3° TEXTO ESCOLAR 2.pdf

Directora Editorial: Cecilia Mejía
Responsable del Área: MirthaYrivarren
© 2016, Autores de contenido:
Alfonso Vargas, Frank Ávila,
Franklin Jarama, José María Prada,
Claudia Urmeneta, Adolfo Marchese,
Carlos Chávez
© 2016, Autores de artes gráficas:
Rafael Moy, Carmen García,
Ronaldo Pérez, Daniel Jiménez,
Daphne Avilés
Jefe de Producción: Jaime Gamarra
Asistente de Producción: Sergio Morales
Diseño de carátula:Estudio Pep Carrió
lustración de carátula: Puño
Fotografías
Archivo Santillana, Shutterstock, Getty
Images, Carlos Diez Polanco, Antonio
Salazar, Flor Ruiz, Archivo diario
El Comercio
Agradecimientos
Southern Perú Copper Corporation
© 2016, Santillana S. A.
Santillana S. A.
Av. Primavera 2160, Santiago de Surco,
Lima 33 - Perú
Teléfono: 313-4000
Primera edición: agosto de 2016
El Texto escolar Química, del Proyecto
Crecemos juntos, para secundaria,
responde a los criterios pedagógicos e
indicadores de calidad para la evaluación de
textos escolares de primaria y secundaria
aprobados por Resolución Ministerial 0304-
2012-ED.
Este proyecto se ha realizado conforme a la
Ley 29694, modificada por la Ley 29839.
La editorial Santillana se hace responsable
por el rigor académico del contenido de este
texto y su correspondencia con los principios
de la educación que establece la Ley
General de Educación.
Este Texto escolar cuenta con certificación
de calidad física otorgada por una institución
reconocida por Indecopi.
El Texto escolar Química, para secundaria, es una obra concebida, creada
y diseñada en el Departamento de Ediciones de Santillana S.A.,
por el siguiente equipo de especialistas:
Todos los derechos reservados. Esta publicación no puede ser reproducida, ni en todo ni en
parte, ni registrada o transmitida por un sistema de recuperación de información, en ninguna
forma y por ningún medio, sea mecánico, fotoquímico, electrónico, magnético, electroóptico,
por fotocopia, o cualquier otro, sin el permiso previo de la Editorial.

TEXTO ESCOLAR
Proyecto Crecemos juntos
Química
SECUNDARIA
Q

¿QUÉ APRENDERÉ?
• Identiﬁcar las características y las propiedades de los gases.
• Analizar la interdependencia de las variables de estado en
las leyes de los gases.
• Aplicar las leyes de los gases en la resolución de ejercicios.
• Relacionar las propiedades de las soluciones con fenómenos
físicos cotidianos.
• Diferenciar los componentes de una solución y los tipos de
soluciones.
• Explicar la presencia de los sistemas coloidales en algunas
sustancias y fenómenos de su entorno.
• Utilizar las unidades físicas y químicas de concentración en
la resolución de ejercicios y en la preparación de soluciones.
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6 Los gases y las soluciones

CONVERSAMOS
• ¿Qué características presenta el líquido de la
botella?
• ¿Qué sustancias conforman el aire que rodea
al muchacho de la fotografía? ¿En qué estado
se encuentran?
• ¿Cuáles son los usos de las bebidas rehidratantes?
¿Por qué?
• ¿Por qué es necesario mantener los componentes
de este tipo de bebidas en proporciones
adecuadas?
• ¿Será recomendable el consumo de bebidas
rehidratantes todos los días? ¿Por qué?
Las bebidas rehidratantes
Cuando realizas una actividad física intensa
y prolongada, como correr, patinar o jugar
fútbol, el cuerpo pierde muchos líquidos y
sales minerales. Para recuperarlos, podemos
ingerir bebidas rehidratantes.
Estas soluciones están compuestas por agua,
carbohidratos y algunas sales minerales.
También se les agrega ácido cítrico,
aromatizantes, edulcorantes, vitaminas y otros
componentes en proporciones adecuadas para
garantizar su aporte al organismo cuando son
consumidas.
Son de gran ayuda para reponer los niveles
adecuados de glucosa en la sangre, equilibrar
los líquidos del organismo, recuperar las
sales, de sodio y de potasio que se pierden,
y proporcionar reservas de energía para la
actividad física que se realiza, contribuyendo
a una asimilación más rápida del agua que
el cuerpo necesita recuperar.
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El estado gaseoso
¿QUÉ RECUERDO?
1
• ¿Cómo se podría hacer para
que un gas cambie de estado
gaseoso a líquido?
Cuando una sustancia se
encuentra en estado sólido,
sus moléculas únicamente
vibran y ocupan el mismo
lugar, manteniendo forma y
volumen constantes. Al aña-
dir energía suﬁciente a las
moléculas, eventualmente
estas pierden su estructura y
se mueven con mayor rapi-
dez de un lado a otro, pasan-
do al estado líquido.
Finalmente, si el incremento
de la energía es aún mayor,
las moléculas que absorban esta energía podrían pasar al estado ga-
seoso, moviéndose libremente de un lado a otro y colisionando al azar
entre sí.
Características de los gases
• Debido a que las fuerzas entre las partículas de un gas son débiles,
estas se hallan dispersas en el espacio.
• Resulta difícil medir directamente la cantidad de gas que tenemos en
un recipiente. Por eso, se determina de forma indirecta midiendo el
volumen, la temperatura y la presión.
• Cuando dos o más gases se hallan ocupando el mismo espacio, sus
partículas se entremezclan completa y uniformemente, por ello, se
dice que los gases poseen una alta miscibilidad.
Las sustancias gaseosas
En condiciones normales de presión y temperatura, los compuestos ió-
nicos no existen como gases, por el contrario, sí se encuentran en este
estado las siguientes sustancias:
Elementos diatómicos Gases nobles Compuestos moleculares
H2 (hidrógeno) He (helio) CO (monóxido de carbono)
N2 (nitrógeno) Ne (neón) CO2 (dióxido de carbono)
O2 (oxígeno) Ar (argón) HCl (ácido clorhídrico)
F2 (ﬂúor) Kr (kriptón) HN3 (ácido nítrico)
Cl2 (cloro) Xe (xenón) CH4 (metano)
------------- Rn (radón) C2H6 (etano)
Tanque de gas natural.
El vapor de agua es agua en estado gaseoso.
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¿CÓMO VOY?
1 ¿Qué relación existe entre los
enlaces intermoleculares y las
propiedades de los gases?
Desarrolla la página 104
del Libro de actividades.
Modelo de moléculas de un gas
en un recipiente.
Las propiedades de los gases
Todos los gases comparten ciertas propiedades físicas que los distin-
guen de los sólidos y los líquidos. Son las siguientes:
• Son ﬂuidos, porque se derraman si no están en un recipiente.
• Son elásticos, pues cuando cesa la causa que los comprime o los ex-
pande, tienden a recuperar sus dimensiones originales.
• No tienen forma ni volumen deﬁnidos, y adoptan la forma y ocupan
el espacio del recipiente que los contiene.
• Son compresibles, es decir, disminuyen su volumen ante el aumento
de la presión o por la disminución de la temperatura.
