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Contenidos
I trimestreI Repaso generalII UNIDAD. MEZCLAS.
1) Tipos de mezclas: mecánicas o groseras, coloides disoluciones.2) Disoluciones. Propiedades3) Componentes: soluto y solvente Estados: sólidas, líquidas y gaseosas. Proceso de
disolución. Solubilidad: factores de los cuales depende. Insaturadas, saturadas y sobresaturadas Diluidas y concentradas. Velocidad de disolución: factores que la afectan.
4) Propiedades coligativas5) Importancia de las disoluciones en la naturaleza y en la vida diaria.6) Composición de las disoluciones.
II Trimestre
7) Porcentaje masa/masa (% m/m) Volumen/ volumen (% v/v) Masa/ volumen (% m/v) Relación mg/L Concentración de sustancia Cn (Molaridad)
8) Expresiones de concentración de los índices permitidos por el Ministerio de Salud y las normas internacionales de calidad (ISO) de algunos solutos en disoluciones de uso cotidiano.
9) Dispersiones coloidales.10) Generalidades.11) Importancia de los coloides en la naturaleza.12) Los coloides en la constitución de los seres vivos.13) Problemática ambiental derivada del uso de coloides.
V UNIDAD. QUÍMICA DEL CARBONO
14) Química Orgánica Área de estudio. Importancia para la humanidad.15) El átomo de carbono. Propiedades: Hibridación de orbitales, geometría molecular,
enlaces sigma y pi, homocombinación, tetravalencia, formas alotrópicas y anfoterismo.
16) Enlace17) Compuestos del carbono. Elementos que los constituyen.18) Estados de agregación en que se presentan.19) Compuestos Orgánicos en la conformación de los seres vivos.20) Hidrocarburos alifáticos: Clasificación: saturados e insaturados. − Alcanos,
alquenos y alquinos.21) Nomenclatura I.U.P.A.C.22) Hidrocarburos aromáticos.23) Impacto ambiental
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III Trimestre
24) Grupos funcionales: haluros, hidroxilo, carbonilo, carboxilo, amidas, aminas. 25) Compuestos que presentan los grupos funcionales: haluros, alcoholes, aldehídos,
cetonas, ácidos carboxílicos, aminas, amidas, aminoácidos.26) Biomoléculas − Carbohidratos − Lípidos – Proteínas27) Aplicación de compuestos orgánicos.
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Unidad. Mezclas
¿Cómo se clasifica la materia?
Mezclas
Se forman por la combinación de dos o más sustancias, que conservan sus
propiedades, están juntas, pero no unidas químicamente.
Algunas características de las mezclas
Se forman por la unión física de dos o más sustancias.
Cada sustancia conserva sus propiedades.
Los componentes de una mezcla se encuentran en diferentes proporciones.
Materia
Sustancias puras Mezclas
Elementos Compuestos Homogéneas(disoluciones)
Heterogéneas(groseras o mecánicas)
NaCl agua con alcohol gallo pinto
coloides
Boro
mayonesa
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Fases de las mezclas
La principal o de mayor cantidad se llama dispersante y la de menor cantidad se llama
dispersa.
Características y ejemplos de las mezclas
Homogéneas Heterogéneas
Presentan composición variable
Presentan una sola fase
Sus componentes no se pueden observar
Sus componentes tienden a no separarse
No dispersan la luz
Se componen de soluto y disolvente
No se sedimentan
Pueden pasar un papel filtro
Ejemplos: refrescos gaseosos, aire, agua con
sal, agua con azúcar, saliva, perfumes,
licores, vinagre, alcohol con agua, vacunas
jarabes, aleaciones como el acero,
amalgama dental, bronce, hierro fundido,
latón, metal de soldadura, oro de joyería,
entre otros.
Presentan composición variable
Presentan dos o más fases
Sus componentes podrían observarse
Sus componentes se pueden separar
Se componen de soluto y disolvente
Se sedimentan.
Se podrían separar mediante filtración.
(pasan el papel filtro)
Algunos ejemplos: gallo pinto, agua sucia,
sangre, agua con concreto, pizza, picadillos,
entre otros.
Algunas características de las disoluciones
Son sustancias de composición variable.
Sus componentes no se separan, ni se precipitan.
Sus propiedades y composición son iguales en todo el conjunto de ella, presentan
una sola fase, sus componentes no se pueden distinguir a simple vista.
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Componentes de las disoluciones
Soluto (fase dispersa), es la sustancia que se disuelve, se encuentra en menor
cantidad.
Solvente o disolvente (fase dispersante), es la sustancia que disuelve, se encuentra
en mayor cantidad.
*Recordemos que la mezcla del soluto y disolvente forman una solución o disolución.
*El agua siempre es disolvente (universal).
Estado de agregación de las mezclas homogéneas
Estado de la
disolución
Estado del
solvente
Estado del soluto Ejemplos
Líquido Líquido Líquido Perfumes, licores, vinagre
Líquido Líquido Sólido Chocolate en leche
Líquido Líquido Gaseoso Bebidas gaseosas
Sólido Sólido Líquido Amalgama, arcilla
Sólido Sólido Sólido Todas las aleaciones
Gaseoso Gaseoso Gaseoso Aire
Clasificación de las disoluciones
Según la cantidad de soluto se clasifican en
Diluidas: son disoluciones en las que el soluto se encuentra en pequeñas cantidades.
Por ejemplo en el café ralo hay poco café combinado con mucha agua.
Concentradas: son disoluciones en las que el soluto se encuentra en grandes
cantidades. Por ejemplo cuando el café queda fuerte, hay mucho café disuelto en
poco agua.
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Según el grado de saturación o solubilidad se clasifican en
Insaturada (no saturado): es la que tiene soluto disuelto sin alcanzar la saturación o
sea una cantidad de soluto menor a la cantidad requerida para su saturación a una
temperatura y presión dada (tiene menor cantidad de soluto).
Saturada: es la que contiene la máxima cantidad de soluto disuelto (hay un
equilibrio).
Sobresaturada: es la que contiene un exceso de soluto disuelto del que resistiría una
solución saturada a una temperatura y presión dada (sobrepasa la cantidad de soluto)
Solubilidad: es la cantidad de soluto que se disuelve en una determinada cantidad de
disolvente a una temperatura dada. El grado de solubilidad varía de una sustancia a otra, es
decir que en algunos casos se necesita poco soluto para alcanzar el grado máximo de
solubilidad.
