APLICACIÓN SEGÚN EL CASO

TALLER RESUMIR: RESOLVER CUESTIONARIO

TAREA APLICACIÓN SEGÚN EL CASO

5- SITUACIONES PROBLEMATICAS. Ácidos y Bases según Arrhenius, Brønsted-lowry, lewis

5.1 dar ejemplos de ácidos y bases conjugadas según Brønsted-lowry, BUFFER- PH-Ka

Ácidos y bases según Brønsted-lowry

Brønsted y lowry propusieron una definición la cual establece que una reacción acido- base implica una transferencia de protones; el ácido es una especie que dona un protón y la base es un especie que acepta el protón. Esta teoría también se denomina intercambio protónico.

Ejemplo:

Esquema del ácido y la base: Ácido → base + H+
H2O + NH3 → OH- + NH4
Ácido 1 base 2 base1 ácido 2

BUFFER (tampón, amortiguadoras o reguladoras)

Es una mezcla de un ácido débil y una base débil la cual se puede obtener mezclando un ácido débil con una de sus sales, “tampón ácido”, puesto que el anión del ácido es una base débil. También se puede preparar un buffer mezclando una base débil con una de sus sales, “tampón básico”.

El ácido débil reacciona con cualquier cantidad de OH- agregado, mientras que el papel de la base débil es consumir el H+ que pueda haberse introducido.

Ejemplo:
Calcular (H+) y el pH de una mezcla reguladora formada por 0,2 moles de ácido acético, CH3COOH y 0,4 moles de acetato de sodio, CH3COONa, disueltos en un litro de agua. Ka= 1, 8 x 10-5

CH3COOH → CH 3 COO- + H+

CH3COONa → CH 3 COO- + Na+

Moles iniciales: CH3COOH: 0,20
H+: 0
CH 3 COO-: 0,40

Moles que han reaccionado: CH3COOH: -x
H+: +x
CH 3 COO-: +x

Moles en el equilibrio: CH3COOH: 0,20 - x
H+: x
CH 3 COO-: 0,40 + x

Como x es despreciable comparada con 0,20 y 0,40; se puede aproximar:
0,20 - x= 0,20 ; 0,40 + x = 0,40

Ka= ((H+) * (CH 3 COO-)) / (CH3COOH)
(H+)= Ka * (CH3COOH) / (CH 3 COO-)
(H+)= 1,8 x10 -5 * 0,20/ 0,40 = 9,0 x10 -6

pH= log 1/ 9,0 x10 –6
pH= log 10 6/ 9,0 =6 – 0,95= 5,05

5.2 Demostración de la ecuación Henderson

CH3COOH + H2O → (CH3COO-) + (H3O+)

CH3COONa + H2O → (CH3COO-) + (Na+)

Ka= (CH3COO-) (H+) / (CH3COOH) = (Sal) (H+) / (ácido)
-Log ka= -Log (sal) (H+) / (ácido)
-Log Ka - Log (ácido) (sal) = -Log (H+)
pKa + ( (sal) / (ácido) ) = pH


TAREA IDENTIFICAR EL TIPO RECCION ORGANICA

6- SITUACIONES PROBLEMATICAS-REACCIONES ORGANICAS

6.1 tipo de reacciones orgánicas ejemplos

Reacciones con radicales libres:

La estructura espacial de los radicales libres muestra una distribución trigonal, con hibridación sp2.

Sin embargo, cuando la hibridación sp2 es imposible, puede adquirir la configuración tetragonal. Con hibridación sp3, lo que no ocurre con los iones carbonio.

Los radicales libres alquilo pueden ser primarios, secundarios o terciarios, de acuerdo con el numero de sustituyentes.

Las reacciones que se producen siguiendo el mecanismo de radicales libres se caracterizan porque tienen lugar en fase gaseosa o en solventes no polares. Son catalizadas por la luz o por otras sustancias tales como peróxidos, y en ocasiones llegan a ser auto catalizadas, pero son inhibidas por sustancias que pueden atrapar los radicales libres.