• La mayoría son incoloros, aunque algunos, como el F2, Cl2 y el NO2,
tienen color.
• Son expansibles, es decir, aumentan su volumen con el incremento
de la temperatura o con la disminución de la presión.
• Tienen densidad baja, por ello, una pequeña masa de gas es capaz de
ocupar un gran volumen en comparación con los sólidos o los líqui-
dos.
• Se difunden con facilidad, es decir, atraviesan materiales porosos de
manera espontánea y completa.
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Las variables de estado de los gases
¿QUÉ RECUERDO?
PARA SABER MÁS
El barómetro de mercurio (Hg) es el
instrumento usado para determinar
la presión atmosférica. Fue
inventado por Evangelista Torricelli
en el año 1643.
2
• ¿El gas contenido en un globo
tiene masa? ¿Por qué?
• ¿Por qué cuando acercas un
globo muy inflado a una fuente
de calor se revienta?
El estudio de los gases es importante dentro del desarrollo de la quí-
mica. Las primeras teorías sobre la estructura de la materia se basaron
en el conocimiento que tenían los científicos de los sistemas gaseosos.
Para definir el estado de un gas, se deben tener en cuenta cuatro mag-
nitudes: masa, presión, volumen y temperatura.
• Masa (m). Representa la cantidad de materia del gas y suele asociar-
se con el número de moles (n). Su unidad es el gramo (g).
• Presión (P). Es la fuerza que ejerce el gas sobre una unidad de área. Se
debealimpactodelaspartículasdelgasalchocarcontralasparedesdel
recipiente que lo contiene. La presión determina la dirección de flujo
del gas. Las unidades en que se expresa esta magnitud son la atmósfe-
ra (atm), que equivale a 760 mm de Hg; el torricelli (torr), que equivale a
1 mm de Hg; y el pascal (Pa), que equivale a 9,87 × 10–6
atm.
La presión que ejerce el aire sobre la superficie de la Tierra se llama
presión atmosférica y varía de acuerdo con la altura sobre el nivel del
mar.
Con relación a la presión, es necesario tener claro dos conceptos:
– La presión interna es la que ejercen las moléculas de un gas. Se le
llama así porque actúa desde adentro hacia afuera a través de los
choques de sus moléculas con el recipiente que las contiene.
– La presión externa corresponde a la fuerza que se ejerce sobre un
gas, comprimiendo sus moléculas, para que ocupen un volumen de-
terminado.
• Volumen (V). Es el espacio en el cual se mueven las moléculas. Está
constituido por el volumen del recipiente que lo contiene, pues se
suele despreciar el espacio ocupado por las moléculas. El volumen
(V) de un gas se puede expresar en m3, cm3, litros (L) o mililitros (mL).
La unidad más empleada en los cálculos que se realiza con gases es el
litro.
• Temperatura (T). Es una propiedad que determina la dirección del
flujo del calor. Se define como el grado de movimiento de las partícu-
las de un sistema, bien sea un sólido, un líquido o un gas. La tempe-
ratura en los gases se expresa en la escala Kelvin, llamada también
escala absoluta.
Cuando los gases se encuentran a muy bajas temperaturas (negativas
en la escala Celsius), se deben transformar primero los grados Celsius
en grados absolutos.
T (K) = T (°C) + 273
En condiciones normales (C.N.) de presión (P = 1 atm) y temperatu-
ra (T = 0 °C = 273 K) un mol de cualquier gas ocupa un volumen de
22,4 L.
Tubo de
vidrio
Altura de la
columna de
mercurio
(76 cm)
Vacío
Mercurio
(Hg)
Cubeta
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La teoría cinética de los gases
¿CÓMO VAMOS?
3
La teoría cinética aplicada a los gases plantea lo siguiente:
• Los gases están compuestos por partículas muy pequeñas como
moléculas, átomos o iones. La distancia que hay entre las moléculas
es muy grande comparada con su tamaño; esto hace que el volumen
total que ocupan sea solo una fracción muy pequeña comparada con
el volumen total que ocupa todo el gas. Este enunciado explica la alta
compresibilidad y la baja densidad de los gases.
• Las fuerzas de atracción entre las partículas de un gas son débiles.
• Las partículas de un gas se encuentran
en un estado de movimiento rápido
y constante, chocan unas con otras y
con las paredes del recipiente que las
contiene de una manera perfectamente
aleatoria. La frecuencia de las coli-
siones con las paredes del recipiente
explica la presión que ejercen los gases.
• Las colisiones moleculares son perfectamente elásticas; en conse-
cuencia, no hay pérdida de energía cinética en todo el sistema. Una
pequeña parte de esa energía puede transferirse de una partícula a
otra durante la colisión.
• La energía cinética promedio por partícula de gas es proporcional
a la temperatura medida en Kelvin (K) y la energía cinética prome-
dio por partícula en todos los gases es igual a la misma temperatura.
Teóricamente a cero Kelvin (K) no hay movimiento molecular y se
considera que la energía cinética es cero.
Con estos enunciados, es posible explicar el comportamiento de los ga-
ses frente a las variaciones de presión y temperatura. Por ejemplo:
• El aumento que experimenta el volumen de un gas cuando se incre-
menta la temperatura, hace que aumente la agitación térmica de sus
partículas, estas se mueven con mayor velocidad y describen trayec-
torias mucho más amplias. Por ello, el espacio ocupado por las partí-
culas es mayor que el que ocuparían a temperaturas más bajas.
• El aumento de presión que experimenta un gas cuando se reduce su
volumen hace que una cantidad ﬁja de partículas que se encuentran
en un recipiente ejerzan mayor presión, a pesar que el volumen ocu-
pado sea menor. Ello se debe a que las colisiones de las partículas
contra las paredes del recipiente son más frecuentes cuanto menor
sea la cantidad de espacio disponible para sus movimientos.
Durante el choque elástico,
las moléculas de gas
mantienen su rapidez sin
perder energía.
2 ¿En qué se diferencia la presión
de un gas en un recipiente y la
presión atmosférica?
3 ¿Por qué el nitrógeno y el
oxígeno se encuentran en
estado gaseoso a temperatura
ambiente?
VIVE SALUDABLEMENTE
Las lámparas ﬂuorescentes
contienen un gas, normalmente
mercurio, que brilla al pasar la luz.
• ¿Por qué es necesario
desecharlo adecuadamente
cuando deja de funcionar?
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Las leyes de los gases
¿QUÉ RECUERDO?
EXPERIMENTAMOS
Comprueba la ley de Boyle-
Mariotte
1. Llena una jeringa con aire
retirando el émbolo hacia atrás,
sin sacarlo. Luego, coloca el
pulgar firmemente en el orificio
de salida de la jeringa.
2. Presiona el émbolo y
desplázalo hacia delante, con
la otra mano, hasta que no sea
posible avanzar más.
Análisis de resultados
• ¿Cómo varían la presión y el
volumen?
4
• ¿Qué ocurriría si la presión de un
gas se incrementara?
• ¿Cómo funciona una olla a
presión?
