomerización.

Las refinerías comenzaron a buscar maneras de producir más gasolina y de mejor calidad por lo cual dos tipos de procesos de refinación del petróleo se han desarrollado:

* Romper grandes moléculas de hidrocarburos pesados.

* Remodelación o reconstrucción de las moléculas de hidrocarburos.

* Destilación (Fraccionamiento): Dado que el petróleo crudo es una mezcla de hidrocarburos con diferentes temperaturas de ebullición, que pueden ser separados por destilación en grupos de hidrocarburos que hierven entre dos puntos determinados de ebullición. Hay dos tipos de destilación: atmosférica y al vacío.


* Reforma: La reforma es un proceso que utiliza calor, presión y un catalizador (por lo general contiene platino) para provocar reacciones químicas con naftas actualizar el alto octanaje de la gasolina y como materia prima petroquímica. Las naftas son mezclas de hidrocarburos que contienen muchas parafinas y naftenos. 


* Alquilación: Olefinas (moléculas y compuestos químicos) tales como el propileno y el butileno son producidos por el craqueo catalítico y térmico. Alquilación se refiere a la unión química de estas moléculas de luz con isobutano para formar moléculas más grandes en una cadena ramificada (isoparafinas) que se forma para producir una gasolina de alto octanaje.


* Isomerización: La Isomerización se refiere a la reorganización química de los hidrocarburos de cadena lineal (parafinas), por lo que contienen ramificaciones unidas a la cadena principal (isoparafinas). Este proceso se consigue mediante la mezcla de butano normal con un poco hidrógeno y cloro y se deja reaccionar en presencia de un catalizador para formar isobutano, más una pequeña cantidad de butano normal y algunos gases más ligeros. Los productos se separan en un fraccionador. Los gases más ligeros se utilizan como combustible de refinería y el butano reciclados como alimento.


* Polimerización: Bajo la presión y la temperatura, más un catalizador ácido, las moléculas de luz de hidrocarburos insaturados reaccionan y se combinan entre sí para formar moléculas más grandes de hidrocarburos. Este proceso con los suministros de petróleo se puede utilizar para reaccionar butenos (moléculas de olefinas con cuatro átomos de carbono) con iso-butano (ramificado moléculas de parafina, o isoparafinas, con cuatro átomos de carbono) para obtener una gasolina de alto octanaje.


Hidrotratamientos: El Hidrotratamiento es una manera de eliminar muchos de los contaminantes de muchos de los productos intermedios o finales obtenidos del proceso de refinación del petróleo. En el proceso de tratamiento con hidrógeno, la materia prima que entra se mezcla con hidrógeno y se calienta a 300 - 380oC. El aceite combinado con el hidrógeno entra entonces en un reactor cargado con un catalizador que promueve varias reacciones.

Porcentaje de volumen a volumen (%v/v)

1.Se emplea para expresar concentraciones de liquidos y relaciona el volumen de un soluto en un volumen de 100 mililitros de disolucion. Es decir, si tenemos una disolucion acuosa al 5% en volumen de alcohol etilico, esto ndica que hay 5mL de alcohol etilico en 95mL de H20.


Exprecion analitica: % v/v= Mililitros de soluto / militros de solucusion por 100

Ejemplo

¿Cual es el % v/v de una disolucion que contiene 5mL de HCL en 100mL de Agua?

 Datos

% v/v HCL = ?   V.HCL= 5mL V.H20 = 100mL

Solución :

% v/v HCL = V.HCL / V. Disolución por 100


V disolución = V. HCL+ V H2O= 5mL +100mL = 105mL
% v/v HCL= 5mL / 105mL por 100 = 4.8%


2.¿Cuantos mililitros de ácido acético se necesitan para preparar 300 mL de disolución al 20% (v/v)?

