QUIMICA MODELOS ATOMICOSModelo atomico de Dalton El modelo
atmico de Dalton, surgido en el contexto de la qumica, fue el
primer modelo atmico con bases cientficas, formulado en 1808 por
John Dalton
Postulados de DaltonDalton explic su teora formulando una serie
de enunciados simples:1
1. La materia est formada por partculas muy pequeas llamadas
tomos, que son indivisibles y no 2. 3. 4.5. 6. se pueden destruir.
Los tomos de un mismo elemento son iguales entre s, tienen su
propio peso y cualidades propias. Los tomos de los diferentes
elementos tienen pesos diferentes. Los tomos permanecen sin
divisin, an cuando se combinen en las reacciones qumicas. Los
tomos, al combinarse para formar compuestos guardan relaciones
simples. Los tomos de elementos diferentes se pueden combinar en
proporciones distintas y formar ms de un compuesto. Los compuestos
qumicos se forman al unirse tomos de dos o ms elementos
distintos.
Modelo atmico de ThomsonEl modelo atmico de Thomson, es una
teora sobre la estructura atmica propuesta en 1904 por Joseph John
Thomson, descubridor del electrn1 en 1897, mucho antes del
descubrimiento del protn y del neutrn. En dicho modelo, el tomo est
compuesto por electrones de carga negativa en un tomo positivo,
como un budn de pasas.2 Se pensaba que los electrones se distribuan
uniformemente alrededor del tomo. En otras ocasiones, en lugar de
una sopa de carga negativa se postulaba con una nube de carga
positiva.
Dicho modelo fue rebatido tras el experimento de Rutherford,3
cuando se descubri el ncleo del tomo. El modelo siguiente fue el
modelo atmico de Rutherford.4Representacin esquemtica del modelo de
Thomson.
Modelo atmico de RutherfordEl modelo atmico de Rutherford es un
modelo atmico o teora sobre la estructura interna del tomo
propuesto por el qumico y fsico britnico-neozelands Ernest
Rutherford para explicar los resultados de su "experimento de la
lmina de oro", realizado en 1911. El modelo de Rutherford fue el
primer modelo atmico que consider al tomo formado por dos partes:
la "corteza", constituida por todos sus electrones, girando a gran
velocidad alrededor de un "ncleo", muy pequeo, que concentra toda
la carga elctrica positiva y casi toda la masa del tomo. Rutherford
Lleg a la conclusin de que la masa del tomo se concentraba en una
regin pequea de cargas positivas que impedian el paso de las
partculas alfa. Sugiri un nuevo modelo en el cual el tomo posea un
ncleo o centro en el cual se concentra la masa y de carga positiva,
y que en la zona extranuclear se encuentra los electrones de carga
negativa Modelo de un tomo de Rutherford.
Modelo atmico de BohrEl modelo atmico de Bohr o de
Bohr-Rutherford es un modelo clsico del tomo, pero fue el primer
modelo atmico . Fue propuesto en 1913 por el fsico dans Niels Bohr,
para explicar cmo los electrones pueden tener rbitas estables
alrededor del ncleo y por qu los tomos presentaban espectros de
emisin caractersticos (dos problemas que eran ignorados en el
modelo previo de Rutherford). Adems el modelo de Bohr incorporaba
ideas tomadas del efecto fotoelctrico, explicado por Albert
Einstein en 1905. Diagrama del modelo atmico de Bohr.
Modelo atmico de SchrdingerEl modelo atmic o de Schrdinger
(1924) es un modelo cuntico no relativista. Se basa en la solucin
de la ecuacin de Schrdinger para un potencial electrosttico con
simetra esfrica, llamado tambin tomo hidrogenoide. En este modelo
los electrones se contemplaban originalmente como una onda
estacionaria de materia cuya amplitud decaa rpidamente al
sobrepasar el radio atmico. El modelo de Bohr funcionaba muy bien
para el tomo de hidrgeno. En los espectros realizados para otros
tomos se observaba que electrones de un mismo nivel energtico tenan
energas ligeramente diferentes. Esto no tena explicacin en el
modelo de Bohr, y sugera que se necesitaba alguna correccin. La
propuesta fue que dentro de un mismo nivel energtico existan
subniveles. La forma concreta en que surgieron de manera natural
estos subniveles, fue incorporando rbitas elpticas y correcciones
relativistas. As, en 1916, Arnold Sommerfeld modific el modelo
atmico de Bohr, en el cual los electrones slo giraban en rbitas
circulares, al decir que tambin podan girar en rbitas elpticas ms
complejas y calcul los efectos relativistas.