En el siglo XVIII, varios científicos estudiaron el comportamiento de los
gases analizando la relación entre la presión, el volumen y la temperatu-
ra. Como resultado de estas experiencias, se establecieron las siguien-
tes leyes:
La ley de Boyle-Mariotte (1662)
El irlandés Robert Boyle y el francés Edme Mariotte enunciaron la ley
según la cual cuando un gas experimenta transformaciones a tempe-
ratura constante (proceso isotérmico) el producto de la presión por el
volumen permanece constante.
Para cada temperatura de trabajo, habrá una isoterma específica. Por
ejemplo, si la presión se duplica, el volumen se reduce a la mitad.
P × V = k; P1 × V1 = P2 × V2
Donde:
P: presión
V: volumen
k: constante
La ley de Charles (1787)
El francés Jacques Charles enunció la ley, según la cual, cuando un gas
experimenta transformaciones a presión constante (proceso isobárico),
la relación entre el volumen que ocupa el gas con su temperatura ab-
soluta permanece constante. Para cada presión de trabajo, habrá una
isóbara específica. Durante el proceso isobárico, el gas se expande al
ser calentado (aumenta la energía cinética de las partículas) y se contrae
al ser enfriado.
V
T
= k
V1
T1
=
V2
T2
Donde:
V: volumen
T: temperatura
k: constante
La ley de Gay-Lussac (1805)
Inspirado en la ley de Charles, Joseph Louis Gay-Lussac, también fran-
cés, enunció otra ley para explicar el comportamiento de los gases. Gay-
Lussac enunció la ley, según la cual, cuando un gas experimenta trans-
formaciones a volumen constante (proceso isocórico), la relación de la
presión con su temperatura absoluta permanece constante.
Para cada volumen habrá una isócora específica.
P
T
= k
P1
T1
=
P2
T2
Donde:
P: presión
T: temperatura
k: constante
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La ley de Boyle-
Mariotte
Si la temperatura
permanece constante,
la presión del gas
es inversamente
proporcional al volumen
del recipiente.
La ley de Charles
Si la presión permanece
constante, el volumen
del gas es directamente
proporcional a su
temperatura absoluta.
Ley de Gay-Lussac
Si el volumen
permanece constante,
la presión del gas
es directamente
proporcional a su
temperatura absoluta.
Isoterma a 273 K
Isóbara a 1 atm
Isócora a 22,4 L
V (litros)
30
25
20
15
10
5
0 1 2 3 4
P (atm)
V (litros)
P (atm)
35
30
25
20
15
10
5
2,00
1,50
1,00
0,50
0
0
373 K
410 K
273 K
273 K
143 K
137 K
100 200
200
300
400
400
600
T (K)
T (K)
APRENDER A VER
• ¿Cuál es la diferencia entre los
gráficos de la isoterma, isóbara e
isócora?
• Observa el gráfico de la isoterma,
¿qué ocurre con el volumen
cuando la presión es igual
a 3 atm?
• Observa el gráfico de la isóbara,
¿qué ocurre con el volumen
cuando la temperatura es igual
a 200 K?
• Observa el gráfico de la isócora,
¿qué ocurre con la presión
cuando la temperatura es igual
a 400 K?
Gráficos de las leyes de los gases
EJEMPLO 1
Se calienta 1 L de gas a condiciones normales de presión y temperatura
hasta 220 °C, mientras que su volumen se mantiene constante. Calcula la
presión en torr en estas nuevas condiciones (P = 1 atm, T = 273 K).
1. Anota los datos.
V1 = 1 L V2 = 1 L
T1 = 0 °C + 273 = 273 K T2 = 220 °C + 273 = 493 K
P1 = 1 atm o 760 torr P2 = ?
2. Utiliza la relación para un proceso isocórico.
P1
T1
=
P2
T2
760 torr
273 K
=
P2
493 K
P2 = 1372,45 torr
3. Luego, el gas está sometido a 1372,45 torr.
PARA SABER MÁS
Los cilindros de gas empleados en
la práctica del buceo contienen
una mezcla de varios gases que
reemplazan el aire que se respira
en la superficie. Este principio ha
sido desarrollado en la "Ley de
Dalton" o "Ley de las presiones
parciales".
John Dalton determinó que cuando
se ponen en un mismo recipiente
dos o más gases diferentes que
no reaccionan entre sí, la presión
ejercida por la mezcla de gases es
igual a la suma de las presiones
parciales de todos ellos:
Ptotal = P1 + P2 + P3 + …
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¿CÓMO VOY?
La ley combinada de los gases
Para procesos donde intervienen las tres variables de estado, las leyes
de Boyle-Mariotte, Charles y Gay-Lussac se combinan y se establece
una ley general, que se enuncia de la siguiente manera: para una masa
determinada de cualquier gas, se cumple que el producto de la presión
por el volumen, dividido por su temperatura absoluta, es una constante.
PARA TENER EN CUENTA
Cuando una de las variables
de estado, P, V o T, permanece
constante, la ecuación se reduce
a las siguientes expresiones:
P1 × V1
T1
=
P2 × V2
T2
T constante
P1 × V1
T1
=
P2 × V2
T2
➞ P1 × V1 = P2 × V2
P constante
P1 × V1
T1
=
P2 × V2
T2
➞
V1
T1
=
V2
T2
V constante
P1 × V1
T1
=
P2 × V2
T2
➞
P1
T1
=
P2
T2
P × V
T
= k P1 × V1
T1
=
P2 × V2
T2
Donde T1 y T2 se
expresan en Kelvin (K).
La ecuación general o de estado de los gases ideales
La ecuación que relaciona la temperatura, la presión, el volumen y la
masa expresada en número de moles se expresa de la siguiente manera:
El valor de la constante R depende de las unidades que se empleen:
R =
8,314 Pa × m3
mol × K
=
0,082 atm × L
mol × K
=
62,4 torr × L
mol × K
P × V = n × R × T
Donde: n = número de moles
R = constante universal
EJEMPLO 3
EJEMPLO 2
Una masa gaseosa ocupa un volumen de 2,5 L a 12 °C y 2 atm de presión.
¿Cuál es el volumen del gas si la temperatura aumenta a 38 °C y la
presión se incrementa hasta 2,5 atm?
1. Anota los datos:
V1 = 2,5 L V2 = ?
T1 = 12 °C + 273 = 285 K T2 = 38 °C + 273 = 311 K
P1 = 2 atm P2 = 2,5 atm
2. Utiliza la relación de la ley combinada de los gases.
P1 × V1
T1
=
P2 × V2
T2
➞ V2 =
P1 × V1 × T2
T1 × P2
=
2 atm × 2,5 L × 311 K
285 K × 2,5 atm
= 2,18 L
3. Luego, el volumen del gas es 2,18 L.
¿Cuál es el volumen ocupado por 3 mol de nitrógeno a 1520 torr de
presión y 0 °C?
1. Anota los datos:
V = ? R = 0, 082 atm × L/mol × K P = 1520 torr = 2 atm
n = 3 mol T = 0 °C + 273 = 273 K
2. Utiliza la ecuación general o de estado de los gases ideales.
P × V = n × R × T → 2 atm × V = 3 mol × 0,082 × 273 K
V =
3 mol × 0,082 × 273 K
2 atm
= 33,6 L
3. Luego, el volumen ocupado por 3 mol de nitrógeno es 33,6 L.
4 ¿Por qué los aerosoles no
deben ser expuestos a altas
temperaturas?