Reacciones de adición:
Son característicos de las cadenas carbonadas que tienen dobles y triples enlaces. En este tipo de reacciones una molécula se une (o se adiciona) al enlace pi, que es el mas reactivo, del doble o del triple enlace, produciendo su rompimiento y la formación de un nuevo compuesto con un enlace menos entre los átomos de carbono.

La molécula sustituyente puede estar formada por átomos diferentes:
CH 2 = CH 2 + HI → CH 3 – CH 2I
O por átomos iguales como en la hidrogenación catalítica:
CH 2 = CH 2 + H2 → CH3 - CH3

En el caso de los triples se produce primero una adicion al tercer enlace, enlace ¶, para dejar solo un doble enlace, el cual se puede saturar después:
X X
I I
R – C ≡ C – R + X2 → R- C = C – R

X X X X
I I I I
R – C = C – R + X – Y → R – C – C - R
I I
X Y

Reacciones de condensación:
En estas reacciones se elimina una molécula pequeña (en muchas ocasiones H 2O), por interacción entre dos o mas moléculas mayores. Es una eliminación intermolecular.

Las reacciones de condensación se producen por ejemplo al reaccionar un ácido con un alcohol para producir un éster y una molécula de agua, proceso que se conoce como esterificación.

O O
װ װ
R – C – OH + R´ - OH → R – C – OR´+ H 2 O

Reacciones de eliminación:
Las reacciones de eliminación consisten en la perdida de una molécula pequeña por parte de una molécula mayor que lleva a la formación de un enlace múltiple en esta última. Es un proceso intramolecular, contrario a las reacciones de condensación que son procesos intermoleculares.

Las reacciones de eliminación se llevan a cabo en derivados de os alcanos para producir alquenos y alquinos, con reactivos y condiciones de temperatura adecuados.

La ecuación general para este tipo de reacciones es:
R – CH 2 – CH 2 – X → R – CH = CH 2 + HX

Reacciones de sustitución:
Las reacciones de sustitución consisten en el desplazamiento de un átomo o grupo de átomos de una molécula por parte de otro átomo o grupo de ellos.

La ecuación general de una reacción de sustitución es:
R – X + B – Y → RY + BX

Existen pocos reactivos capaces de sustituir el hidrogeno de los alcanos, pero de ellos los mas apropiados son halógenos.

Reacciones de transposición:
Las reacciones de transposición o reordenamiento consisten en la reorganización de la secuencia en la cual se encuentran los átomos en una molécula para dar origen a una nueva estructura.

Este tipo de reacciones se puede inducir por agentes fisicos tales como la luz y el calor o por la acción de determinados agentes químicos, como solventes.

El fenómeno de la transposición de puede ilustrar mediante la siguiente ecuación:


R – X – Y → R – XY - R´
I
R´

Reacciones de degradación:
Las reacciones de degradación consisten en la combinación de un molécula más o menos grande de una sustancia, con otro reactivo para dar como resultado una serie de moléculas más pequeñas. Este tipo de reacciones se aplica con frecuencia en la determinación de estructuras.

Una clase particular de estas reacciones es la ozonólisis de dobles o triples enlaces, la cual da como resultado el rompimiento del enlace y la formación de aldehídos y cetonas.

Reacciones de oxidación- reducción:
De manera similar a los procesos que ocurren en la química inorgánica, también las sustancias orgánicas se presentan reacciones en las cuales hay ganancia de electrones (reducción) o pérdida de electrones (oxidación).

Los procesos de oxidación en la química orgánica están determinados por una de las siguientes situaciones (o ambas): 1. Ganancia de átomos de oxígeno por parte de la molécula. 2. Perdida de átomos de hidrógeno. Asimismo la reducción implicaron frecuencia los pasos contrarios: 1. Pérdida de oxígeno. 2. Ganancia de hidrógeno.

Las oxidaciones en la química orgánica se suceden mediante la acción de algunos agentes oxidantes, de los cuales los de uso más frecuentes son: el oxígeno, el ozono, el dicromato de potasio en medio ácido, el permanganato de potasio en medio ácido, básico o neutro, el ácido nítrico, el peróxido de hidrógeno y el trióxido de cromo en ácido acético.