Tabla peridica de los elementos
La tabla peridica de los elementos. La tabla peridica de los
elementos clasifica, organiza y distribuye los distintos elementos
qumicos, conforme a sus propiedades y caractersticas; su funcin
principal es establecer un orden especfico agrupando elementos.
Suele atribuirse la tabla a Dmitri Mendelyev, quien orden los
elementos basndose en la variacin manual de las propiedades
qumicas, si bien Julius Lothar Meyer, trabajando por separado, llev
a cabo un ordenamiento a partir de las propiedades fsicas de los
tomos. La forma actual es una versin modificada de la de Mendelyev;
fue diseada por Alfred Werner. Grupos Artculo principal: Grupo de
la tabla peridica. A las columnas verticales de la tabla peridica
se les conoce como grupos. Todos los elementos que pertenecen a un
grupo tienen la misma valencia atmica, y por ello, tienen
caractersticas o propiedades similares entre s. Por ejemplo, los
elementos en el grupo IA tienen valencia de 1 (un electrn en su
ltimo nivel de energa) y todos tienden a perder ese electrn al
enlazarse como iones positivos de +1. Los elementos en el ltimo
grupo de la derecha son los gases nobles, los cuales tienen lleno
su ltimo nivel de energa (regla del octeto) y, por ello, son todos
extremadamente no reactivos.
Numerados de izquierda a derecha utilizando nmeros arbigos, segn
la ltima recomendacin de la IUPAC (segn la antigua propuesta de la
IUPAC) de 1988,2 los grupos de la tabla peridica son: Grupo 1 (I
A): los metales alcalinos Grupo 2 (II A): los metales
alcalinotrreos Grupo 3 (III B): Familia del Escandio Grupo 4 (IV
B): Familia del Titanio Grupo 5 (V B): Familia del Vanadio Grupo 6
(VI B): Familia del Cromo Grupo 7 (VII B): Familia del
Manganeso
Grupo 8 (VIII B): Familia del Hierro Grupo 9 (IX B): Familia del
Cobalto Grupo 10 (X B): Familia del Nquel Grupo 11 (I B): Familia
del Cobre Grupo 12 (II B): Familia del Zinc Grupo 13 (III A): los
trreos Grupo 14 (IV A): los carbonoideos Grupo 15 (V A): los
nitrogenoideos Grupo 16 (VI A): los calcgenos o anfgenos Grupo 17
(VII A): los halgenos Grupo 18 (VIII A): los gases nobles Perodos
Artculo principal: Perodos de la tabla peridica. Las filas
horizontales de la tabla peridica son llamadas perodos. Contrario a
como ocurre en el caso de los grupos de la tabla peridica, los
elementos que componen una misma fila tienen propiedades diferentes
pero masas similares: todos los elementos de un perodo tienen el
mismo nmero de orbitales. Siguiendo esa norma, cada elemento se
coloca segn su configuracin electrnica. El primer perodo solo tiene
dos miembros: hidrgeno y helio; ambos tienen slo el orbital 1s. La
tabla peridica consta de 7 perodos: Perodo 1 Perodo 2 Perodo 3
Perodo 4 Perodo 5 Perodo 6 Perodo 7
La tabla tambin est dividida en cuatro grupos, s, p, d, f, que
estn ubicados en el orden sdp, de izquierda a derecha, y f
lantnidos y actnidos. Esto depende de la letra en terminacin de los
elementos de este grupo, segn el principio de Aufbau.
La "ley peridica" descubierta por los qumicos de mediados del
siglo pasado surgi tras los desarrollos tericos producidos en el
primer tercio del siglo XX. En el primer tercio del siglo XX se
construy la mecnica cuntica. Gracias a estas investigaciones y a
los desarrollos posteriores, hoy se acepta que la ordenacin de los
elementos en el sistema peridico est relacionada con la estructura
electrnica de los tomos de los diversos elementos, a partir de la
cual se pueden predecir sus diferentes propiedades qumicas.
Propiedades peridicas de los elementos qumicosSon las
propiedades que presentan los distintos elementos de la tabla
peridica y se repiten secuencialmente a lo largo de ella. Debido al
lugar que ocupa cada elemento en la tabla se deducen algunos
valores de dichas propiedades as como su comportamiento del punto
de vista quimico.