5 Explica de qué dependen los
valores de R.
PARA SABER MÁS
Los gases que se ajustan a los
enunciados de la teoría cinética
se llaman gases ideales y aquellos
que no lo hacen se denominan
gases reales, los cuales, en
condiciones bajas de temperatura
o presiones altas, se desvían del
comportamiento ideal.
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Estequiometría de los gases
¿CÓMO VAMOS?
EJEMPLO 4
A partir de la ecuación 3 H2(g) + N2(g) → 2 NH3(g), calcula cuántos litros de
NH3 pueden obtenerse a 27 °C y a una presión de 760 torr si se consumen
40 mol de N2.
1. Balancea la ecuación e identifica los moles de los reactantes y productos:
3 H2(g) + N2(g) → 2 NH3(g)
3 mol de H2 1 mol de N2 2 mol de NH3
2. Convierte moles dados a moles finales.
1 mol de N2 es proporcional a 2 mol de NH3
40 mol de N2 ×
2 mol de NH3
1 mol de N2
= 80 mol de NH3
3. Convierte la temperatura a K y la presión a atm.
P =
760 torr × 1 atm
760 torr
= 1 atm T = 27 + 273 = 300 K
4. Calcula el volumen final empleando la ecuación general de los gases
ideales.
V =
n × R × T
P
=
80 mol × 0,082 atm × L / mol × K × 300 K
1 atm
V = 1968 L
5. Luego, se requieren 1968 L de NH3.
5
Se aplica en aquellos casos en los que intervienen un gas o varios en la
reacción. Para ello, necesitamos conocer la relación entre el volumen
(V) y la cantidad en moles de dichos gases.
La hipótesis de Avogadro
El italiano Amadeo Avogadro completó los estudios de Boyle-Mariotte,
Charles y Gay-Lussac al relacionar el volumen de un gas con su respec-
tiva cantidad de moléculas y de moles. Según Avogadro: “Volúmenes
iguales de diferentes gases en las mismas condiciones de presión y tem-
peratura contienen el mismo número de moléculas”.
Los cálculos se pueden realizar de moles a volumen, de volumen a vo-
lumen y de moles a moles.
• De moles a volumen. Para hallar el volumen de cada componente
en la muestra, es necesario conocer la temperatura y la presión a las
que tiene lugar el proceso.
• De volumen a volumen. Se emplean los coeficientes de la reacción
balanceada como si estuvieran expresados en volumen, de la misma
manera que si estuvieran expresados en moles.
• De moles a moles. Se calculan los moles de un componente dado a
partir de los moles de otros productos que intervienen en la reacción.
6 ¿Qué variable considera
Avogadro en su hipótesis?
PARA SABER MÁS
La azida de sodio (NaN3 ) se
usa en las bolsas de aire de los
autos. El impacto de un choque
desencadena en una reacción
química que se expresa así:
2 NaN3(s) → 2 Na(s) + 3 N2(g)
El nitrógeno gaseoso producido
infla rápidamente la bolsa de
aire. Para que esta reacción se
produzca, la pastilla de azida debe
estar constituida por la cantidad
precisa de sus componentes, de
esa manera producirá el nitrógeno
necesario.
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¿QUÉ RECUERDO?
Cuando disuelves algún refresco en polvo en agua o azúcar en una taza
con té, estás formando una solución. Una solución corresponde a una
mezcla homogénea, compuesta por uno o más solutos y un solvente.
• El soluto es la sustancia que se disuelve en el solvente para formar
la solución; por lo tanto, es la fase dispersa. En una solución puede
haber uno o más solutos. Generalmente, se encuentran en menor pro-
porción dentro de la solución. Por ejemplo, en una solución acuosa de
cloruro de sodio, el agua es el solvente y la sal es el soluto.
• El solvente es la sustancia que permite que se disuelva o disperse el
soluto en la solución; por lo tanto, es la fase dispersante. Generalmen-
te, se encuentra en mayor proporción en la solución. Los solventes
pueden ser polares, como el agua, o apolares, como el benceno. Las
soluciones en que el solvente es agua se llaman soluciones acuosas.
Cuando se forma una solución, se rompen los enlaces que mantienen
unidas a las partículas del soluto o de iones, y se forman enlaces o inte-
racciones intermoleculares entre las partículas del soluto y las partícu-
las del solvente. A este proceso se le llama solvatación (si el solvente es
agua, se llama hidratación).
• ¿El agua con sal, una limonada
y la leche son soluciones?
¿Por qué?
• ¿Uno de los componentes de las
soluciones siempre es el agua?
¿Por qué?
Las moléculas de agua tienen
polos negativos que atraen a los
iones sodio (cationes) y polos
positivos que atraen a los iones
cloro (aniones).
Las soluciones
6
Características de las soluciones
• Las sustancias que conforman una solución no se pueden observar a
simple vista, ni tampoco usando un microscopio.
• La proporción en la que se encuentran las sustancias en la solución
puede variar, sin alterar su condición de mezcla.
• Las propiedades químicas de las sustancias que constituyen la solu-
ción no varían al separarse.
• Las propiedades físicas de una solución son diferentes a las propieda-
des físicas del soluto y del solvente por separado.
• Las soluciones acuosas se presentan en una sola fase.
Molécula de agua
Ion cloruro (CI–
)
Agua + sal
Ion sodio (Na+
)
Red cristalina de sal
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¿CÓMO VOY?
Las flechas rojas indican la presión osmótica,
mientras que las verdes señalan el flujo
osmótico.
Clasificación de soluciones
Según el estado físico del soluto y del disolvente, las soluciones se pue-
den clasificar en sólidas, líquidas y gaseosas. Las más frecuentes son las
que se encuentran en estado líquido.
Propiedades coligativas de las soluciones
Son propiedades cuyo valor depende solo de la concentración del solu-
to disuelto. Se aplica a soluciones no iónicas.
Descenso de la presión de vapor
Al introducir un soluto no volátil a un solvente, la presión de vapor dis-
minuye. Las partículas del soluto cerca de la superficie impiden el paso
de partículas a la fase gaseosa.
Descenso del punto de congelación
La temperatura de congelación de una mezcla de agua con sal o azúcar
es menor que la del agua pura, debido a la mayor cantidad de soluto y a
que sus moléculas se enlazan separándose del soluto disuelto.
Ascenso del punto de ebullición
La temperatura de ebullición de una mezcla de agua con sal o azúcar es
mayor que la del agua pura. Esto ocurre por el descenso de la presión
de vapor, que incrementa la temperatura de ebullición.
Presión osmótica
La ósmosis es un fenómeno que se aplica especialmente a soluciones
en las cuales el solvente es el agua. Al colocar dos soluciones separadas
por una membrana semipermeable, las partículas del solvente pasan de
la solución más diluida a la más concentrada para igualar las concentra-
ciones. Dicha membrana conforma una película que permite el paso del
solvente más no del soluto, este flujo es interrumpido cuando las mo-
léculas del soluto ejercen una presión a ambos lados de la membrana.
Agua
Azúcar
Cobre
Oro
Nitrógeno
Oxígeno
Clases de soluciones y sus componentes
Líquido
Líquidas
Líquido
Vinagre: ácido
acético en H2O
Gas
Líquido
Bebidas
gaseosas: CO2
en H2O
Sólido
Líquido
Agua
azucarada,
agua salada,
etc.