6.2 reactivos nucleofilicos y electrofílicos

Los reactivos nucleofílicos o nucleófilos son reactivos dadores de electrones y por tanto bases de Lewis.
Los reactivos electrofílicos (o electrófilos) se definen como especies capaces de aceptar electrones y por consiguiente son ácidos de Lewis. Se diferencian de os ácidos de Lewis se basa en conceptos cinéticos y termodinámicos.
La electrofilia y la nucleofilia son conceptos cinéticos: un buen nucleófilo es una especie química que reacciona rápidamente con electrófilos. La basicidad y la acidez son conceptos termodinámicos y por tanto se refieren a la posición de equilibrio entre un dador de electrones y un ácido.

TAREA TIPO DE MECANISMOS EN QUIMICA ORGANICA

7- SITUACIONES PROBLEMATICAS- MECANISMOS DE REACCIÓN

7.5 Mecanismos mostrando sus diferencias dando ejemplos IONES

Un mecanismo de reacción describe cómo ocurre una reacción. Indica los enlaces que se rompen y los nuevos enlaces que se forman, además del orden y las velocidades relativas de los diversos pasos de ruptura y la formación de enlaces. Cuando la reacción incluye un catalizador, el mecanismo de reacción también describe la función que ése desempeña.

Estados de transición:
Considerando un reacción general en la cual A y B reaccionan para formar C y D. La energía total, E, del sistema reaccionante es la suma de su energía cinética, KE, y su energía potencial, KP.

A + B → C + D
E= KE + PE

Los reactivos A y B tienen determinada energía cinética. En el curso de una reacción química la ruptura de los enlaces corresponde a un incremento de energía potencial, y la formación de enlaces a una disminución de la energía potencial.

La diferencia de energía potencial entre los reactivos y los productos se llama calor de reacción. Cuando la energía de los productos es más baja que la de los reactivos, se libera calor y la reacción es exotérmica. Si la energía de los productos es más alta que la de los reactivos se absorbe calor y la reacción es endotérmica.

El estado de transición es la especie inestable de energía máxima que se forma en el curso de una reacción; un máximo de energía en un diagrama de energía potencial.

La energía de activación es la diferencia de energía potencial entre los reactivos y el estado de transición.

TAREA SOBRE EJEMPLOS DEMUESTRE LOS DIFERENTES METODOS

8- SITUACIONES PROBLEMATICAS DETERMINACION DE LAS FORMULAS EN Q.O

8.1 formula empírica

La formula empírica de un compuesto se puede determinar por análisis químico y la relación más simple del número total de los átomos que constituyen un compuesto. Los datos pueden aparecer en diferentes formas: se puede dar el porcentaje de cada elemento o se puede establecer el número de gramos de los diferentes elementos en una muestra de compuesto. En cada caso, la esencia del problema consiste en determinar la relación del número de moles de átomos de cada elemento. Los números que expresan esta relación son los que parecen como subíndices en la fórmula.

8.2 formula molecular –cálculos de peso molecular

Método gasométrico:
Para el método gasométrico se utiliza la ecuación de los gases ideales.

Método ebulloscópico:
El ascenso ebulloscópico se define como el aumento de la temperatura de ebullición que sufre un líquido cuando se disuelve en el soluto. La magnitud del ascenso viene determinada por:

(Tf – T) = MKe

Donde Tf es la nueva temperatura de ebullición, T es la temperatura de ebullición del disolvente puro, M es la molalidad de las sustancias disueltas y, Ke es la constante del disolvente conocida como constante ebulloscópica.

Método crioscopico
Es la disminución del punto de congelación. Es la temperatura a la cual una sustancia stablece el equilibrio sóliso- líquido y una determinada presion (suele ser la presion exterior).

La disminución del punto de congelación de una disolución (Dtc), con respecto al punto de congelación del disolvente puro, al disolver en él un soluto está dada por:

Dtc = Tc,p – Tc, d = m * Kc

Donde tc, p es la temperatura de congelación del disolvente puro, Dtc, d es la temperatura de congelación de la disolución, m es la molalidad y, Kc es la constante crioscópico del disolvente o constante molal del punto de congelación.