Datos

V ácido acético = ? V disolución = 300 mL 5 v/v ácido acético = 20%

Solución

 V acido acetco = ( % acido acetico) (V disolucion / 100%) = (20%)  ( 300mL/ 100%) = 60mL

Disoluciones Diluidas y Saturadas

Es necesario hacer incapie en que cuando se trata de comparar cualitativamente varias disoluciones del mismo soluto en el mismo disolvente se utilizan los siguientes terminos: disoluciones diluidas,disoluciones concentradas para distinguir que unas tienen mas soluto que otras en la misma cantidad de disolvente.

• Disolución saturada: cuando a una temperatura determinada en una cantidad dada de disolvente se tiene disuelta lamaxima cantidad de soluto que se pueda disolver.
• Disolución sobresaturada: apesar de la concentracion de una disolucion esta limitada por la solubilidad maxima del soluto es posible preparar soluciones que contengan disuelta una cantidad mayor de soluto a temperatura elevada.
• Disolución insaturada: cuando a cierta temperatura en una cantidad dada  de disolvente,se tiene disuelto menos soluto del que se puede disolver en el disolvente se dice que la disolucion es insaturada.

1. Identifica el soluto y el disolvente

Disolución                                                                                   Soluto                                     Disolvente

5g de NaCl+100g de H2O

100mL de metanol+20mL de H2O

300mL de O2+1500mL de N2

40g de Hg+20g de Ag

250mL de H2O+10g de azucar

2.Relaciona los parectesis de la derecha con los conceptos de la columna de la izquierda.

a) Disolución liquida de                                 1.Hc/N2                                             ( e )

b) Disolución electrolitica                             2.azucar/agua                                     ( a )

c) Disolución gaseosa                                  3.Amalgama                                       ( d )

d) Disolución no electrolitica                        4. NaoH/agua                                       ( b )

e) Disolución solida                                     5.yodo/ etanol                                      ( c )

3. utiliza la siguiente informacion sobre la solubilidad de KBr y KI el indica si cada una de las disoluciones sera insaturada,saturada o sobre saturada.

solubilidad	g/100gH2O
T(°C)	KBr	Kl
20	65	145
40	80	160
60	90	175
80	100	190
100	110	210

1.70g            KBr en100g      H2O a 40° ______insaturada

2.185g          KIr en100g        H2O a 60°c_______saturada

3.65g            KBr en100g      H2O a 20° _______insaturada

4.180g          KI    en100g      H2O a 80° _______sobre saturada 

5.110g          KBr en100g      H2O a 40°c______  insaturada

4.Indica con una "X" si los siguientes planteamientos aumentaron o disminuyeron la solubilidad de NaCl (cloruro de sodio en agua)

Planteamiento experimental	Aumenta	Disminuye
NaCl ( a granel)	X
Introducir el recipiente de la mezcla.		X
Agitar la mezcla de NaCl y H2O	X
Calentar el vaso con NaCl y agua		X
Pulverizar el NaCl antes de mezclarlo con agua.		X

Características de las Soluciones.

Saturado:

Un compuesto saturado está formado por moléculas orgánicas que no contienen dobles enlaces ni triples enlaces; se piensa que en la saturación de las grasas determina su capacidad de bloquear el sistema circulatorio de la sangre en el cuerpo.


Una disolución saturada es la que contiene mayor concentración de soluto posible en un volumen de disolvente dado y para cierta temperatura. Una solución sobre saturada contiene mas soluto del que puede ser disuelto en el disolvente a esa temperatura; normalmente se consigue al bajar la temperatura o por evaporación del disolvente en una solución saturada En este caso, la adición de cristales de soluto puede provocar su precipitado.


Las soluciones saturadas son las soluciones que está en equilibrio con respecto a una sustancia disuelta. 

Sobre saturada:

Contiene mayor cantidad de soluto que la solución saturada; este se pudo disolver en la solución a una temperatura superior a la solución saturada.

La solubilidad de las substancias, depende entre otros factores, de la temperatura, como consecuencia disminuye la solubilidad y la sustancia puede, por ejemplo, separarse por cristalización.