Líquido
Sólido
Benceno en caucho:
pegamento
Gas
Sólido
H incluido
en el Pd
Sólido
Sólido
Aleaciones: C
en Fe = acero
Sólidas
Líquido
Gas
Aire húmedo
Gas
Gas
Aire
Sólido
Gas
Ciertos tipos
de humo
Gaseosas
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7 ¿En qué estados físicos
se pueden presentar las
soluciones?
8 ¿Con qué propiedad coligativa
se relaciona la aplicación de
sal en las carreteras y aceras
congeladas?
Solución
diluida
Membrana
semiper-
meable
Solución
concentrada
Soluto
Flujo osmótico de solvente
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Las soluciones acuosas
¿QUÉ RECUERDO?
APRENDER A VER
Solución saturada
Una solución saturada contiene
la máxima cantidad de soluto que
puede disolver el solvente a una
temperatura especíﬁca.
Solución no saturada
Una solución insaturada contiene
una cantidad de soluto menor
de la que es capaz de disolver
el solvente.
Solución sobresaturada
Una solución sobresaturada contiene
una mayor cantidad de soluto
disuelto del que podría admitir
el solvente en esas condiciones,
sin formar cristales o un sólido. Solo
algunas sustancias poseen esta
característica.
Son aquellas que tienen como solvente el agua. Los compuestos iónicos
y covalentes polares son solubles en agua por tener aﬁnidad con la na-
turaleza polar del agua.
Las soluciones acuosas se pueden diferenciar según los siguientes cri-
terios:
• Capacidad de un solvente para disolver un soluto. De acuerdo a
ello, se pueden distinguir soluciones saturadas, no saturadas y sobre-
saturadas.
• ¿Por qué el agua es considerada
el solvente universal?
• ¿Por qué el azúcar no puede
disolverse con facilidad en agua
helada?
7
• Capacidad de conducir electricidad. De acuerdo a ello, se pueden
distinguir soluciones electrolíticas y no electrolíticas.
Solución no electrolítica Solución electrolítica
Son soluciones de compuestos
covalentes. En ellas, los solutos se
disocian parcialmente y no conducen
la electricidad.
Son soluciones de compuestos
iónicos. En ellas, los solutos se
disocian completamente en sus iones
y las soluciones son conductoras de la
electricidad.
• ¿Cómo se organizan las
partículas del soluto y del
solvente en las soluciones
saturadas, no saturadas y
sobresaturadas?
Soluto Solvente
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VIVE SALUDABLEMENTE
¿CÓMO VAMOS?
La solubilidad
Se define como una medida que indica la máxima cantidad de soluto
que puede ser disuelto en una determinada cantidad de solvente a una
temperatura específica.
Por lo tanto, se puede decir que la solubilidad es la concentración de
una solución saturada y, en general, se mide en gramos de soluto por
100 gramos de agua (en soluciones acuosas).
Principales factores que afectan la solubilidad en el agua:
• La naturaleza físico-química del soluto y del solvente
Los compuestos iónicos y las moléculas de naturaleza polar son solu-
bles en agua, mientras que los compuestos apolares son insolubles en
ella.
Por ejemplo, el ciclohexano, molécula apolar, es insoluble en agua.
• La temperatura
Los solutos sólidos y líquidos son más solubles en agua cuando se
incrementa la temperatura, por ello, es frecuente usar el efecto de la
temperatura para obtener soluciones sobresaturadas. Sin embargo,
cuando el soluto es un gas, al aumentar la temperatura disminuye la
solubilidad, pues las moléculas al poseer mayor energía cinética tien-
den a volatilizarse.
Por ejemplo, cuando la temperatura de los lagos se eleva por encima
de lo normal, disminuye la solubilidad del oxígeno, que se escapa a la
atmósfera.
• La presión
La variación de la presión en los sólidos y líquidos no influye en su
solubilidad. En los gases, a mayor presión, mayor solubilidad.
Por ejemplo, cuando se destapa una gaseosa, la presión disminuye,
por lo que el dióxido de carbono (CO2) disuelto en ella escapa en for-
ma de pequeñas burbujas.
• El estado de subdivisión
Los sólidos cuanto más finamente divididos se encuentren en un sol-
vente líquido, mayor superficie de contacto existirá entre las molécu-
las del soluto y del solvente.
Por ejemplo, en algunos casos, la trituración de los solutos facilita
bastante la disolución.
Tu cuerpo necesita el consumo
diario y suficiente de agua, ya que
asegura que en tu organismo se
produzcan todas las reacciones
bioquímicas que ocurren en su
presencia. En muchos de los
procesos metabólicos, el agua
reacciona con otras sustancias
para generar otros compuestos.
Además, forma parte de las
macromoléculas biológicas como
los ácidos nucleicos y las proteínas.
• ¿Cuántos vasos de agua tomas
al día? ¿Por qué?
• ¿Cuántos litros de agua se debe
consumir cada día?
• ¿Cuál es el sustento científico
que determina el consumo de
2 L de agua al día? Averigua.
Agua,
molécula
polar.
Ciclohexano,
molécula
apolar.
9 ¿Qué criterios se usan para
diferenciar las soluciones
acuosas?
10 ¿Por qué el aceite es insoluble
en agua?
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Las unidades físicas de concentración
¿QUÉ RECUERDO?
PARA SABER MÁS
Este alcohol medicinal tiene una
concentración de 96 % en volumen.
Esto quiere decir que contiene
96 mL de etanol absoluto disuelto
en cada 100 mL de solución
alcohólica.
Son términos cuantitativos que reflejan la concentración de las solucio-
nes de manera numérica y exacta. Al trabajar con soluciones, es necesa-
rio conocer la proporción en que se encuentran el soluto y el solvente;
para ello, se debe identificar la concentración de las soluciones.
Porcentaje en masa (% m/m)
Se define como la cantidad en gramos de soluto que están contenidos
en 100 gramos de solución. Se utiliza cuando las cantidades de las sus-
tancias que forman la solución están expresadas en unidades de masa
como gramos o kilogramos, entre otras.
Porcentaje en volumen (% V/V)
Es muy común para especificar la concentración de una solución pre-
parada al diluir un liquido puro con otro liquido. Se define como la can-
tidad en mililitros de soluto contenidos en 100 mililitros de solución. Se
utiliza cuando las cantidades de las sustancias que forman la solución
están expresadas en unidades de volumen, como mililitros o litros, en-
tre otras.
8
• ¿Por qué en las etiquetas de las
bebidas alcohólicas se registra el
porcentaje de alcohol?
• ¿La concentración de limón en
una limonada será la misma si se
sirve en un vaso o si se deja en
una jarra?
% volumensoluto =
volumensoluto
volumensolución
× 100
% masasoluto =
masasoluto
masasolución
× 100
EJEMPLO 5
El análisis de una aleación revela que en una muestra de 2,45 g hay 0,73
g de aluminio. Calcula el porcentaje de aluminio en la solución.
% masaaluminio =
0,73 g
2,45 g
x 100 % masaaluminio = 29,79 %
El porcentaje de aluminio en la solución es 29,79 %. Este valor indica que hay
29,79 g de aluminio por cada 100 g de la aleación.