Factores que afectan la velocidad de una disolución
Temperatura: un sólido se disuelve más fácilmente si hay mayor temperatura; por
ejemplo el azúcar se disuelve más rápidamente en agua a temperatura ambiente que
si lo hacemos en agua fría.
Presión: no afecta la solubilidad de sólidos y líquidos, pero para los gases la
solubilidad es mayor al aumentar la presión (al agitarse y abrirse la botella de coca
cola, la presión se disminuye y el gas se libera).
Estado de subdivisión: El tamaño de las partículas del soluto tiene que ver con la
rapidez de disolución o sea entre más dividido este el sólido mayor será su
capacidad para disolverse.
Agitación de la mezcla: para que un soluto sólido se disuelva basta con agitarlo,
hay mayor energía cinética, entre más lo haga más rápido se disolverá o sea la
solubilidad será mayor.
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Propiedades coligativas de las disoluciones
Son las que dependen más del número de partículas del soluto disueltas, que de la
naturaleza de las sustancias, entre ellas tenemos.
Presión osmótica: es la presión que se requiere para detener la ósmosis de una
disolución de menor concentración hacia la disolución de mayor concentración. La
presión osmótica de una disolución equivale a la presión mecánica necesaria para
evitar la entrada de agua cuando está separada del disolvente por una membrana
semipermeable.
Descenso del punto de congelación: el punto de congelación es la temperatura
específica a la cual un líquido pasa a sólido. En una solución no volátil, el punto de
congelación será menor que la del disolvente y disminuirá en la medida en que
aumente la concentración del soluto.
Aumento en el punto de ebullición: al aumentar la cantidad de soluto en una
disolución, aumenta el punto de ebullición de la mezcla a mayor presión
atmosférica, mayor punto de ebullición.
Descenso en la presión de vapor: la presión de vapor corresponde a la presión que
ejercen las partículas evaporadas en equilibrio con el líquido del que están saliendo.
La presión de vapor de la mezcla disminuye al aumentar la cantidad de soluto.
Tipos de disoluciones
a) Sólidas
Sólido en sólido: aleaciones de metales, como zinc en estaño (latón), bronce y
acero.
Gas en sólido: hidrógeno en paladio
Líquido en sólido: mercurio en plata (amalgama dental)
b) Líquidas:
Líquido en líquido: alcohol en agua
Sólido en líquido: sal en agua
Gas en líquido: oxígeno en agua, refresco gaseoso.
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c) Gaseosas
Gas en gas: oxígeno en nitrógeno (aire)
Cuadro que resume las clases de disoluciones según el estado de la fase
Soluto Disolvente Ejemplo
Líquido Líquido Alcohol y agua
Líquido Gaseoso Gaseosas
Líquido Sólido Agua de mar
Sólido Líquido Agua y azúcar
Sólido Sólido Bronce
Gaseoso Gaseoso Aire
Importancia de las disoluciones
Todo lo que existe en la naturaleza, está relacionado con la importancia de las
disoluciones. En la industria para estudiar el petróleo es indispensable disolverlo, es decir
hacer soluciones del mismo. Para extraer colorantes o aceites esenciales es necesario
disolver las plantas en diversos compuestos orgánicos. .
En cosmetología se requiere hacer soluciones constantemente para la obtención de
productos de cuidado diario como cremas, jabones, perfumes, entre otros.
En la vida diaria algunos alimentos que consumimos son soluciones, como por
ejemplo, los refrescos. El agua de limón es ácido cítrico y azúcar disueltos en agua. Las
frutas y verduras contienen agua, la cual disuelve algunos componentes nutritivos de las
mismas.
El agua de mar es una gran solución salina, tiene muchas sales disueltas, de allí se
obtiene la sal que consumimos en las comidas, por otro lado gracias a que el mar es una
solución, existe vida en el planeta, pues, muchos nutrientes disueltos en el agua fueron los
alimentos de las primeras células, así como actualmente son nutrientes para algunas
especies animales y vegetales que viven en el agua.
En el ambiente existen soluciones que son capaces de atrapar partículas contaminantes,
aunque en la actualidad todavía está en desarrollo la investigación de este tipo de
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soluciones. La lluvia ácida es un tipo de solución con efectos negativos, pues el agua
disuelve los óxidos de nitrógeno y de azufre que se escapan de las chimeneas y otros gases.
En el área de la química las soluciones son muy importantes, pues para hacer análisis
químicos, es indispensable el empleo de dichas soluciones.
Coloides
Son sustancias (mezclas) intermedias entre las disoluciones y mezclas heterogéneas
constituidas por dos fases: la fase dispersa y la fase dispersante.
Las partículas coloidales son tan pequeñas que no pueden observarse en el
microscopio ordinario y representan una transición entre las disoluciones (homogéneas) y
las suspensiones (heterogéneas).
Algunos ejemplos de coloides: crema de afeitar, espuma de jabón, marsmelos, niebla,
mantequilla, mayonesa, gelatina, geles, pinturas, tinta, entre otros.
Suspensiones coloidales
Se encuentran en una línea divisoria entre las disoluciones y las mezclas groseras.
No se disuelven en agua o lo hacen lentamente.
Algunas tienen las moléculas aglutinadas.
Las partículas coloidales son tan pequeñas que no se pueden separar por simple
filtración.
Algunas propiedades de los coloides
Presentan efecto de Tyndall: Corresponde a la reflexión y dispersión de la luz al
pasar por un coloide debido a que el tamaño de las partículas dispersas difractan la
luz.
Movimiento Browniano: es el movimiento irregular en zigzag de las partículas de
un coloide.
Diálisis: proceso que se da cuando las partículas coloidales se separan de los iones o
moléculas a través de una membrana semipermeable. El proceso se da cuando las
moléculas de bajo peso molecular atraviesan la membrana, desde la solución más
concentrada a la más diluida.
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Electroforesis: las partículas conducen cargas eléctricas y se comportan como iones
en disolución si se les coloca bajo una corriente eléctrica.
Importancia de los coloides
Forman parte de nuestra vida, en los seres vivos constituye la sangre, la savia,
saliva, geles, entre otros.