Propiedades fisicas y quimicas metales, no metales y semi
metalesLos metales son un grupo de elementos qumicos que presentan
todas o gran parte de las siguientespropiedades fsicas: estado
slido a temperatura normal, excepto el mercurio que es lquido;
opacidad, excepto en capas muy finas; buenos conductores elctricos
y trmicos; brillantes, una vez pulidos, y estructura cristalina en
estado slido. Metales y no metales se encuentran separados en el
sistema peridico por una lnea diagonal de elementos. Los elementos
a la izquierda de esta diagonal son los metales, y los elementos a
la derecha son los no metales. Los elementos que integran esta
diagonal -boro, silicio, germanio, arsnico, antimonio, teluro,
polonio y astato- tienen propiedades tanto metlicas como no
metlicas. Los metales muestran un amplio margen en sus propiedades
fsicas. La mayora de ellos son de color grisceo, pero algunos
presentan colores distintos; el bismuto es rosceo, el cobre rojizo
y el oro amarillo Los no metales comprenden una de las tres
categoras de elementos qumicos siguiendo una clasificacin de
acuerdo con las propiedades de enlace e ionizacin. Se caracterizan
por presentar una alta electronegatividad, por lo que es ms fcil
que ganen electrones a que los pierdan. Los no metales, excepto el
hidrgeno, estn situados en la tabla peridica de los elementos en el
bloque p. De este bloque, excepto los metaloides y, generalmente,
gases nobles, se considera que todos son no metales. Los no metales
suelen formar enlaces inicos con los metales, ganando electrones, o
enlaces covalentes con otros no metales, compartiendo electrones.
Sus xidos son cidos. Los no metales forman la mayor parte de la
tierra, especialmente las capas ms externas, y los organismos estn
compuestos en su mayor parte por no metales. Algunos no metales, en
condiciones normales, son diatmicos en el estado elemental:
hidrgeno (H2), nitrgeno (N2), oxgeno (O2), flor (F2), cloro (Cl2),
bromo (Br2) y yodo (I2).
Metaloides o semimetales Junto con los metales y los no metales,
los metaloides o semimetalescomprenden una de las tres categoras de
elementos qumicos siguiendo una clasificacin de acuerdo con las
propiedades de enlace e ionizacin. Sus propiedades son intermedias
entre los metales y los no metales. No hay una forma unvoca de
distinguir los metaloides de los metales verdaderos, pero
generalmente se diferencian en que muchas veces los metaloides son
semiconductores antes que conductores. Son considerados metaloides
los siguientes elementos: Boro (B) Silicio (Si) Germanio (Ge)
Arsnico (As) Antimonio (Sb) Telurio (Te) Polonio (Po) Dentro de la
tabla peridica los metaloides se encuentran en lnea diagonal desde
el boro al polonio. Los elementos que se encuentran encima a la
derecha son no metales, y los que se encuentran debajo a la
izquierda son metales.
2.-ENLACES QUIMICOSLa electronegatividad de un tomo determinado
est afectada fundamentalmente por dos magnitudes, su masa atmica y
la distancia promedio de los electrones de valencia con respecto al
ncleo atmico. Tipos de enlaces qumicos Los tomos se unen entre s
para formar molculas mediante fuerzas de enlace. Los tipos
fundamentales de enlace son el inico, el covalente y el metlico. El
enlace inico consiste en la atraccin electrosttica entre tomos con
cargas elctricas de signo contrario. Enlace covalente Lewis expuso
la teora de que todos los elementos tienen tendencia a conseguir
configuracin electrnica de gas noble (8 electrones en la ltima
capa). En el enlace metlico, los tomos se transforman en iones y
electrones, en lugar de pasar a un tomo adyacente, se desplazan
alrededor de muchos tomos. Intuitivamente, la red cristalina
metlica puede considerarse formada por una serie de tomos alrededor
de los cuales los electrones sueltos forman una nube que mantiene
unido al conjunto. Los elementos metlicos sin combinar forman redes
cristalinas con elevado ndice de coordinacin. Hay tres tipos de red
cristalina metlica: cbica centrada en las caras, con coordinacin
doce; cbica centrada en el cuerpo, con coordinacin ocho, y
hexagonal compacta, con coordinacin doce. Sin embargo, el nmero de
electrones de valencia de cualquier tomo metlico es pequeo, en todo
caso inferior al nmero de tomos que rodean a un dado, por lo cual
no es posible suponer el establecimiento de tantos enlaces
covalentes. Las fuerzas intermoleculares, fuerzas de atraccin entre
molculas a veces tambin reciben el nombre de enlaces
intermoleculares aunque son considerablemente ms dbiles que los
enlaces inicos, covalentes y metlicos. Las principales fuerzas
intermoleculares son: El enlace de hidrgeno (antiguamente conocido
como puente de hidrgeno) Las fuerzas de Van der Waals
El enlace de hidrgeno ocurre cuando un tomo de hidrgeno es
enlazado a un tomo fuertemente electronegativo como el nitrgeno, el
oxgeno o el flor
Fuerza de Van der WaalsArtculo principal: Fuerzas de Van der
Waals. Tambin conocidas como fuerzas de dispersin, de London o
fuerzas dipolo-transitivas, corresponden a las interacciones entre
molculas con enlaces covalentes apolares debido a fenmenos de
polarizacin temporal. Estas fuerzas se explican de la siguiente
forma: como las molculas no tiene carga elctrica neta en ciertos
momentos se puede producir una distribucin en la que hay mayor
densidad de electrones en una regin que en otra, por lo que aparece
un dipolo momentneo. Cuando dos de estas molculas polarizadas y
orientadas convenientemente se acercan lo suficiente entre ambas,
pude ocurrir que las fuerzas elctricas atractivas sean lo bastante
intensas como para crear uniones intermoleculares. Estas fuerzas
son muy dbiles y se incrementan con el tamao de las molculas.
