Química 6. Química orgánica

Hidrocarburos

1º Acíclicos: alcanos, alquenos, alquinos

2º Alicíclicos: cicloalcanos, cicloalquenos

3º Aromáticos: benceno y similares

Formulación

REGLA 0: Metano, etano, propano, butano, pentano, hexano, heptano, octano, nonano, decano.

1º REGLA: cadena más larga

2º REGLA: cadenas laterales con números más pequeños

3º REGLA: comas, guiones y orden alfabético

4º REGLA: el doble o triple enlace tienen prioridad sobre la cadena más larga. No hay que memorizar el orden prioridad de los grupos funcionales: ácido > éster > amida > nitrilo > aldehído > cetona > alcohol > amina > éter > alqueno > alquino > halógeno (flúor, cloro, bromo, yodo)

1. Hidrocarburos acíclicos: alcanos

Formule y nombre:

1. Butano
2. Un butano de cinco carbonos 
3. Dos butanos de seis carbonos
4. Dos pentanos de seis carbonos
5. Dos metilpentanos
6. Un etilpentano
7. Tres etildimetilhexanos
8. Tres etilmetilpropilheptanos

2. Hidrocarburos acíclicos: alquenos y alquinos 

Formule y nombre

1. Eteno
2. Dos butenos
3. Dos pentenos de siete carbonos
4. Un butadieno, 
5. Dos pentandienos
6. Etino
7. Dos butinos
8. Dos pentadiinos
9. Dos pentinos de siete carbonos
10. Dos penteninos

3. Hidrocarburos alicíclicos

Formule y nombre

1. Ciclohexano
2. Ciclopentano
3. Cuatro dimetilcilohexanos
4. Tres ciclopentanos de ocho carbonos
5. Ciclohexeno
6. Dos metilciclohexenos

4. Hidrocarburos aromáticos

Formule y nombre

1. Benceno
2. Etilbenceno
3. Tres dimetilbencenos
4. Dos etilmetilbencenos
5. Estireno= etenilbenceno
6. Bifenilo

5. Hidrocarburos halogenados

Formule y nombre

1. Cuatro CFC: compuestos de dos carbonos, con enlace sencillo o doble, y uno a seis  cloro y/o flúor.
2. Dos freones: compuestos de un carbono y uno a cuatro cloro y/o flúor.
3. Hexaclorobenceno
4. Dos hexaclorociclohexanos
5. Dos hexabromociclodecanos
6. Tres tetrayodobencenos

6. Alcoholes

Formule

1. etanol
2. metanol
3. isopropanol= propan-2-ol
4. glicol= etan-1,2-diol
5. glicerina=propan-1,2,3-triol
6. geraniol= 3,7-dimetil-2,6-octadien-1-ol
7. mentol= 2-isopropil-5-metilciclohexanol
8. fenol (bencenol)
9. cresoles: 2-metilfenol, 3-metilfenol, 4-metilfenol
10. resorcinol= benceno-1,3-diol
11. Sorbitol= hexan-1,2,3,4,5,6-hexol 
12. Inositol= ciclohexan-1,2,3,4,5,6-hexol.

Nombre y formule
       Un alcohol de tres carbonos

7. Éteres. 

Formule

1. dimetiléter= metoximetano
2. dietiléter= etoxietano
3. etilmetiléter=metoxietano
4. difeniléter
5. anisol= fenilmetiléter= metoxibenceno
6. fenetol =etilfeniléter =etoxibenceno
7. éter vinílico= dieteniléter (anestésico)
8. ciclopentilmetiléter= metoxiciclopentano

Nombre y formule
       Un éter de tres carbonos

8. Aldehídos

Formule

1. formol= metanal
2. etanal
3. benzaldehído
4. glucosa= 2,3,4,5,6-pentahidroxihexanal
5. citronelal= 3,7-dimetiloct-6-enal

Nombre y formule
        Un aldehído de tres carbonos

9. Cetonas

Formule

1. acetona=propanona
2. pentan-2-ona
3. butanodiona (margarina)
4. hexan-2,5-diona
5. fructosa= 1,3,4,5,6-pentahidroxihexan-2-ona