En la industria se preparan sustancias coloidales de uso común ( geles cremas,etc)
En la agricultura también los encontramos.
Impacto ambiental
Forman parte de los aerosoles que contaminan el ambiente.
Las partículas del humo como dispersiones también provocan contaminación.
Algunos productos de uso agrícola y de uso en el hogar para la limpieza, provocan
enfermedades, alergias, etc.
Usos industriales de los coloides
Industria farmacéutica: emulsiones, cremas, ungüentos, geles, entre otros.
Productos alimenticios: leche, mantequilla, entre otros.
Uso doméstico: cosméticos, sustancias de limpieza entre otros.
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Composición de las disoluciones
La velocidad de una reacción química que tenga lugar entre sustancias en
disolución, depende de las cantidades relativas de sus componentes, es decir de sus
concentraciones.
La concentración de una disolución, es la cantidad de soluto disuelto en una
cantidad de disolvente.
Formas de expresar las concentraciones
Existen diferentes formas de expresar la concentración de una disolución. Las que
empleamos con frecuencia suponen el comparar la cantidad de soluto con la cantidad total
de disolución.
a) Porcentaje masa/masa (%m/m)
Se define como la masa del soluto (sustancia que se disuelve) por cada cien unidades de
masa de la disolución.
Ejemplo: si se disuelven 20 g de azúcar en 80 g de agua, el porcentaje de masa/masa será.
% m/m = 20 g/ 100g x 100 = 20 % m/m
Nota: recordemos que la disolución está compuesta por la suma del soluto y el disolvente.
b) Porcentaje volumen /volumen (%v/v)
Expresa el volumen del soluto por cada cien unidades de volumen de la disolución.
Ejemplo: si se disuelven 25 mL de alcohol en 150 mL de solución, el % v/v será:
% v/v = 25mL/ 150mL x 100 = 16,666 mL
Fórmula: %m/m = g soluto/g de disolución x 100
Fórmula: %v/v = mL de soluto/mL disolución x 100
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c) Porcentaje masa/ volumen (% m/v)
Expresa la masa del soluto (dada en gramos) entre el volumen (dada en mL)
Ejemplo: Se preparan 30 g de KCl en una solución de 60 mL, el % m/v corresponde a
%m/v = 30 g/ 60 mL de solución x 100 = 50%m/v
Nota
Para determinar %m/m
g soluto / total g disolución x 100 g disolución
Para determinar los gramos de soluto
Porcentaje de la sustancia / 100 g disolución x gramos de disolución
Para determinar los gramos de disolución
100 g disolución/porcentaje de la sustancia x g de soluto
*Se procede igual con % v/v y m/v
Práctica
1. Determine el % m/m para una disolución que se forma cuando se disuelven 20 g
de NaCl en 40 g de H2O.
2. ¿Cuántos gramos de AgNO3 son necesarios para preparar 125 g de disolución al
20% m%m
3. Cuántos gramos de disolución al 6% m/m se pueden preparar si se tienen 15
gramos de KBr?
4. Determine el % m/v de 150 mL de disolución que contiene 20 g de NH4Cl
Fórmula: %m/v = g soluto/mL de disolución X 100
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5. ¿Cuántos gramos de NaNO3 son necesarios para preparar 300 mL de disolución al
10% m/v?
6. Determine el % v/v de una disolución que se forma agregando 40 mL de alcohol
hasta completar 200 mL de disolución.
Concentración molar o molaridad (M)
La concentración molar de una sustancia se define como el número de moles de una
sustancia por litro de solución (disolución), o sea es la relación entre moles y litros de
disolución. Para calcularla se usa la fórmula.
M = moles/ litros de disolución
Cn = moles/ litros de disolución
Moles = gramos/ masa molar
¿Cómo encontrar la concentración molar o molaridad?
a) Calcular la concentración molar de una disolución acuosa de 10,5 g de NaCl disuelto en
250 ml de disolución.
*Nótese que no aparecen los moles por lo tanto debemos encontrarlos.
Se necesita calcular los moles de NaCl a partir de la masa molar (la masa molar de NaCl =
23+ 35 = 58 g/mol)
Luego por conversión: 10,5 g NaCl x 1 moL/ 58 g = 0,18 mol
Después: Cn = 0,18/0,250 = 0,72 moles/ litros
Nota: Si me dan en mL los convierto a litros.
250mL x 1 L/ 1000 mL = 0,25 L
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¿Cómo encontrar o calcular los gramos (masa) en este tipo de problemas?
a) Encuentro los moles (si no los dan) = mol/L dados x L dados.
b) Luego; masa molar/1mol x moles encontrados.
*Calcular los gramos de soluto que se necesitan para preparar 500 mL de una disolución de
NaOH, con 0,110 M
a) Calculo los moles: 0,110 mol/L x 0,5 L = 0,055 moles
b) Luego: 40 g/ 1 mol x 0,055 mol = 2,2 g
¿Cómo encontrar o calcular los litros en este tipo de problemas?
a) Calculo los moles (si no los dan) = 1 mol/masa molar x g dados.
b) Luego calculo los litros = L/ moles dados x moles encontrados.
* ¿Cuántos litros de disolución se pueden preparar para que su concentración sea 0,25
mol/L, si se tienen 49 g de H3PO4?
a) Calculo los moles: 1 mol/98 g x 49 g = 0,5 moles
b) Luego: L/0,25 mol x 0,5 mol = 2 L
Práctica
1- Determine la concentración molar de una disolución que contiene 18 g de glucosa
(C6H12O6) en 2 L de disolución.
2- ¿Cuántos gramos de BaCl2 son necesarios para preparar 0,5 L de disolución cuya
concentración molar sea 2 mol/L?
3- ¿Cuántos litros de disolución se pueden preparar para que su concentración sea 0,25
mol/L, si se tienen 49 g de H3PO4 (ácido fosfórico)
Cn = 0,25 mol/L: como lo que buscamos es litros, se le da vuelta y se usa como factor L/0,25 mol
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4- Determinar la concentración molar de una disolución que contiene 10,7 gramos de
cloruro de amonio (NH4Cl) en 250 mL de disolución.
5- ¿Cuántos gramos de KNO3 son necesarios para preparar 300 mL de disolución cuya
concentración sea 0,5 moles/L?
