UNIDAD I

La Química del Carbono

Química Orgánica

Es la Química de los compuestos del Carbono.

Compuestos Químicos Inorgánicos: compuestos de

origen mineral. Orgánicos: compuestos de origen

vegetal y animal.

También se pueden sintetizar a partir de minerales.

Propiedades de los Compuestos Orgánicos

Combustibles. Bajo Punto de Fusión y Ebullición. Poco solubles en agua. Presentan isomería. Presentan reacciones moleculares

(reacciones lentas). Peso Moleculares muy altos

Principales fuentes de obtención

Petróleo. Carbón.

Otras fuentes de obtención:

Naturaleza (fibras, celulosa, almidón).

Síntesis (procesos manufacturados).

Fermentación (acción de microorganismos sobre la materia orgánica).

Métodos Físicos de Aislación y Purificación

Destilación (diferencia en los Ptos de Ebullición).

Extracción (diferencia de solubilidad). Sublimación (se basa en el paso de estado

sólido a gaseoso y viceversa). Cristalización (purifica compuestos orgánicos

sólidos). Cromatografía (separa mezclas de compuestos

exponiéndolo a un sistema bifásico: uno móvil (L-G) y otro estacionario (S-L)).

Determinación de los elementos de un compuesto

Analizadores de combustión (C, H). Método de Dumas: oxidación con

óxido de cobre (N). Método de Carius (S, X, P).

Determinación del Peso Molecular

Espectrómetro de masas.

Análisis elemental cualitativo

Carbono e Hidrógeno: se detecta por combustión

Análisis elemental cualitativo

Halógenos, Nitrógeno, Azufre: enlazados covalentemente deben convertirse en iones inorgánicos.

Por fusión con Na: método de tratamiento con Na metálico fundido

Oxidación de Schöniger: método de tratamiento con oxígeno gaseoso.

Análisis elemental cuantitativo

Carbono e Hidrógeno:

Método de Liebig: se hace pasar la muestra pesada del compuesto por un tren de combustión (tubo lleno de OCu, a Temp. 600 a 800 ºC), seguido de otro tubo que contiene agente desecante (perclorato de Mg) y de otro cargado con una base fuerte (NaOH). Se determina H2O y CO2 por aumento de peso en los tubos (el agua formada se absorbe en el desecante y el CO2 en la base), lo que indica el peso del producto formado

Análisis elemental cuantitativo

Nitrógeno:

Método de Dumas: la muestra pesada (donde el N está combinado), se lo hace pasar por un tubo con OCu caliente o a través de un malla de Cu metálica, donde los óxidos de N se oxidan a N2 molecular. Se mide el volumen desprendido.

Oxígeno: se determina por diferencia

Análisis elemental cuantitativo

Otros elementos (S, X, P):

Método de Carius: se calienta la muestra pesada en un tubo sellado con HNO3 a alta temp. Las sales inorgánicas (por ej. el ión halogenuro) forman precipitados que luego se pesan, aplicando métodos químicos analíticos (volumetría o gravimetría).

Asignación de la Fórmula de un compuesto

Análisis elemental cualitativo: tipo de átomos que contiene la molécula.

Análisis elemental cuantitativo: número relativo de los distintos tipos de átomos en la molécula Fórmula Empírica.

Determinación del Peso Molecular: número real de los distintos átomos en la molécula Fórmula Molecular.

Determinación de la Fórmula Empírica

Es la fórmula más simple que indica los números relativos de los diferentes tipos de átomos de la molécula.

1. A partir de los datos del análisis cuantitativo se determinan los pesos de los elementos presentes en la muestra.

2. Luego se calculan los porcentajes de los elementos en la muestra.

3. Dichos porcentajes se dividen por el peso atómico correspondiente para obtener el número de moles de cada elemento.

4. Se dividen los números obtenidos por el más pequeño de ellos obteniéndose así los números enteros más pequeños que proporcionan la Fórmula Empírica.

Determinación de la Fórmula Molecular

Indica el número verdadero de cada clase de átomo en la molécula.

Se debe determinar el Peso Molecular, ya que distintos compuestos pueden tener igual fórmula empírica. Métodos usados: Dumas (se pesa un volumen conocido del gas a determinar), Meyer (se mide volumen de aire desplazado por el gas), Espectrometría de masas, etc.

Propiedades Periódicas

Las propiedades de los elementos son funciones periódicas de sus números atómicos.

Grupo o Familia (columna vertical): propiedades físicas y químicas similares.

Períodos (columna horizontal): propiedades varían. Dependen de la configuración electrónica y de la distancia respecto al núcleo (capa externa).

Propiedades Periódicas

Radio Atómico: indica el tamaño del átomo. Disminuye de izquierda a derecha en los períodos (agregan e- en el mismo nivel Energético) y Aumenta de arriba hacia abajo en los grupos (agregan e- en distintos niveles Energéticos).

Propiedades Periódicas Energía de ionización: cantidad mínima

de Energía para remover un e- de un átomo aislado y formar un ión (+).

Aumenta de izquierda a derecha en períodos.Disminuye de arriba hacia abajo en grupos.

Propiedades Periódicas Afinidad Electrónica: cantidad de

Energía que se absorbe cuando se añade un e- a un átomo aislado para formar un ión (-).

Aumenta de izquierda a derecha en los períodos.

Disminuye de arriba hacia abajo en grupos.

Propiedades Periódicas Radio Iónico

Disminuye de izquierda a derecha en períodos.Aumenta de arriba hacia abajo en grupos.

Electronegatividad: tendencia del átomo a atraer e- cuando se combina químicamente con otro átomo.

Aumenta de izquierda a derecha en períodos.Disminuye de abajo hacia arriba en grupos.