[dipolo permanente] H-O-H----Cl-Cl [dipolo transitivo]Un ejemplo
del segundo caso se encuentra en la molcula de cloro: (+) (-) (+)
(-)
[dipolo transitivo] Cl-Cl----Cl-Cl [dipolo transitivo]
Atracciones dipolo-dipoloArtculo principal: Interaccin
dipolo-dipolo.Una atraccin dipolo-dipolo es una interaccin no
covalente entre dos molculas polares o dos grupos polares de la
misma molcula si sta es grande. Las molculas que son dipolos se
atraen entre s cuando la regin positiva de una est cerca de la
regin negativa de la otra. Estas funcionan de forma similar a las
interacciones inicas, pero son ms dbiles debido a que poseen
solamente cargas parciales. Un ejemplo de esto puede ser visto en
el cido clorhdrico:
tambin se pueden dar entre una molecula con dipolo negativo y
positivo al mismo tiempo, ms un tomo normal sin carga.
Sustancias Ionicas Caracteristicas fisicasAlgunas caractersticas
de este tipo de enlace son: Ruptura de ncleo masivo. Son slidos de
estructura cristalina en el sistema cbico. Altos puntos de fusin
(entre 300 C o 1000 C)2 y ebullicin. Son enlaces resultantes de la
interaccin entre los metales de los grupos I y II y los no metales
de los grupos VI y VII. Son solubles, como en agua y otras
disoluciones acuosas. Una vez fundidos o en solucin acuosa, s
conducen la electricidad. En estado slido no conducen la
electricidad. Si utilizamos un bloque de sal como parte de un
circuito en lugar del cable, el circuito no funcionar. As tampoco
funcionar una bombilla si utilizamos como parte de un circuito un
cubo de agua, pero si disolvemos sal en abundancia en dicho cubo,
la bombilla del circuito se encender. Esto se debe a que los iones
disueltos de la sal son capaces de acudir al polo opuesto (a su
signo) de la pila del circuito y por ello ste funciona.
Sustancias Covalentes Caracteristicas fisicasExisten dos tipos
de sustancias covalentes: Sustancias covalentes moleculares: los
enlaces covalentes forman molculas que tienen las siguientes
propiedades: Temperaturas de fusin y ebullicin bajas. En
condiciones normales de presin y temperatura (25 C aprox.) pueden
ser slidos, lquidos o gaseosos Son blandos en estado slido. Son
aislantes de corriente elctrica y calor. Solubilidad: las molculas
polares son solubles en disolventes polares y las apolares son
solubles en disolventes apolares (semejante disuelve a
semejante).
Redes: Adems las sustancias covalentes forman redes, semejantes
a los compuestos inicos, que tienen estas propiedades: Elevadas
temperaturas de fusin y ebullicin. Son slidos . Son sustancias muy
duras (excepto el grafito). Son aislantes (excepto el grafito) .
Son insolubles . Son neocloridas.
Estructura de Lewis
Ejemplo del diagrama de puntos en estructura de Lewis, entre
carbono C, hidrgeno H, y oxgeno O, representados segn la estructura
de Lewis. La estructura de Lewis, tambin llamada diagrama de punto,
modelo de Lewis o representacin de Lewis, es una representacin
grfica que muestra los enlaces entre los tomos de una molcula y los
pares de electrones solitarios que puedan existir.