Debido a este efecto, las soluciones sobresaturadas se preparan de las soluciones saturadas caliente, en las cuales se logro, a una nueva temperatura disolver más soluto. Se tiene cuidado de no enfriar bruscamente la solución saturada para que la sustancia en exceso no cristalice. ej. solucion de cloruro de sodio

El Único Elemento Orgánico es el: Carbono

Sistemas Dispersos

Sistemas Dispersos

Características:

• Están constituidos por dos o más sustancias puras, unidas físicamente,(mezcladas).
• Pueden separarse por métodos físicos.
• Sus componentes conservan sus propiedades.

Se Clasifican dependiendo del Tamaño de sus partículas:

• Soluciones:Las partículas disueltas –soluto- tienen tamaño molecular o iónico, lo cual hace prácticamente imposible observarlas a simple vista.
• Coloides: Las partículas dispersas son de mayor tamaño que las de soluto en una solución y menores que en las suspensiones.
• Suspensiones:son dispersiones en las cuales el tamaño de sus partículas es mayor de 100 nm (1 nm = 10-9m) razón por la cual se sedimentan en reposo.

Ejemplos de sistemas dispersos que se encuentran en

nuestro entorno:

•  Aire
•  Agua de mares y lagos
•  Leche
•  Mantequilla
•  Queso
•  Productos de limpieza
•  Medicamentos
•  Líquidos corporales (sangre, jugos digestivos, saliva, orina, etc.)
•  Muebles de latón

Características de Las Soluciones:

• El soluto disuelto tiene tamaño molecular o iónico.
•  Cuando son líquidas son transparentes y no dispersan la luz.
•  El soluto permanece distribuido uniformemente en la solución y no se sedimenta con el tiempo.
•  Los medios físicos por los cuales se pueden separar sus componentes son generalmente destilación y evaporación.
• Las soluciones se clasifican dependiendo del estado físico de las sustancias que las van a formar.
• 
  La solución tiene el estado físico del solvente.
• 
  Las soluciones más comunes son acuosas.

Ejemplos De Soluciones:

Ejemplo:Aire(O2 en N2)
Solución:Gas

Solvente:Gas

Soluto:Gas

Ejemplo: Refresco(Co2 en Agua)

Solución: Líquido

Solvente: Líquido

Soluto: Gas

Ejemplo: Acero(Carbono en Hierro)

Solución: Sólido

Solvente: Sólido

Soluto: Sólido

Clasificación de La Materia

 Elementos: Son sustancias puras que no pueden descomponerse en otras sustancias puras más sencillas por ningún procedimiento. Ejemplo: Todos los elementos de la tabla periódica: Oxígeno, hierro, carbono, sodio, cloro, cobre, etcétera. Se representan mediante su símbolo químico y se conocen 115 en la actualidad.


 Compuestos: Son sustancias puras que están constituidas por 2 ó más elementos combinados en proporciones fijas. Los compuestos se pueden descomponer mediante procedimientos químicos en los elementos que los constituyen. Ejemplo:  Agua, de fórmula H₂O, está constituida por los elementos hidrógeno (H) y oxígeno (O) y se puede descomponer en ellos mediante la acción de una corriente eléctrica (electrólisis). Los compuestos se representan mediante fórmulas químicas en las que se especifican los elementos que forman el compuesto y el número de átomos de cada uno de ellos que compone la molécula.Ejemplo: En el agua hay 2 átomos del elemento hidrógeno y 1 átomo del elemento oxígeno formando la molécula H₂O.

Mezclas:

* Las mezclas se encuentran formadas por 2 ó más sustancias puras. Su composición es variable. Se distinguen dos grandes grupos: Mezclas homogéneas y Mezclas heterogéneas.

- Mezclas homogéneas: También llamadas Disoluciones. Son mezclas en las que no se pueden distinguir sus componentes a simple vista. Ejemplo: Disolución de sal en 

agua, el aire, una aleación de oro y cobre, etc.

- Mezclas heterogéneas: Son mezclas en las que se pueden distinguir a los componentes a simple vista. Ejemplo: Agua con aceite, granito, arena en agua, etcétera.