6- ¿Cuántos litros (mililitros) de disolución se pueden preparar para que su concentración
sea 0,50 moles/L, si se tienen 60,8 g de sulfato de hierro II (FeSO4)?
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Química del carbono
Química orgánica
Es la rama de la química que estudia los compuestos que contienen carbono, con
algunas excepciones.
Importancia o ventajas de los compuestos orgánicos
En la medicina
Se utiliza en el tratamiento de heridas, quemaduras y pies cansados.
Uso para lavados bucales.
Útil para la fabricación de implementos de limpieza.
Se usa para la fabricación de antídotos y medicinas.
En el hogar
Se usa en la fabricación de condimentos y limpiadores.
Se usa para elaborar tintes, repelentes, azúcares, refrescos, entre otros.
En la agricultura y la ganadería
Útil en la elaboración de alimentos.
Se usa para la fertilización orgánica.
Útil en la mejora de suelos.
Se usa en la elaboración de fungicidas, insecticidas y otros.
En la industria
Para la fabricación de aceites
Conservación de maderas.
Elaboración de jabones y desinfectantes.
Descomposición de tintes.
Industria petrolera.
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Desventajas de la química orgánica
Productos orgánicos contaminantes tardan muchos años en descomponerse.
Humo y gases venenosos contaminan.
La combustión fósil produce CO2, contamina el ambiente.
Mala disposición o tratamiento inadecuado para el tratamiento de aguas negras.
Uso inadecuado de plaguicidas, fertilizantes e insecticidas.
Aditivos orgánicos usados para el procesamiento de alimentos enlatados, pueden
causar enfermedades, como el cáncer.
Derrame de combustibles y petróleo producen contaminación.
El carbono
Es un elemento químico no metálico, cuyo símbolo es C, tiene un número atómico igual
a 6, un peso atómico de 12.011 uma, se ubica en el bloque de los elementos representativos,
presenta cinco propiedades importantes.
a) Homocombinación: Los átomos de carbono tienen la capacidad de unirse
indefinidamente entre sí, con enlaces sencillos, dobles o triples, formando cadenas
largas y unirse con otros elementos.
b) Tetravalencia: es la capacidad del carbono de formar siempre cuatro enlaces o sea
combinarse con cuatro átomos.
c) Anfoterismo: es la capacidad que tiene el carbono de unirse con otros elementos
más o menos electronegativos que él.
d) Alotropía: capacidad del carbono de presentarse en estructuras moleculares
diferentes (diamante, grafito, carbón)
e) Hibridación: consiste en un reacomodo de electrones del mismo nivel de energía del
orbital “s” al orbital “p”, siempre del mismo nivel (en el elemento carbono).
Hibridación sp3: surge al mezclar un orbital “s” con tres orbitales “p” para formar cuatro
orbitales sp3 con un ángulo de 109,5º y una estructura tetraédrica, como en el caso de los
alcanos.
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Hibridación sp2: surge al mezclar un orbital “s” con dos orbitales “p” para formar tres
orbitales sp2, con un ángulo de 120º y una estructura triangular, como en el caso de los
alquenos.
Hibridación sp: surge al mezclar un orbital “s” con un orbital “p” para formar dos
orbitales sp con un ángulo de 180º y una estructura lineal, como en el caso de los alquinos.
Resumen
Hibridación sp3 Hibridación sp2 Hibridación sp
Enlaces sencillos Enlaces dobles Enlace triple
Tetraédrica Trigonal plana Lineal
Angulo 109.5º Angulo 120º Angulo 180º
Hidrocarburos saturados Hidrocarburo insaturados Hidrocarburos insaturados
Alcanos Alquenos Alquinos
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Hidrocarburos
Son compuestos orgánicos binarios, formados por carbono e hidrógeno. Se dividen en dos
grandes categorías: alifáticos y aromáticos
se clasifican en
se dividen en
pueden ser pueden ser
Hidrocarburos alifáticos: incluyen compuestos de cadena lineal, ramificados y cíclicos.
Son compuestos en los cuales los átomos de carbono se unen entre sí y forman cadenas
saturadas abiertas con enlaces simples (alcanos) e insaturadas con enlaces dobles o triples
(alquenos y alquinos).
Ejemplo de cadena lineal:
Ejemplo de cadena ramificada
CH3 -CH2 -CH2-CH3
Hidrocarburos
alifáticosaromáticos
lineales de cadena abierta cíclicos de cadena cerrada
saturados insaturados saturados insaturados
alcanos alquenos alquinos cicloalcanos cicloalquenos cicloalquinos
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Ejemplo de hidrocarburos cíclicos
Hidrocarburos aromáticos: contienen anillos de átomos de carbono muy estable, como
por ejemplo el anillo bencénico (presentan aroma agradable).
Alcanos
Llamados también parafinas, sus enlaces son sencillos, son saturados, solo
presentan enlaces covalentes, representa el conjunto menos complejo de los hidrocarburos,
su fórmula general es CnH2n+2, en donde” n” equivale al número de átomos de carbono,
para nombrarlos se usan prefijos que indican el número de átomos de carbono y se les
agrega la terminación “ano”. El compuesto más simple de los alcanos es el metano, El más
sencillo es el metano, llamado también gas de los pantanos, su fórmula molecular es CH4
Prefijos: met =1, et = 2, prop = 3, but = 4, pent = 5, hex = 6, hept = 7, oct = 8, non = 9, dec = 10.
*Tomando en cuenta la fórmula CnH2n+2. Para cinco átomos de carbono, ¿Cómo se llama el
compuesto y cuál es su fórmula estructural?
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Alcanos
Nombre Fórmula de estructura condensada Fórmula
molecular
Metano CH4 CH4
Etano CH3 – CH3 C2H6
Propano CH3 – CH2 – CH3 C3H8
Butano CH3 – CH2 – CH2 – CH3 C4H10
Pentano CH3 – CH2 – CH2 – CH2 – CH3 C5H12
Hexano CH3 – CH2 – CH2 – CH2 – CH2 – CH3 C6H14
Heptano CH3 – CH2 – CH2 – CH2 – CH2 – CH2 – CH3 C7H16
Octano CH3 – CH2 – CH2 – CH2 – CH2 – CH2 – CH2 – CH3 C8H18
Nonano CH3 – CH2 – CH2 – CH2 – CH2 – CH2 – CH2 – CH2 – CH3 C9H20
Decano CH3 – CH2 – CH2 – CH2 – CH2 – CH2 – CH2 – CH2 – CH2 –
CH3
C10H22
Reglas de nomenclatura de Sistema IUPAC (Unión Internacional de Química Pura y
Aplicada) para alcanos
El nombre base del hidrocarburo lo tiene la cadena más larga y termina en ano, lo
cual indica que es alcano.