La regla del octetoLa regla del octeto, establece que los tomos
se enlazan unos a otros en el intento de completar su capa de
valencia (ultima capa de la electrosfera). La denominacin regla del
octeto surgi en razn de la cantidad establecida de electrones para
la estabilidad de un elemento, o sea, el tomo queda estable cuando
presenta en su capa de valencia 8 electrones. Para alcanzar tal
estabilidad sugerida por la regla del octeto, cada elemento precisa
ganar o perder (compartir) electrones en los enlaces qumicos, de
esa forma ellos adquieren ocho electrones en la capa de valencia.
.
Reaccin qumica o cambio qumico o fenmeno qumico, es todo proceso
termodinmico en el cualuna o ms sustancias (llamadas reactivos),
por efecto de un factor energtico, se transforman en otras
sustancias llamadas productos. Esas sustancias pueden ser elementos
o compuestos. Un ejemplo de reaccin qumica es la formacin de xido
de hierro producida al reaccionar el oxgeno del aire con el hierro.
A la representacin simblica de las reacciones se les llama
ecuaciones qumicas.
Tipos de reaccionesLos tipos de reacciones comunes a la qumica
orgnica e inorgnica son: cido-base (neutralizacin), combustin,
solubilizacin, reacciones redox y precipitacin.
Una reaccin de neutralizacin es una reaccin entre un cido y una
base. Cuando en la reaccin participan un cido fuerte y una base
fuerte se obtiene sal neutra y agua Generalmente la siguiente
reaccin ocurre: cido + base sal haloidea + agua Ejemplos: Hidrxido
de sodio mas cido carbnico que forma carbonato de sodio mas
agua:
La combustin es una reaccin qumica de oxidacin, en la cual
generalmente se desprende una grancantidad de energa, en forma de
calor y luz, manifestndose visualmente como fuego. En toda
combustin existe un elemento que arde (combustible) y otro que
produce la combustin (comburente), generalmente oxgeno en forma de
O2 gaseoso. Los explosivos tienen oxgeno ligado qumicamente por lo
que no necesitan el oxgeno del aire para realizar la combustin.
Ecuacin Qumica Donde EC: Energa Calrica, EL: Energa Lumnica o
Luminosa:
Reaccin de Combustin
C(n)H(2n+2) + (3n+1)/2O2 (n)CO2 + (n+1)H2O
Una disolucin (del latn disolutio), tambin llamada solucin, es
una mezcla homognea a nivel molecular o inico de una o ms
sustancias, que no reaccionan entre s, cuyos componentes se
encuentran en proporcin que vara entre ciertos lmites. Describe un
sistema en el cual una o ms sustancias estn mezcladas o disueltas
en forma homognea en otra sustancia.1 Un ejemplo comn podra ser un
slido disuelto en un lquido, como la sal o el azcar disueltos en
agua; o incluso el oro en mercurio, formando una amalgama.
Se denomina reaccin de reduccin-oxidacin, de xido-reduccin o,
simplemente, reaccin redox, a toda reaccin qumica en la que uno o
ms pares de electrones se transfieren entre los reactivos,
provocando un cambio en sus estados de oxidacin.1 Para que exista
una reaccin de reduccin-oxidacin, en el sistema debe haber un
elemento que ceda electrones, y otro que los acepte: El agente
reductor es aquel elemento qumico que suministra electrones de su
estructura qumica al medio, aumentando su estado de oxidacin, es
decir, siendo oxidado. El agente oxidante es el elemento qumico que
tiende a captar esos electrones, quedando con un estado de oxidacin
inferior al que tena, es decir, siendo reducido. 2
Dentro de una reaccin global redox, se da una serie de
reacciones particulares llamadas semirreacciones o reacciones
parciales. Semireaccin de reduccin: 2e- + Cu2+ Cu0 Semirreaccin de
oxidacin: Fe0 Fe2+ + 2e-
o ms comnmente, tambin llamada ecuacin general: Fe0 + Cu2+ Fe2+
+ Cu0 Un precipitado es el slido que se produce en una disolucin
por efecto de difusin o de una reaccin qumica o bioqumica. A este
proceso se le llama precipitacin. Dicha reaccin puede ocurrir
cuando una sustancia insoluble se forma en la disolucin debido a
una reaccin qumica o a que la disolucin ha sido sobresaturada por
algn compuesto, esto es, que no acepta ms soluto y que al no poder
ser disuelto, dicho soluto forma el precipitado. Desde un punto de
vista de la fsica se pueden postular dos grandes modelos para las
reacciones qumicas: reacciones cido-base (sin cambios en los
estados de oxidacin) y reacciones Redox (con cambios en los estados
de oxidacin). Sin embargo, podemos clasificarlas de acuerdo a el
tipo de productos que resulta de la reaccin. En esta clasificacin
entran las reacciones de sntesis (combinacin), descomposicin, de
sustitucin simple, de sustitucin doble: La reaccin de sntesis o