EJEMPLO 6
Calcula el porcentaje de alcohol en una solución formada por 48 mL de
alcohol disuelto en 150 mL de agua.
% volumenalcohol =
48 mL
150 mL
x 100 % volumenalcohol = 32 %
El porcentaje de alcohol en la solución es 32 %. Este valor indica que hay
32 mL de alcohol por cada 100 mL de solución.
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¿CÓMO VOY?
Porcentaje masa-volumen (% m/V)
Este tipo de concentración expresa la cantidad en gramos de soluto que
se encuentran contenidos en 100 ml de solución. Se utiliza cuando el
soluto es un sólido, cuya cantidad se mide en unidades de masa (gra-
mos), y el solvente es un líquido, cuya cantidad se mide en unidades de
volumen (mililitros).
Partes por millón (p. p. m.)
Se utilizan para medir algunas concentraciones muy pequeñas, trazas
de una sustancia muy diluida en otra, por ejemplo, las partículas con-
taminantes que eliminan los automóviles o la cantidad de cloro o flúor
presentes en el agua potable.
Las partes por millón corresponden a las partes de soluto presentes en
un millón de partes de solución (106
). Cuando se preparan soluciones
sólidas, se utilizan, por lo regular, las unidades mg/kg, y para soluciones
líquidas, mg/L.
% masa en volumen =
masasoluto
volumensolución
× 100
p. p. m. =
masasoluto (mg)
masasolución (kg) o volumensolución (L)
11 Determina el porcentaje de
masa en volumen de una
solución de ácido sulfúrico
(H2SO4), si la concentración de
la solución ácida es 20 % en
masa y tiene una densidad de
1,3 g/mL a 20 °C.
EJEMPLO 7
Calcula la masa de NaCl que está disuelta en una botella de 250 mL de
suero fisiológico al 0,9 % m/V.
0,9 % =
Masa del soluto
250 mL
x 100 % = 2,25 g
La masa de NaCl disuelto es 2,25 g. Este valor indica que hay 2,25 g de
cloruro de sodio disueltos en 250 mL de suero.
EJEMPLO 8
¿Cuál será la concentración, en p. p. m., de una muestra de 350 mL de
solución de fluoruro de sodio en agua que contiene 0,00070 g de esta sal
disuelta?
1. Realiza la conversión a las unidades requeridas en la fórmula:
Volumen de solución: 350 mL = 0,350 L
Masa de soluto: 0,00070 g = 0,70 mg
Al aplicar la expresión, queda:
p.p.m.=
0,70 mg
0,350 L
p. p. m. = 2 p. p. m.
Esto quiere decir que hay 2 mg por litro de solución.
Densidad =
Masa soluto + Masa solvente
Volumen de solución
Concentración =
Masa de soluto
Volumen de solución
Aunque la concentración y la
densidad se miden en las mismas
unidades, representan conceptos
distintos.
La densidad representa la relación
entre la masa y el volumen de la
solución. Es una propiedad que
tienen todas las sustancias.
La concentración en masa de una
solución representa la relación
entre la masa del soluto y el
volumen de la solución.
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Las unidades químicas de concentración
EXPERIMENTAMOS
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La concentración molar (M)
Indica los moles de soluto disueltos en un litro de solución y se expresa
en mol/L.
Ventajas. Permite trabajar con moles, lo que facilita su utilización en
estequiometría.
Desventajas. El volumen varía con la temperatura, por ello, su valor
no es constante.
La concentración molal ( )
Indica el número de moles de soluto que se encuentra disuelto en un
kilogramo de solvente y se expresa en mol/kg.
Ventajas. Se trabaja usando la masa de solvente, la cual no varía con la
temperatura.
Desventajas. No siempre es posible medir la masa del solvente.
M =
moles de soluto
volumen de solución (L)
M =
n
V
=
moles de soluto
kg de solvente
Prepara una solución molar
1. Con ayuda de la balanza, mide
2 g de cloruro de sodio sobre
una luna de reloj.
2. Coloca los 2 g de sal en un
vaso de precipitados de
250 mL y agrega 20 mL de
agua. Agita hasta que los
cristales se disuelvan
totalmente.
3. Vierte la solución anterior
en un balón de 100 mL. Con
ayuda de una probeta, agrega
agua destilada hasta alcanzar
los 100 mL de capacidad que
presenta el balón.
Análisis de resultados
• ¿Cuál es la concentración
de la solución preparada
expresada en molaridad?
• ¿Cómo se puede disminuir
la concentración de una
solución?
EJEMPLO 9
Calcula la concentración molar de una solución blanqueadora que
contiene 19,7 g de hipoclorito de sodio (NaClO) por cada 800 mL de
solución.
1. Para aplicar la expresión de molaridad, se necesita tener la cantidad de
sustancia (n) del hipoclorito de sodio a partir de la siguiente expresión:
nsoluto =
m
M
M = masa molar
2. Del ejercicio se obtiene la masa de soluto, pero la masa molar se debe
calcular a partir de su fórmula química. Por lo tanto, la masa molecular
del hipoclorito de sodio es igual a la suma de las masas atómicas de cada
elemento que lo compone:
Masa atómica Masa molar
Na = 23 g/mol; Cl = 35,45 g/mol; 23 g/mol + 35,45 g/mol + 16 g/mol
O = 16 g/mol = 74,45 g/mol
Entonces, nsoluto =
19,7 g
74,45 g/mol
= 0,26 mol de hipoclorito de sodio
3. M =
0,26 mol
0,800 L
= 0,32 mol/L o 0,32 M
La concentración molar de la solución es 0,32 M. Este valor indica que hay
0,32 mol de hipoclorito de sodio por cada litro de solución.
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Dilución
Para preparar soluciones de menor concentración, se agrega más sol-
vente. El número de moles de soluto se mantiene invariable.
M =
n
V
➞ n = M x V n1 = n2
M1 × V1 = M2 × V2
METACOGNICIÓN
En el laboratorio se encuentran
envases con los siguientes rótulos:
• ¿De qué manera te sirve lo
aprendido para comprender
dicha información?
• ¿Qué pasos has realizado para
desarrollar este tema?
EJEMPLO 10
Calcula la molalidad de una solución que se prepara mezclando 10 mL de
etanol (C2H5OH) con 300 mL de agua. (densidad de etanol = 0,8 g/mL;
densidad del agua = 1 g/mL).
1. Para calcular la molalidad, se necesita conocer los moles de soluto y la
masa del solvente expresada en kilogramos.
Como ambos son líquidos, los datos de densidad permiten conocer la
masa de cada uno de ellos.
d =
m
V
despejando la masa, m = d x V
metanol = 0,8 g/mL x 10 mL magua = 1 g/mL x 300 mL
= 8 g = 300 g
= 0,3 kg
2. Del ejercicio se obtiene el número de moles, pero antes se calcula la masa
molecular de etanol, que es 46 g/mol. Entonces, el número de moles será:
netanol =
m
M
netanol =
8 g
46 g/mol
= 0,17 mol de etanol
Así, la molalidad será:
=
nsoluto
msolvente
=
0,17 mol
0,3 kg
= 0,57 mol/kg o 0,57
3. La concentración molal de la solución es 0,57. Este valor indica que hay
0,57 mol de etanol por cada kilogramo de agua.