Los primeros cuatro alcanos conservan su nombre normal, los otros usan nombres
derivados del latín o griego.
Los carbonos se numeran de un extremo a otro, de manera que al asignar las
posiciones de los sustituyentes le correspondan los números más pequeños.
La posición de cada grupo alquilo que forme una cadena lateral se indica por el
número del carbono señalado.
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Si se encuentran varios grupos sustituyentes iguales sus números son nombrados
consecutivamente, se nombran separados por coma y un guión para separar el
último de los números citados de los prefijos; di-, tri-, tetra-, etc, que indican
cuántos sustituyentes iguales hay en la cadena.
Los grupos sustituyentes se citan por orden alfabético o en orden de sus tamaños
crecientes.
Radicales o grupos alquilos
Un radical es un grupo de átomos que se obtiene por la pérdida de un átomo de
hidrógeno de un hidrocarburo. En el caso de los alcanos, cuando se da la pérdida de un
átomo de hidrógeno en un carbono terminal, se nombran sustituyendo la terminación “ano”
por “il o ilo”
Algunos radicales orgánicos
Radical Fórmula Fórmula desarrollada
Metil CH3 CH3
Etil C2H5 CH3- CH2
Propil C3H7 CH3 - CH2 – CH2
Butil C4H9 CH3- CH2- CH2- CH2
Nota: Las cadenas ramificadas están formadas por una cadena lineal más importante o
principal a la cual están unida una, dos o más cadenas que se enlazan con ella y se les llama
radicales.
Cadena ramificada principal con los radicales
CH3
CH3- C- CH2- CH- CH2- CH3
CH3 CH2 CH3
Ejemplos de alcanos
a) CH3 - CH – CH2 - CH – CH2 - CH3 = 2-etil-4-metilhexano
CH2-CH3 CH3
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b) 3-etil-4-metilhexano
Escriba el nombre de cada alcano
d)
e)
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Para dibujar la estructura a partir de un nombre de alcano
1) 3,4,6-trimetil heptano
a) Graficamos la cadena heptano, que tiene siete átomos de carbono. Los numeramos de
izquierda a derecha, pero se puede hacer de derecha a izquierda.
b) Ahora colocamos los radicales en el carbono que les corresponda (un metil en el 3, un
metil en el 4 y un metil en el 6, que es igual a 3,4,6 –trimetil).
c) Como el carbono forma 4 enlaces, completamos nuestra estructura con los hidrógenos
necesarios para que cada uno tenga sus 4 enlaces.
Haga la estructura de los siguientes alcanos1) 3-etil-2,3-dimetilpentano
2) 2-metilbutano
3) 4-etil-2,2,5,6-tetrametilheptano
4) bromo-3-cloropentano
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Cicloalcanos
Los cicloalcanos o alcanos cíclicos son hidrocarburos saturados, cuyo esqueleto es
formado únicamente por átomos de carbono unidos entre ellos con enlaces simples en
forma de anillo.
Se nombran del mismo modo que los hidrocarburos de cadena abierta de igual número de
carbonos pero anteponiendo el prefijo ciclo.
C3H6 Ciclopropano
C5H10 Ciclopentano
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Alquenos
Llamados también olefinas, su fórmula general es CnH2n, en donde” n” equivale al
número de átomos de carbono. Los alquenos son hidrocarburos insaturados que tienen uno
o varios dobles enlaces carbono-carbono en su molécula.
Se siguen las reglas dadas para los alcanos
La terminación “ano” se cambia por “eno”
Se toma como cadena principal, la que tiene el doble enlace, y se enumera
comenzando por el extremo más próximo al doble enlace, el cual tiene preferencia
sobre las cadenas laterales a la hora de nombrar los carbonos.
Cuando hay más de un doble enlace se usan las terminaciones, dieno, trieno, etc,
precedidas por los números que indican la posición de esos dobles enlaces.
Ejemplos
2-metil-2-buteno
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b) CH2 = CH – CH = CH - CH3 1,3-pentadieno
e)
f)
g) 3,4-dimetil-2-hepteno
h) 2,4-dimetil-1-penteno
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Frecuentemente son llamados también acetilenos, su fórmula general es CnH2n-2.
Los alquinos son hidrocarburos alifáticos, insaturados, con al menos un triple enlace
(C≡C) entre dos átomos de carbono.
Nomenclatura
Las reglas para darle nombre a los alquinos son las mismas dadas para alcanos y
alquenos, solamente que la terminación es “ino”. Ej. propino, CH3-C≡CH.
Se toma como cadena principal la cadena continua más larga que contenga el o los
triples enlaces.
La cadena se numera de forma que los átomos del carbono del triple enlace tengan
los números más bajos posibles.
Cuando la molécula tiene dobles y triples enlaces, la cadena principal es la que
tenga mayor número de insaturaciones, pero buscando que los números
localizadores sean los más bajos posibles. En caso de que haya que indicar tanto los
dobles enlaces como los triples, se da preferencia a los dobles enlaces, que serán los
que dan nombre al hidrocarburo.
Ejemplo: CH2 = CH – C = CH 1-butén-3-ino
Cuando hay más de un triple enlace se usan las terminaciones, diino, triino, etc,
precedidas por los números que indican la posición de esos triples enlaces.
Ejemplo
CH3
CH2
CH3 – C = C – CH – C = CH 3-etil-1,4-hexadiino
6 5 4 3 2 1
a)
30
b)
Resumen
Alcanos
Saturados
Fórmula CnH2n+2
Terminación ano
Hibridación sp3
Enlaces sencillos
entre los carbonos
El más sencillo es el
metano
Insolubles en agua y
Alquenos
Insaturados
Fórmula CnH2n
Terminación eno
Hibridación sp2
Enlaces dobles entre
los carbonos
El más sencillo es el
eteno
Los primeros son en
Alquinos
Insaturados
Fórmula CnH2n-2
Terminación ino
Hibridación sp
Enlaces triples entre
los carbonos
El más sencillo es el
etino
Insolubles en agua y
31
solubles en
compuestos
orgánicos.