reaccin de combinacin es aquella en que dos elementos o compuestos
reaccionan para generar un solo producto. La siguiente es la forma
general que presentan este tipo de reacciones: A+B AB Donde A y B
representan cualquier sustancia qumica. Un ejemplo de este tipo de
reaccin es la sntesis del cloruro de sodio: 2Na(s) + Cl2(g)
2NaCl(s) Ejemplos: Na2O(s) + H2O(l) 2Na(OH)(ac)
Reaccin de descomposicin Un compuesto se fragmenta en elementos
o compuestos ms sencillos. En este tipo de reaccin un solo reactivo
se convierte en zonas o productos. AB A+B Donde A y B representan
cualquier sustancia qumica. Un ejemplo de este tipo de reaccin es
la descomposicin del agua: 2H2O(l) 2H2(g) + O2(g) En una reaccin de
desplazamiento, un ion (o tomo) de un compuesto se reemplaza por un
ion (o tomo) de otro elemento:1 A + BC AC + B La mayora de las
reacciones de desplazamiento se agrupan en tres subcategoras:
Desplazamiento de hidrgeno Desplazamiento de metal Desplazamiento
de halgeno
Reaccin de doble desplazamiento o doble sustitucin . Los iones
en un compuesto cambian lugares con los iones de otro compuesto
para formar dos sustancias diferentes. AB + CD AD + BC Donde A, B,
C y D representan cualquier sustancia qumica. Veamos un ejemplo de
este tipo de reaccin: NaOH + HCl NaCl + H2O
La estequiometra es la ciencia que mide las proporciones
cuantitativas o relaciones de masa de loselementos qumicos que estn
implicados (en una reaccin qumica).
AGUA DISOLUCIONESUna disolucin (del latn disolutio), tambin
llamada solucin, es una mezcla homognea a nivel molecular o inico
de una o ms sustancias, que no reaccionan entre s, cuyos
componentes se encuentran en proporcin que vara entre ciertos
lmites. Describe un sistema en el cual una o ms sustancias estn
mezcladas o disueltas en forma homognea en otra sustancia.1 Un
ejemplo comn podra ser un slido disuelto en un lquido, como la sal
o el azcar disueltos en agua; o incluso el oro en mercurio,
formando una amalgama.
Clasificacin- Tipos de disoluciones Por su estado de agregacin
De tipo coloidal Son soluciones en donde reaccionan dos compuestos
de dos estados distintos. Pueden observarse casos particulares en
la vida cotidiana, como la mayonesa y el icopor.
Slidas Slido en slido: cuando tanto el soluto como el solvente
se encuentran en estado slido. Un ejemplo claro de ste tipo de
disoluciones son las aleaciones, como el zinc en el estao. Gas en
slido: un ejemplo es el hidrgeno (gas), que disuelve bastante bien
en metales, especialmente en el paladio (slido). Esta caracterstica
del paladio se estudia como una forma de almacenamiento de
hidrgeno. Lquido en slido: cuando una sustancia lquida se disuelve
junto con un slido. Las amalgamas se hacen con mercurio (lquido)
mezclado con plata (slido).
Lquidas Slido en lquido: este tipo de disoluciones es de las ms
utilizadas, pues se disuelven por lo general pequeas cantidades de
sustancias slidas en grandes cantidades lquidas. Un ejemplo claro
de este tipo es la mezcla de agua con azcar. Gas en lquido: por
ejemplo, oxgeno en agua. Lquido en lquido: esta es otra de las
disoluciones ms utilizadas. Por ejemplo, diferentes mezclas de
alcohol en agua (cambia la densidad final). Un mtodo para volverlas
a separar es por destilacin.
Gaseosas Gas en gas: son las disoluciones gaseosas ms comunes.
Un ejemplo es el aire (compuesto por oxgeno y otros gases disueltos
en nitrgeno). Dado que en estas soluciones casi no se producen
interacciones moleculares, las soluciones que los gases forman son
bastante triviales. Incluso en parte de la literatura no estn
clasificadas como soluciones, sino como mezclas.[cita requerida]
Slido en gas: no son comunes, pero como ejemplo se pueden citar el
yodo sublimado disuelto en nitrgeno2 y el polvo atmosfrico disuelto
en el aire.3 Lquido en gas: por ejemplo, el aire hmedo.2
Por su concentracin
Estos vasos, que contienen un tinte rojo, muestran cambios
cualitativos en la concentracin. Las disoluciones a la izquierda
estn ms diluidas, comparadas con las disoluciones ms concentradas
de la derecha. Por su concentracin, la disolucin puede ser
analizada en trminos cuantitativos o cualitativos dependiendo de su
estado. Disoluciones empricas Tambin llamadas disoluciones
cualitativas, esta clasificacin no toma en cuenta la cantidad
numrica de soluto y disolvente presentes, y dependiendo de la
proporcin entre ellos se clasifican de la siguiente manera:
Disolucin diluida: es aquella en donde la cantidad de soluto que
interviene est en mnima proporcin en un volumen determinado.