EJEMPLO 11
Prepara 250 mL de solución 0,7 M de HCl a partir de una solución 2 M.
1. Veriﬁca antes de la dilución: M1 = 2 M, V1 = ? y después de la dilución:
M2 = 0,7 M; V2 = 250 mL
M1 x V1 = M2 x V2 ➞ (2 M) V1 = (0,7 M) (250 mL)
V1 = 87,5 mL
2. Luego, 87,5 mL de solución concentrada se enrasan a 250 mL de agua.
En biotecnología se realizan diluciones para
el conteo de microorganismos.
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Pesos equivalentes
¿CÓMO VAMOS?
Normalidad (N)
Indica el número de equivalentes gramos (eq-g) de soluto presentes en
un litro de solución.
La fracción molar (X)
Es una cantidad adimensional que expresa la relación del número de
moles de un componente en una solución con el número de moles de
todos los componentes presentes en la solución.
Ventajas. Su valor no depende de la temperatura.
Desventajas. Implica conocer la masa molar de cada componente de
la solución.
N.º de eq-g =
masa de la sustancia (g)
peso equivalente (g)
N =
N.O de eq-g de soluto
volumen de solución (L)
Xsoluto =
nsoluto
nsoluto + nsolvente
Xsolvente =
nsolvente
nsoluto + nsolvente
Xsoluto + Xsolvente = 1
P. E. (óxido) =
masa molar
cantidad de oxígeno
P. E. (elemento) =
masa molar
número de H+
P. E. (elemento) =
masa atómica
número de oxidación
P. E. (elemento) =
masa molar
número de OH–
P. E. (elemento) =
masa molar
carga total del ion
12 Explica las diferencias entre
una solución de H2SO3 1 N
y 1 M.
EJEMPLO 12
Halla la normalidad de 1,5 L de una solución que contiene 90 g de Ca(OH)2.
1. Calcula la masa molar de Ca(OH)2: 74 g
2. Halla el peso equivalente:
74 g
2
= 37 g
3. El equivalente gramo es
90 g
37 g
= 2,43
4. Aplica la fórmula para hallar la normalidad.
N =
N.º de eq-g
V (L)
=
2,43
1,5 L
= 1,62
5. Luego, la normalidad es 1,62 eq-g/L o 1,62 N.
EJEMPLO 13
Determina las fracciones molares de soluto y solvente para una solución
preparada con 150 g de cloruro de sodio (NaCl) en 500 g de agua (H2O).
1. Calcula las masas molares a partir de las masas atómicas. La masa del
cloruro de sodio (NaCl) es 58,45 g/mol, y la del agua (H2O),18 g/mol.
2. Por lo tanto, el número de moles será:
nNaCl =
150 g
58,45 g/mol
= 2,57 mol nH2O =
500 g
18 g/mol
= 27,78 mol
XNaCl =
2,57 mol
2,57 mol + 27,78 mol
XH2O =
27,78 mol
2,57 mol + 27,78 mol
XNaCl = 0,08 XH2O = 0,92
3. Comprueba la expresión: Xsoluto + Xsolvente = 1
0,08 + 0,92 = 1
La fracción molar del soluto es 0,08, y la del solvente, 0,92.
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PARA SABER MÁS
¿QUÉ RECUERDO?
El sistema coloidal
¿CÓMO VOY?
En la naturaleza, además de las soluciones, pueden encontrarse mez-
clas heterogéneas o suspensiones y los coloides.
Un coloide es una dispersión de partículas de una sustancia en un sol-
vente. En una solución coloidal, la fase dispersa y el medio dispersor
pueden ser sólidos, líquidos o gases.
Un coloide y una solución muchas veces se ven exactamente iguales,
aunque su comportamiento físico-químico es muy diferente. El tamaño
de las partículas de una mezcla tipo coloide es mucho mayor que las
de una solución. Para diferenciar un coloide de una solución se puede
reproducir el efecto Tyndall.
Clasiﬁcación de coloides
Fases
dispersas
Medio de
dispersión
Tipo de coloide Ejemplos
Sólido Gas Aerosol Humo.
Líquido Gas Aerosol
Atomizador de laca
para el cabello, neblina,
niebla, etc.
Sólido Líquido Gel
Tinta de impresora,
pintura, etc.
Líquido Líquido Emulsión Leche, mayonesa, etc.
Gas Líquido Espuma
Espuma extintora de
incendio.
Cuando el aire es muy húmedo o
presenta partículas suspendidas, y
es atravesado por un haz de luz, se
advierte el efecto Tyndall.
• ¿La gelatina y el helado de crema
son soluciones? ¿Por qué?
El efecto Tyndall se
produce cuando un pequeño
haz de luz atraviesa un
coloide. En este caso, las
partículas suspendidas
desvían la luz y se ven como
pequeñísimas manchitas
luminosas.
En una solución no es posible
ver el haz de luz, ya que no hay
partículas en suspensión que
puedan desviarlo. Por lo tanto,
la exposición a un haz de luz
se puede utilizar como método
para diferenciar coloides de
soluciones.
10
13 ¿Por qué no hay coloides en
una mezcla donde tanto la fase
dispersa como el dispersante
son gases? Explica.
Coloide Solución
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PROPUESTA DE TRABAJO
RÚBRICA DE EVALUACIÓN
Criterios a evaluar Excelente Satisfactorio En progreso Iniciado
Organización
de la información
Presenta información
clara y centrada en
el tema de estudio.
Se destaca la idea
principal e información
detallada.
clara y centrada en
el tema de estudio.
Se destaca la idea
principal.
que no está centrada
en el tema de estudio.
Es difícil identificar la
idea principal.
Presenta dificultad
para organizar la
información.
Uso de vocabulario
científico
Emplea términos
científicos adecuados,
relacionados con el
tema de estudio en su
redacción.
Emplea términos
científicos
relacionados con el
redacción.
Emplea algunos
términos científicos
relacionados con el
redacción.
Emplea muy pocos
términos científicos
relacionados con el
tema en su redacción.
Presentación de
la información con
las herramientas
del sitio web
Elabora el afiche
digital haciendo uso
adecuado de las
herramientas del sitio
web.
Elabora el afiche
digital haciendo uso
de la mayoría de las
web.
Elabora el afiche digital
haciendo uso de
pocas opciones de las
web.
Presenta dificultad
para elaborar el afiche
digital.
Vitaminas solubles en grasas y en agua
Las vitaminas tienen estructuras químicas únicas que determinan su
solubilidad en diferentes tejidos del organismo. Por ejemplo, las
vitaminas B y C son solubles en el agua de la sangre, mientras que las
vitaminas A, D, E y K son solubles en solventes apolares y en el tejido
graso del cuerpo.
Debido a su solubilidad en agua, las vitaminas B y C no se almacenan
considerablemente en el organismo; por ello, es necesario incluir
en nuestra dieta diaria aquellos alimentos que las contengan.
En contraste, las vitaminas solubles en grasas se almacenan en
cantidades suficientes para evitar enfermedades asociadas a una
deficiencia de vitaminas.