Bajo punto de fusión
y ebullición,
aumentando
conforme aumenta el
números de carbonos
en la cadena
parte solubles en
agua, los demás
insolubles en agua y
solubles en
compuestos
orgánicos.
Punto de ebullición
levemente mayor
que los alcanos.
solubles en
compuestos
orgánicos.
Punto de ebullición
un poco mayor que
los alquenos.
Grupos funcionalesUn grupo funcional es un átomo o grupo de átomos presentes en una molécula que
le da propiedades definidas.
Se clasifican según sus propiedades físicas y químicas, algunos formados por
carbono e hidrógeno y otros contienen oxígeno y nitrógeno.
Entre ellos tenemos.
a) Compuestos oxigenados: Alcoholes, éteres, aldehídos, cetonas, ácidos, ésteres y sales.
b) Compuestos nitrogenados: Aminas y amidas
Hay otros como los haluros de alquilo y aminoácidos.
Grupo
funcional
Fórmula general Escritura Ejemplo
32
Alcoholes R – OH
Se añade la terminación “ol” al
nombre del hidrocarburo Metanol
Éteres R – O – R
Se escribe anteponiendo la palabra
“éter” al radical o radicales unidos al
oxígeno y/o, se coloca la raíz
“oxi”entre los nombres de los
hidrocarburos correspondientes.
Metoxietano
Éter metiletílico
Ésteres
O
R – C – O – R
Se escribe añadiendo la terminación
“ato” seguido del grupo alquilo.
Metanoato de
metilo
Aldehídos
O
R – C – H
Se añade la terminación “al” al
nombre del hidrocarburo del que se
derivan.
Metanal
Cetonas
O
R – C – R
Se añade la terminación “ona”
hidrocarburo del cual se derivan
Propanona
Ácidos
O
R – C – OH
Tienen un grupo carboxilo, se añade la
terminación “oico”al nombre del
hidrocarburo
Ácido metanoico
Sales
O
R – C – O – X
“X” es un metal. Se escribe añadiendo
la terminación “ato” más el nombre de
un metal
Metanoato de
sodio
Aminas R – NH2
Se añade la terminación “amina” al
nombre del radical
Metilamina
Amidas
O
R – C – NH2
Se escriba añadiendo la terminación
“amida” al hidrocarburo
Metanamida
Haluros de
alquilo
R – X
Se escribe el halógeno, luego el radical
(si hay) y luego el hidrocarburo.
R: radical
X: representa un halógeno
Clorometano
33
Aminoácidos
Contienen un grupo
amino (-NH2) y
otro carboxilo
(-COOH) en su
molécula
Forman parte de las proteínas
Glicina
AlcoholesAlcoholes son aquellos compuestos orgánicos en cuya estructura se encuentra el
grupo hidroxilo (-OH), unido a un carbono que solo se acopla a otro carbono o a
hidrógenos.
Pueden ser alifáticos (R-OH) o aromáticos (Ar-OH) estos últimos se conocen como
fenoles.
Son un grupos de compuestos muy importantes, no solo por su utilidad industrial, de
laboratorio, teórica, o comercial, si no también, porque se encuentran muy extensamente en
la vida natural.
Según la IUPAC para nombrar los alcoholes se utiliza la terminación -ol al final de la
nomenclatura raíz del homólogo correspondiente de los alcanos. Por ejemplo
OH
CH3- CH2 - CH2 – OH 1- propanol CH3- CH2 - CH – CH3 2- butanol
Observe que el número se coloca delante del nombre del radical a que hace
referencia. Es decir con la terminación -ol para el radical hidroxilo y metil para el radical
metilo -CH3.
Ejemplos
CH3 - CH2 -OH ----> Etanol
CH3 – CH-OH - CH3 ----> 2-propanol
Si en la molécula hay más de un grupo -OH se utiliza la terminación "diol", "triol",
etc., indicando con números las posiciones donde se encuentran esos grupos.
1,2,3-propanotriol
34
CetonasSe puede nombrar como derivado del hidrocarburo por sustitución de un CH2 por
un C=O, con la terminación "-ona", y su correspondiente número localizador, siempre el
menor posible y prioritario ante dobles o triples enlaces.
propanona
2-butanona
2-pentanona
Ciclohexanona
Aldehidos Los aldehídos se nombran reemplazando la terminación -ano del alcano
correspondiente por -al. No es necesario especificar la posición del grupo aldehído, puesto
que ocupa el extremo de la cadena.
Cuando la cadena contiene dos funciones aldehído se emplea el sufijo -dial.
etanal butanal 3-
Haluros
35
Se nombran citando en primer lugar el halógeno, seguido del nombre del hidrocarburo,
indicando, si es necesario, la posición que ocupa el halógeno en la cadena, a sabiendas de
que los dobles y triples enlaces tienen prioridad sobre el halógeno en la asignación de los
números.
1-cloropropano
Si aparece el mismo halógeno repetido, se utilizan los prefijos di, tri, tetra, etc.
3,3,4-tricloro-1-buteno
ÉsteresSe nombran partiendo del radical ácido, RCOO, terminado en "-ato", seguido del
nombre del radical alquílico, R'.
etanoato de etilo o acetato de etilo
ÉteresSe nombran interponiendo la partícula "-oxi-" entre los dos radicales. Se considera
el compuesto como derivado del radical más complejo, así diremos metoxietano, y no
etoximetano.
36
Metoxietano
AminasSe nombran añadiendo al nombre del radical hidrocarbonado el sufijo "-amina".
metilamina
Amidas Se nombran como el ácido del que provienen, pero con la terminación "-amida".
etanamida o acetamida
Biomoléculas
Lípidos: Llamados también grasas.
Composición química
37
Son sustancias ternarias, químicamente formada por CHO (carbono, hidrógeno y
oxígeno), como en el caso de las grasas y las ceras.
Los triglicéridos químicamente están formados por ácidos grasos y glicerol.
Son ejemplos; el colesterol, los carotenos, aceites, triglicéridos, ceras, fosfolípidos,
esteroides, glicerol, entre otros.