Disolucin concentrada: tiene una cantidad considerable de soluto en
un volumen determinado. Disolucin insaturada: no tiene la cantidad
mxima posible de soluto para una temperatura y presin dadas.
Disolucin saturada: Tienen la mayor cantidad posible de soluto para
una temperatura y presin dadas. En ellas existe un equilibrio entre
el soluto y el disolvente. Disolucin sobresaturada: contiene ms
soluto del que puede existir en equilibrio a una temperatura y
presin dadas. Si se calienta una solucin saturada se le puede
agregar ms soluto; si esta solucin es enfriada lentamente y no se
le perturba, puede retener un exceso de soluto pasando a ser una
solucin sobresaturada. Sin embargo, son sistemas inestables, con
cualquier perturbacin el soluto en exceso precipita y la solucin
queda saturada; esto se debe a que se mezclaron.
Disoluciones valoradas A diferencia de las disoluciones
empricas, las disoluciones valoradas cuantitativamente, si toman en
cuenta las cantidades numricas exactas de soluto y solvente que se
utilizan en una disolucin. Este tipo de clasificacin es muy
utilizada en el campo de la ciencia y la tecnologa, pues en ellas
es muy importante una alta precisin.
Unidades de Concentracion Fisicas y QuimicasLa concentracin de
una solucin es la medida de la cantidad de soluto presente en una
cantidad de solucin (o disolvente) nidades Fsicas. Porcentajes Por
definicin el porcentaje es la proporcin (en partes) por cada 100
partes de un todo. Si aplicamos este concepto a las disoluciones
podemos definir la concentracin de una solucin como partes de
soluto en 100 partes de solucin. Las partes puedes ser expresadas
en Masa (g) o volmenes (mL, L). Si se disuelven 2 g de NaCl en 98 g
de Agua se obtienen 100 g de una solucin que es 2 por ciento (%)
de
masa (sal). Especficamente esta solucin se describira como 2 %
(peso/peso) de sal en agua [lo cual quiere decir que son 2 g (peso)
en 100 g (peso) de solucin)
Unidades Quimicas de ConcentracionTambien se puede expresar la
concentracin de una solucin con unidades qumicas aunque la idea
general es siempre expresar la cantidad de soluto en una cantidad
de solvente (o solucin). Fraccin molar: Usando el concepto de mol
se puede expresar la concentracin de una solucin como la cantidad
de un componente i cualquiera (en moles) en la cantidad total de
todos los componentes de la solucin (en moles): Xi (fraccin molar
de i) = moles de i / (moles de i + moles de j + moles de k + ....)
y que la suma de Xi + Xj + Xk..... = 1 Molaridad La molaridad (M)
se define como la cantidad de moles de soluto en un litro de
solucin M = moles de soluto / volumen de solucin (L) Molalidad La
Molalidad se define como los moles de soluto presentes en un
Kilogramo de disolvente (NO SOLUCION)
FACTORES QUE AFECTAN LA SOLUBILIDADLa naturaleza: lo semejante
disuelve a lo semejante, tanto elctrica como fisicamente. La
temperatura: En la mayora de los casos la solubilidad de una
sustancia slida aumenta con la temperatura; en los gases la
solubilidad disminuye al aumentar la temperatura. La presin: Para
fines prcticos, la presin externa no tiene influencias sobre la
solubilidad de lquidos y slidos pero si influye sobre la
solubilidad de los gases. Ley de Henry: la solubilidad de un gas en
un lquido es proporcional a la presin del gas sobre la disolucin.