Nombre y formule
        Una cetona de cinco carbonos

10. Ácidos carboxílicos

Formule

1. ácido ácético= ácido etanoico
2. ácido butírico= ácido butanoico
3. ácido oxálico= ácido etanodioico
4. ácido cáprico= ácido decanoico
5. ácido oleico= ácido 9-octadecenoico
6. ácido benzoico
7. ácido malónico= ácido propanodioico
8. ácido succínico= ácido butanodioico
9. ácido glutárico= ácido pentanodioico
10. ácido adípico= ácido hexanodioico
11. ácido láctico= ácido 2-hidroxipropanoico
12. ácido salicílico= ácido 2-hidroxi-benzoico
13. ácido gálico= ácido 3,4,5-trihidroxibenzoico
14. Ácido tartárico: ácido 2,3-dihidroxibutanodioico
15. Ácido maleico o ácido fumárico= ácido but-2-enodioico

Nombre y formule
        Un ácido carboxílico de cinco carbonos

11. Ésteres

Formule

1. butanoato de metilo (piña)
2. octanoato de heptilo (frambuesa)
3. pentanoato de pentilo (manzana)
4. butanoato de pentilo (pera o albaricoque)
5. etanoato de octilo (naranja)

Nombre y formule
        Un éster de cinco carbonos

12. Aminas

Formule

1. metilamina
2. dimetilamina
3. trimetilamina (olor pescado)
4. N-metiletilamina
5. N-etilpropilamina
6. N-etil-N-metilpropilamina
7. anilina= fenilamina
8. glicina= ácido 2-aminoetanoico
9. alanina= ácido 2-aminopropanoico
10. serina= ácido 2-amino-3-hjdroxipropanoico
11. ácido 4-aminobenzoico
12. ortocaína= 3-amino-4-hidroxibenzoato de metilo
13. leucina= ácido 4-metil-2-aminopentanoico
14. ácido aspártico= ácido 2-aminobutanodioico
15. ácido glutámico= ácido 2-aminopentanodioico
16. GABA= ácido 4-aminobutanoico
17. ácido aminocaproico= ácido 6-aminohexanoico
18. cadaverina= pentano-1,5-diamina
19. putrescina= butano-1,4-diamina 

Nombre y formule
        Una amina de cuatro carbonos

13. Amidas

Formule

1. formamida= metanamida
2. acetamida= etanamida
3. acrilamida= prop-2-enamida
4. N-metilbutanamida
5. dimetilformamida =N,N-dimetilmetanamida
6. dimetilacetamida =N,N-dimetiletanamida
7. paracetamol= N-(4-hidroxifenil) etanamida

Nombre y formule
        Una amida de tres carbonos

14. Nitrilos

Formule

1. ácido cianhídrico= cianuro de hidrógeno= metanonitrilo
2. etanonitrilo
3. propanonitrilo
4. butanonitrilo
5. cianógeno= etanodinitrilo

Nombre y formule

        Un nitrilo de cinco carbonos

Química 6. Reacciones ácido-base

Reacciones ácido-base

1. En un ácido (AH) / base (BOH o B) débil se conocen el grado de disociación _____ en agua y la concentración inicial _____ moles /L . Calcule las concentraciones de las sustancias presentes en la disolución y la constante equilibrio.
2. Plantee la reacción de equilibrio, calcule las concentraciones de las sustancias presentes en la disolución, el grado de disociación y el pH de una disolución acuosa de ácido acético ___ molar. Datos: Ka (CH3COOH ) = 1,82.10-5 . Kw = 10-14. 
3. Plantee la reacción de equilibrio, calcule las concentraciones de las sustancias presentes en la disolución, el grado de disociación y el pH de una disolución acuosa de un ácido cuya concentración es ___ moles / L . Datos: Ka (ácido ) = 5.8.10-6 .    Kw = 10-14.
4. Plantee la reacción de equilibrio, calcule las concentraciones de las sustancias presentes en la disolución, el grado de disociación y el pH de una disolución acuosa de amoniaco NH3 cuya concentración es ___ moles / L. Datos: Kb (NH3) = 1,84.10-5 . Kw = 10-14.
5. Plantee la reacción de equilibrio, calcule las concentraciones de las sustancias presentes en la disolución, el grado de disociación y el pH de una disolución acuosa de una base cuya concentración es ___ moles / L. Datos: Kb (base) = 4.6.10-6 . Kw = 10-14.
6. Calcule el pH de una disolución acuosa de acetato sódico NaCH3COO ___ molar.  Datos: Ka ácido acético (CH3COOH ) = 1,82.10-5 . Kw = 10-14.
7. Calcule el pH de una disolución acuosa de benzoato potásico KC6H5COO ___ molar.  Datos: Ka ácido benzoico (C6H5COOH ) = 6,4.10-5 . Kw = 10-14.
8. Calcule el pH de una disolución acuosa de cianuro potásico KCN ___ molar.  Datos: Ka ácido cianhídrico (HCN) = 4,9.10-10 . Kw = 10-14.
9. Calcule el pH de una disolución acuosa de cloruro amónico NH4Cl ___ molar. Datos: Kb amoníaco (NH3) = 1,84.10-5 . Kw = 10-14. 
10. Calcule el pH de una disolución acuosa de nitrato de metilamonio CH3NH3NO3 ___ molar. Datos: Kb metilamina (CH3NH2) = 3,7.10-4 . Kw = 10-14. 
11. Calcule el pH de una disolución acuosa de cloruro de anilinio C6H5NH3Cl___ molar.  Datos: Kb anilina (C6H5NH2) = 4,3.10-10 . Kw = 10-14. 