Funciones
1- Sirven como depósito de combustible metabólico a mediano y largo plazo, insoluble
en agua.
2- Sirven como amortiguadores biológicos, protegen o recubren ciertos órganos
internos.
3- Intervienen en procesos metabólicos, como síntesis de hormonas y sales biliares.
4- Sirven como reserva de energía en mayor cantidad.
5- Son utilizados en caso de inanición.
6- Protegen al organismo de la pérdida de calor, son aislantes térmicos, se acumulan
debajo de la piel en forma de adipositos.
7- Sirven como precursores de esteroides u hormonas sexuales.
8- Sirven como componente estructural importante de la membrana celular, como los
fosfolípidos y glicolípidos.
9- Algunos tienen funciones como mensajeros químicos.
10-Transportan vitaminas liposolubles y ayudan a su absorción.
11-Forman parte de la cubierta de tallos y hojas de las plantas.
Carbohidratos: Llamados también hidratos de carbono, glúcidos o azúcares.
Composición química
Es una sustancia ternaria, formada químicamente por CHO, en una proporción
de 1:2:1. Ejemplo C6H12O6
38
Son ejemplos de carbohidratos: El almidón, el glucógeno y la celulosa, entre
otros.
La división más común de los carbohidratos es: monosacáridos (fructosa),
disacáridos (lactosa), y polisacáridos (celulosa).
Funciones
1- Forman parte del exoesqueleto de insectos, artrópodos y crustáceos, como por
ejemplo la quitina.
2- Son componentes estructurales de plantas (pared celular), están presente en
cáscaras, raíces, pared celular y granos.
3- Principal azúcar transportado en las plantas.
4- Fuente importante de combustible o almacenamiento de energía inmediata (a corto
plazo) para las células.
5- Ejemplos de carbohidratos ribosa, desoxirribosa, glicógeno.
6- Almacenamiento de energía para las plantas (almidón) y animales (glucógeno)
7- Las plantas y algunas algas lo sintetizan durante la fotosíntesis.
ProteínasComposición química
Son macromoléculas o moléculas gigantes, formadas químicamente por
aminoácidos, los cuales contienen un grupo amino (NH2 -) y un grupo carboxilo
(COOH-).
Son sustancias cuaternarias, químicamente están formadas por CHON (carbono,
hidrógeno, oxígeno y nitrógeno), aunque pueden contener azufre u otros elementos
en menor cantidad.
Algunos ejemplos son; queratina, miosina, colágeno, hemoglobina, insulina,
albúmina, entre otras.
Funciones
1- Reconocer señales químicas.
2- Son componentes estructurales de la membrana celular (pelo, hueso, uñas), como el
colágeno.
39
3- Tienen función defensora o anticuerpo, contrarrestando la acción de sustancias
nocivas para el organismo, como las inmunoglobulinas.
4- Participan en el movimiento de músculos, como la miosina y la actina.
5- Sirven como reserva de sustancias para el desarrollo corporal, como en el caso de
los aminoácidos.
6- Presentan funciones específicas como catálisis, almacenamiento, transporte,
protección y estructuración
7- Algunas funcionan como hormonas, por ejemplo regulando el nivel de glucosa en la
sangre, como en el caso de la insulina.
8- Participan en el crecimiento corporal, recuperación de tejidos y mantenimiento
celular.
9- Sirven de transporte de oxígeno y de otras sustancias a la sangre y tejidos, como
por ejemplo la hemoglobina.
10-Forman parte de las organelas celulares.
11-Función de reserva, pueden almacenarse como fuente de nutrientes cuando se
necesite.
Enzimas (forman parte de las proteínas)
Reducen la cantidad de energía necesaria para empezar una reacción química.
Son catalíticas (biocatalizadoras) o sea aceleran la velocidad de descomposición de
alimentos mediante reacciones químicas.
Práctica1) Se tiene una disolución de 4 litros con 3 gramos de sal. ¿Cuál es el % m/v?
A) 25
B) 50
40
C) 75
D) 200
2) Un medicamento dice tener una composición de 0,0006 mL de fenilefrina por cada 5 ml
de disolución. ¿Cuál es el % v/v de esta medicina?
A) 3
B) 12
C) 0,012
D) 3 x 10–4
3) ¿Cuál es el % m/m de una disolución que se preparó disolviendo 10 gramos de azúcar
en 50 gramos de agua?
A) 5,00
B) 6,00
C) 16,67
D) 21,00
4) Si se disuelven 12,4 g de BaCl2 en 80,7 g de agua, ¿cuál es el % m/m?
A) 13,32%
B) 15,37%
C) 750,8%
D) 650,8%
5) ¿Cuantos gramos de cloruro de sodio son necesarios para preparar 200 g de disolución
al 40% m/m?
41
6) ¿Cuantos gramos de disolución al 10%m/m se preparan si se tienen 25 g de cloruro de
sodio?
7) Se disuelven 20 g de cloruro sódico en 120 mL de disolución. La densidad de la
disolución resultante es 1,2g por cm3. Calcular % m/v. R: 16,6 % m/v
8) Se disuelven 35 g de cloruro de magnesio (MgCl2) en 150 g de agua dando una solución
cuya densidad es de 1,12 g/cm 3. Expresar la concentración de la solución resultante en:
a) % m/m. R: 18,92 % m/m
9) ¿Cuántos gramos de soluto y disolvente se encuentran respectivamente, en 700 g de una
disolución al 32% m/m de sacarosa (C12H22O11)
R: a) soluto 224 g b) disolvente 476 g
10) Si el % m/m de una disolución es 2,54%, ¿cuántos gramos de soluto hay en una muestra
de 732 g de disolución? R: 18,59 g
11) Se preparan 50 mL de una disolución salina fisiológica (suero fisiológico) al 0,90%
masa en volumen de cloruro de sodio (NaCl) en agua. ¿cuál es la cantidad de soluto
disuelto? R: 0,45 g
12) La concentración molar de una disolución de glucosa (C6H12O6) en agua es 3,17 mol/L.