La adicin de un ion comn (efecto del ion comn): Es el efecto que
produce agregar determinada concentracin de un ion que es comn con
uno de los iones de la sal cuando ambos se encuentran en la misma
solucin, dando como resultado la disminucin de la solubilidad. El
ion comn desplaza el equilibrio de acuerdo con el principio de
LeChatelier Efecto salino Es el efecto que produce agregar
determinada concentracin de un ion que no es comn con uno de los
iones de la sal cuando ambos se encuentran en la misma solucin,
dando por resultado el aumento de la solubilidad. Un slido siempre
est en equilibrio con los iones que lo formane Que es el pH? El pH
es el grado de aidez de una sustancia, es decir la concentracin de
iones de H + en una solucion acuosa, trmino (del francs pouvoir
hydrogne, 'poder del hidrgeno') el pH tambin se expresa a menudo en
trminos de concentracin de iones hidronio.
SOLUCIONES ACIDAS SUSTANCIA - CIDO PRESENTE - FRMULA Ctricos -
Ascrbico - C6 H8 O7 Vinagre - Actico - C2H4O2 Leche - Lctico -
C3H6O3 Jugos - Clorhdrico - HCL Bateras de autos - Sulfrico - H2SO4
Las soluciones cidas tienen sabor cido (agrio). Atacan a ciertos
metales llamados activos. Contienen hidrgeno SOLUCIONES BASICAS
SUSTANCIA - BASE PRESENTE - FRMULA Desodorantes - Hidrxido de
aluminio - Al (OH)3 Yeso blanco - Hidrxido de calcio - Ca (OH)2
Soda castica - Hidrxido de sodio - Na OH Laxantes gstricos -
Hidrxido de magnesio - Mg (OH) Limpiadores - Hidrxido de amonio -
NH4OH Las soluciones bsicas tienen sabor amargo. Producen sensacin
jabonosa al tacto. Todas contienen, salvo el amoniaco, hidrgeno,
oxgeno, al menos un metal.
CARBONOEl carbono es un elemento qumico de nmero atmico 6 y
smbolo C. Es slido a temperatura ambiente. Dependiendo de las
condiciones de formacin, puede encontrarse en la naturaleza en
distintas formas alotrpicas, carbono amorfo y cristalino en forma
de grafito o diamante. Es el pilar bsico de la qumica orgnica;
CaractersticasEl carbono es un elemento notable por varias
razones. Sus formas alotrpicas incluyen, sorprendentemente, una de
las sustancias ms blandas (el grafito) y la ms dura (el diamante)
y, desde el punto de vista econmico, uno de los materiales ms
baratos (carbn) y uno de los ms caros (diamante). Ms an, presenta
una gran afinidad para enlazarse qumicamente con otros tomos
pequeos, incluyendo otros tomos de carbono con los que puede formar
largas cadenas, y su pequeo radio atmico le permite formar enlaces
mltiples. As, con el oxgeno forma el dixido de carbono, vital para
el crecimiento de las plantas (ver ciclo del carbono); con el
hidrgeno forma numerosos compuestos denominados genricamente
hidrocarburos, esenciales para la industria y el transporte en la
forma de combustibles fsiles; y combinado con oxgeno e hidrgeno
forma gran variedad de compuestos como, por ejemplo, los cidos
grasos, esenciales para la vida, y los steres que dan sabor a las
frutas; adems es vector, a travs del ciclo carbononitrgeno, de
parte de la energa producida por el Sol.1
Los hidrocarburos son compuestos orgnicos formados nicamente por
tomos de carbono ehidrgeno. La estructura molecular consiste en un
armazn de tomos de carbono a los que se unen los tomos de hidrgeno.
Los hidrocarburos son los compuestos bsicos de la Qumica Orgnica.
Las cadenas de tomos de carbono pueden ser lineales o ramificadas y
abiertas o cerradas.
Los hidrocarburos se pueden clasificar en dos tipos, que son
alifticos y aromticos. Los alifticos, a su vez se pueden clasificar
en alcanos, alquenos y alquinos segn los tipos de enlace que unen
entre s los tomos de carbono. Las frmulas generales de los alcanos,
alquenos y alquinos son CnH2n+2, CnH2n y CnH2n-2, respectivamente.
Algunos tipos son Asfaltenos y maltenos . Cicloalcanos .
Hidrocarburo aromtico Petrleo Petroqumica Derivados del petrleo
Grupos funcionalesLos compuestos halogenados pertenecen al grupo
funcional de los tomos de halgeno. Tienen una alta densidad. Se
utilizan en refrigerantes, disolventes, pesticidas, repelentes de
polillas, en algunos plsticos y en funciones biolgicas: hormonas
tiroideas. Por ejemplo: cloroformo, diclorometano, tiroxina, Fren,
DDT, PCBs, PVC. La estructura de los compuestos halogenados es:
R-X, en donde X es flor (F), cloro (Cl), bromo (Br) y yodo (I), y R
es un radical de hidrocarburo.