Estequiometrías ácido-base

Ajustes

ClH + NaOH -> H₂O + NaCl

2 ClH + Ca(OH)₂ -> 2 H₂O + CaCl₂ 

3 ClH + Al(OH)₃ -> 3 H₂O + AlCl₃ 

H₂SO₄ + 2 KOH -> 2 H₂O + K₂SO₄ 

H₂SO₄ + Mg(OH)₂ -> 2 H₂O + MgSO₄ 

3 H₂SO₄ + 2 Fe(OH)₃ -> 6 H₂O + Fe₂(SO₄)₃ 

H₃PO₄ + 3 LiOH -> 3 H₂O + Li₃PO₄ 

2 H₃PO₄ + 3 Zn(OH)₂ -> 6 H₂O + Zn₃(PO₄)₂ 

H₃PO₄ + La(OH)₃ -> 3 H₂O + LaPO₄ 

Cálculos

1. Valoramos 20 mL hidróxido sódico con 18,4 mL de ácido clorhídrico 0,5 moles/L. Calcule la concentración del hidróxido sódico.  
2. Disponemos de disoluciones acuosas comerciales de ácido sulfúrico H₂SO₄ / ácido clorhídrico HCl / ácido fosfórico H₃PO₄. Sus composiciones centesimales (%) en masa son, respectivamente, 93 / 35 / 85 y sus densidades (kg / m³) respectivas son 1827 / 1180 / 1689. También contamos con disoluciones de NaOH / KOH / LiOH de concentración 0,2 moles /L. Neutralizamos uno de los ácidos con una de las bases. Calcule el volumen de base necesario para neutralizar 50 mL del ácido. 
3. Disponemos de disoluciones acuosas comerciales de ácido sulfúrico H₂SO₄ / ácido clorhídrico HCl / ácido fosfórico H₃PO₄. Sus composiciones centesimales (%) en masa son, respectivamente, 93 / 35 / 85 y sus densidades (kg / m³) respectivas son 1827 / 1180 / 1689. Calcule la masa de sal obtenida cuando reaccionan 250 mL de cualquiera de los tres ácidos con la base en cualquiera de las nueve reacciones anteriores. 
4. Disponemos de disoluciones acuosas comerciales de ácido sulfúrico H₂SO₄ / ácido clorhídrico HCl / ácido fosfórico H₃PO₄. Sus composiciones centesimales (%) en masa son, respectivamente, 93 / 35 / 85 y sus densidades (kg / m³) respectivas son 1827 / 1180 / 1689. Calcule la masa de sal obtenida cuando reaccionan 50 mL de cualquiera de los tres ácidos con 500 g de la base en cualquiera de las nueve reacciones anteriores.