¿Cuántos g de glucosa hay en 5 litros de disolución? R: 2853 g
42
13) ¿Cuál será la concentración molar (molaridad) de una solución de fluoruro de calcio,
CaF2, que contiene 8 g del soluto en 250 mL de solución? R. 0,4 mol/L
14) Se prepararon 150 mL de solución conteniendo 5 g de (carbonato de calcio) Na2CO3,
¿qué concentración molar tiene dicha solución? R. 0,3 mol/L
15) Para un análisis clínico se prepararon con 30 g de NaCl 500 mL de disolución, ¿qué
concentración tiene la solución? R: 1 mol/L
16) ¿Cuál será la concentración que tiene una solución de 25 mL con 0.3 g de fosfato de
amonio (NH4)3PO4? R:0,08 mol/L
17) ¿Cuál será la molaridad y los gramos de una solución que contiene 2.5 moles de KI en 3
litros? R: a) 0,83 mol/L b) 415 g
18) ¿Cómo se preparan (molaridad) 50 mL de una solución con 0.2 moles de sulfuro de
magnesio (MgS)? R: 4 mol/L
43
19) ¿Cuántos gramos de sulfato cúprico, CuSO4, se requieren para preparar 100 mL de
solución con 2.5 moles? R: 400 g
20) ¿Qué cantidad de gramos de carbonato de potasio, K2CO3, se necesita para preparar 300
mL de una solución con 2 moles? R: 276 g
21) ¿Cuántos gramos de dicromato de litio (Li2Cr2O7), se deben disolver en un volumen
total de 60 mL de solución para preparar una solución con 1 mol? R: 230 g
22) Calcule la molaridad de una solución que contiene 49 gramos de (ácido fosfórico)
H3PO4 en 500 mL de solución. R:1 mol/L
23) Determine la molaridad de una disolución formada al disolver 12 g de hidróxido de
calcio (Ca(OH)2), en 10 L. R: 0,1 mol/L
24) Si se disuelven 12,0 g de sacarosa en agua para obtener 1,50 L de disolución, ¿cuál es la
concentración molar de sustancia de dicha disolución? R: 0,02 mol/L
Selección única
1- Lea la siguiente información.
Fórmula Grupo funcional
44
1.
a-ácido carboxílico
2.
b-cetona
3.
c-alcohol
4.
d-aldehído
¿Cuál es la forma correcta de relacionar la fórmula del compuesto orgánico, con el grupo
funcional respectivo?
A) 1a, 2b, 3c, 4d
B) 1b, 2a, 3c, 4d
C) 1c, 2d, 3a, 4b
D) 1c, 2b, 3d, 4a
2- Observe la fórmula siguiente:
45
El grupo funcional que identifica al compuesto representado se denomina
A) cetona.
B) alcohol.
C) aldehído.
D) carboxilo.
3- ¿Cuál de los siguientes compuestos presenta solamente el grupo funcional amina?
a)
b)
c)
d)
4- Observe las siguientes estructuras de compuestos:
46
1 2
De acuerdo con el grupo funcional, los anteriores compuestos se clasifican, en el orden
1 y 2, como
A) éster y alcohol.
B) cetona y amida.
C) aldehído y éster.
D) ácido carboxílico y cetona.
5- Observe la representación de la especie que aparece a continuación.
La sustancia representada corresponde al grupo de compuestos orgánicos denominado
A) éter.
B) éster.
C) cetona.
D) ácido carboxílico.
47
6- De acuerdo con los elementos constituyentes, ¿cuál es el grupo funcional de los
aldehidos?
a)
b)
c)
d)
7- ¿Cuál de los siguientes compuestos corresponde a un alcohol?
A) Propanol.
B) Acetileno.
C) Metilamina.
D) Acido acético.
8- Observe las siguientes fórmulas semidesarrolladas de compuestos químicos.
De acuerdo con su grupo funcional, los compuestos anteriores se clasifican en
A) 1 – amida y 2 – carbonilo.
B) 1 – amina y 2 – aldehído.
C) 1 – amina y 2 – éter.
D) 1 – amida y 2 – éter.
48
Nombre de sustancias
a)
1-etil-2-metilciclopentano
b)
__________________
c)
4-ciclopentiloctano
d)
4-METIL-2-HEXANOL
e).
Éter etílico
f)
______________
49
g)
2-pentanona
______________
Conteste el siguiente cuadro
Grupos funcionales Nombre (ejemplos) Ejemplos
Haluros: hidrocarburo + halógeno
(flúor, bromo, cloro, yodo, astato)
Clorobutano
2-yodohexano
4,5-diclorodecano
3-metil-4-flúornonano
Alcoholes. terminación ol
R-OH
Propanol
4-octanol
2-heptanol
Cetonas: terminación ona
O
R – C – R
Butanona
3-pentanona
2-heptanona
Aldehídos: terminación al
O
R – C – H
Etanal
Butanal
50
Octanal
Ácidos: ácido…oico
O
R – C – OH
ácido butanoico
ácido etanoico
ácido heptanoico
Sales: hidrocarburo+ato+metal
O
R – C – O – X
butanato de sodio
pentanato de aluminio
hexanato de litio
Aminas: hidrocarburo(radical)
+amina
R – NH2
Propilamina
Butilamina
Etilamina
Amidas: hidrocarburo + amida
O
R – C – NH2
Hexanoamida
Etanamida
Pentanamida
Éter: éter+radical+hidrocarburo
R – O – R
éter metiletílico
éter dietílico
éter metilbutílico
51
Éster: hidrocarburo+ato+alquilo
O
R – C – O – R
metanoato de metilo
etanoato de metilo
propanoato de metilo
Fórmulas para problemas de %
Para determinar %m/m
g soluto / total g disolución x 100 g disolución
Para determinar los gramos de soluto
Porcentaje de la sustancia / 100 g disolución x gramos de disolución
Para determinar los gramos de disolución
100 g disolución/porcentaje de la sustancia x g de soluto
Nota: en el caso del cálculo de % v/v y % m/v, se procede igual que en %m/m
3- Si se conoce la densidad de la disolución y la masa, se puede encontrar
% m/v, primero debo encontrar el volumen, con la fórmula de volumen
(V= m/d) y luego aplico la fórmula de % m/v.
52
Fórmulas para problemas de molaridad Cn (M)
Moles = 1 mol/masa molar x gramos de la sustancia
dada
M = mol/ L disolución
Gramos (masa)
Moles = mol/L dados x L
dados
Luego
Masa molar/1 mol x moles encontrados
Litros
Moles= 1 mol/masa molar X g dados
L= L/moles dados x moles encontrados