Química 3. Ajuste de reacciones

Parte 1ª. Ajuste las reacciones químicas sencillas

1. Na + O₂ -> Na₂O
2. Ca + O₂ -> CaO
3. Al + O₂ -> Al₂O₃
4. C + O₂ -> CO₂
5. V + O₂ -> V₂O₅
6. Cr + O₂ -> CrO₃
7. Mn + O₂ -> Mn₂O₇
8. Pt + O₂ -> PtO₄
9. Cu₂O + O₂ -> CuO
10. Au₂O + O₂ -> Au₂O₃ 
11. N₂O + O₂ -> NO₂
12. N₂O + O₂ -> N₂O₅
13. NiO + O₂ -> Ni₂O₃ 
14. N₂O₄ + O₂ -> N₂O₅
15. CO + O₂ -> CO₂
16. NO + O₂ -> N₂O₅
17. CrO + O₂ -> CrO₃
18. MnO + O₂ -> Mn₂O₇
19. N₂O₃ + O₂ -> NO₂
20. Mn₂O₃ + O₂ -> Mn₂O₅
21. Cr₂O₃ + O₂ -> CrO₃
22. SO₂ + O₂ -> SO₃
23. NO₂ + O₂ -> N₂O₅
24. N₂ + O₂ -> N₂O
25. N₂ + O₂ -> NO
26. N₂ + O₂ -> N₂O₃
27. N₂ + O₂ -> NO₂
28. N₂ + O₂ -> N₂O₅
29. P₄ + O₂ -> P₄O₁₀
30. O₂ -> O₃
31. Cl₂ + H₂ -> ClH
32. O₂ + H₂ -> H₂O
33. N₂ + H₂ -> NH₃
34. N₂ + H₂ -> N₂H₆
35. C + H₂ -> CH₄
36. B + H₂ -> B₂H₆
37. C₂H₂ + H₂ -> C₂H₄
38. C₂H₂ + H₂ -> C₂H₆
39. C₆H₆ + H₂ -> C₆H₁₂
40. C₂H₂-> C₆H₆ 
41. As₄ + H₂ -> AsH₃
42. NaCl -> Na + Cl2
43. TiCl4 -> Ti + Cl2
44. SnCl2 -> Sn + Cl2
45. AlCl3 -> Al + Cl2
46. FeS2 -> Fe + S
47. Hg2S2  -> Hg + S
48. Fe2S3 -> Fe + S
49. Ag2S  -> Ag + S
50. 
    

Ejemplos de ajustes de reacciones

1º Ajuste la reacción: Mg + O₂ -> MgO

x Mg + y O₂ -> z MgO

¿Qué números enteros serán x, y, z para que exista el mismo número de átomos de magnesio y de oxigeno antes y después de la flecha de la reacción?       x=2, y=1, z=2

2 Mg +  O₂ -> 2 MgO

2º Ajuste la reacción: Br₂ + H₂ -> BrH

x Br₂ + y H₂ -> z BrH

¿Qué números enteros serán x, y, z para que exista el mismo número de átomos de bromo y de hidrógeno antes y después de la flecha de la reacción?       x=1, y=1, z=2

 Br₂ +  H₂ -> 2 BrH

3º Ajuste la reacción: K + O₂ -> K₂O

x K + y O₂ -> z K₂O

¿Qué números enteros serán x, y, z para que exista el mismo número de átomos de potasio y de oxigeno antes y después de la flecha de la reacción? x=4, y=1, z=2

4 K + O₂ -> 2 K₂O

4º Ajuste la reacción: W + O₂ -> WO₃

x W + y O₂ -> z WO₃

¿Qué número enteros serán x, y, z para que exista el mismo número de átomos de wolframio y de oxigeno antes y después de la flecha de la reacción? x=2, y=3, z=2

2 W + 3 O₂ -> 2 WO₃

Parte 2º. Ajuste las reacciones de combustión de los hidrocarburos

1. metano CH₄
2. etano C₂H₆ 
3. propano C₃H₈ 
4. butano C₄H₁₀ 
5. heptano C₇H₁₆
6. octano C₈H₁₈
7. benceno C₆H₆ 
8. naftaleno C₁₀H₈

Ejemplos de ajuste de reacciones de combustión

Combustión = reacción de un compuesto orgánico con oxígeno para dar dióxido de carbono y agua

Ajuste la reacción de combustión del propano C₃H₈

1º paso:    C₃H₈ + O₂ -> CO₂ + H₂O

2º paso:   Ajuste de C:   C₃H₈ + O₂ -> 3 CO₂ + H₂O

3º paso:   Ajuste de H:   C₃H₈ +  O₂ -> 3 CO₂ + 4 H₂O

4º paso:   Ajuste de O:   C₃H₈ +  5 O₂ -> 3 CO₂ + 4 H₂O

Ajuste la reacción de combustión del etano C₂H₆

1º paso:   C₂H₆ + O₂ ->  CO₂ + H₂O

2º paso:   Ajuste de C:   C₂H₆ + O₂ -> 2 CO₂ + H₂O

3º paso:   Ajuste de H:   C₂H₆ + O₂ -> 2 CO₂ + 3 H₂O

4º paso:   Ajuste de O:   C₂H₆ + 3,5 O₂ -> 2 CO₂ + 3 H₂O

5º paso:   Multiplicar por 2:    2 C₂H₆ + 7 O₂ -> 4 CO₂ + 6 H₂O