THEODORE BROWN, H. EUGENE LEMAY Y OTROS, Química, la ciencia central, México D.F.,
Pearson Educación, 2009. (Adaptación)
Busca información sobre las vitaminas hidrosolubles
y liposolubles.
1. Escribe las ideas principales sobre los tipos de
vitaminas de las fuentes consultadas.
2. Elige dos vitaminas de cada tipo. Luego, anota en
un cuadro sus características químicas, funciones y
fuentes en las que se encuentran.
3. Organiza la información para elaborar un afiche
virtual en el sitio web Piktochart o Easel.ly. La
finalidad del afiche es difundir la importancia del
consumo de frutas y verduras cinco veces al día.
Desarrolla la página 117 del Libro de actividades.
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USA ESTRATEGIAS DE LAS TIC

CIERRE
CONSULTAMOS
SINTETIZAMOS
Para ejercitar
Ibercaja aula en red, Moles y disoluciones
En este sitio web encontrarás enunciados que describen
diferentes problemas o casos para realizar cálculos
relacionados con las unidades químicas de concentración
de las soluciones.
Cada uno de ellos, presenta una simulación que permite
comprender mejor el problema.
Recuerda que el contenido de los sitios web puede
cambiar.
Para ampliar
Steven Soderbergh (Dir. 1999),
Erin Brockovich, Estados Unidos.
Una madre consigue trabajo en un estudio de abogados.
Su primer caso se centra en la investigación acerca del
origen de las enfermedades de su cliente y su familia.
Durante este proceso descubre la relación entre el
origen de estas y la contaminación del agua producida
por un tipo de cromo hexavalente que en grandes
concentraciones crea serios problemas de salud.
Finalmente, logra reunir las pruebas y el estudio gana
el caso.
Te presentamos mediante un mapa conceptual las ideas clave que has trabajado en la unidad.
Sobresaturadas
Saturadas
No saturadas
Mezclas
homogéneas
Las soluciones
son
Tipo de soluto
Solvente No electrolíticas
Soluto Electrolíticas
se clasifican según
en como
se expresan
en
Unidades físicas Unidades químicas
Cantidad de
soluto
Porcentuales Partes por millón
(p.p.m)
Volumen
Masa-volumen
Masa
Composición
del soluto
consideran consideran
que pueden ser como
pueden ser
Gaseosas
Líquidas
Sólidas
formadas por
Concentración
Molaridad (M = n/V)
Molalidad ( = n(soluto)/masa(solvente))
Normalidad (N = Nº de eq-g/V)
Fracción molar (X = Xsoluto + Xsolvente = 1)
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2

EXPLICA EL MUNDO FÍSICO
INDAGA MEDIANTE MÉTODOS CIENTÍFICOS
Comprende y usa conocimientos científicos
Analiza datos e información
7 De acuerdo al gráfico de la derecha, ¿qué sal es más soluble a 40 °C?
Identifica la respuesta y explica en tu cuaderno.
• KNO3 • NaBr
• NaCl • KBr
8 A continuación, se muestran los pesos moleculares y las densidades
de algunos gases.
Gases Pesos moleculares (g/mol) Densidad (g/L)
H2 2,0 0,090
NH3 17,0 0,760
HCN 27,0 1,21
H2S 34,0 1,52
CO2 44,0 1,96
SO2 64,0 2,86
Cl2 71,0 3,17
• ¿Qué relación existe entre la densidad y el peso molecular de los gases?
• ¿Qué expresión matemática de las leyes de los gases relaciona estas dos
propiedades?
1 El comportamiento de los gases depende de las variables que determinan
su estado y la teoría cinética molecular.
• ¿Qué relación existe entre el volumen y la presión de los gases?
• ¿Por qué se deben usar diferentes instrumentos para medir la presión
de los gases?
2 Observa la imagen de la derecha.
• ¿Cómo influye la temperatura en el volumen de un gas?
• ¿Qué ley explica este comportamiento de los gases?
3 Para preparar un dulce casero, se requiere una solución de azúcar en agua.
• ¿Qué factores influyen en este proceso?
• ¿Cuál de las sustancias se comporta como soluto? ¿Y cuál como solvente?
4 El volumen molar de los gases, a condiciones normales de presión y
temperatura, es 22,4 L.
• Calcula el volumen molar de un gas a 0,5 atm y 273 °C y a 2 atm y 273 °C.
5 Se colocan dos ollas a hervir, una con agua pura y otra con agua salada.
• Predice cuál hervirá primero y explica por qué.
6 En un laboratorio se desea preparar una solución 0,5 M de KMnO4.
• Explica el procedimiento y las cantidades requeridas para la preparación
de 100 mL de esta solución.
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AS EN TU TEXT
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KNO3
NaNO3
NaBr
KCl
NaCl
Na2(SO4)3
Ce2SO4
KBr
250
200
150
100
50
0 20 40 60 80 100
Temperatura (ºC)
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Hielo Agua
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¿QUÉ APRENDÍ?

Asume una posición crítica
EJERCE TU CIUDADANÍA
Los componentes del cigarro
El 92 % del humo del cigarro son gases y el 8 % son suspensiones, dentro de
estas últimas destaca el alquitrán, que produce compuestos cancerígenos
como el benzopireno. Otro gas nocivo es el CO, que produce anemia en las
personas expuestas.
La inhalación de estos gases y suspensiones resulta perjudicial para la per-
sona que fuma y peor aún para el fumador pasivo, es decir, el que inhala el
humo pero no fuma.
El grado de absorción de las partículas contaminantes depende de la pro-
fundidad de la inhalación y del estado del aparato respiratorio. Las investi-
gaciones demuestran que puede retenerse hasta el 90 % de las partículas
inhaladas. Las consecuencias son muy conocidas e incluyen desde bronqui-
tis hasta la muerte por cáncer.
METACOGNICIÓN
• ¿Qué temas has comprendido
mejor y cuáles consideras
necesitan una explicación
adicional?
• ¿Cómo piensas que los
conocimientos adquiridos
pueden ser útiles en la vida
cotidiana?
Recuerda que con interés,
trabajo y responsabilidad
alcanzarás tus metas.
9 ¿Por qué a pesar de las consecuencias que implica el humo del
tabaco para nuestra salud los fabricantes no dejan de producir
cigarros?
Cuando se ingieren bebidas
alcohólicas, el alcohol que
contienen llega a la sangre.
Esta concentración de
alcohol puede tener efectos
nocivos sobre el organismo,
por ejemplo: la capacidad
de atención disminuye, por
lo que se tarda un mayor
tiempo en reaccionar frente al
peligro; disminuye la agudeza
visual y auditiva; los músculos
reaccionan más torpemente
y provoca una sensación de
euforia, lo que hace que algunos conductores circulen a mayor velocidad
y puedan provocar accidentes. Hay que tener en cuenta, además, que el
alcohol no afecta por igual a todas las personas. Por eso, la concentración de
alcohol en la sangre más segura es 0%.
• ¿Qué opinas respecto a que en el Perú aún no haya una ley de tolerancia
cero al consumo de alcohol?
• ¿Qué propondrías para que los conductores no consuman alcohol?
FUMAR ES DAÑINO
PARA LA SALUD
Resuelve las actividades en tu cuaderno. Luego, entrégaselo a tu profesor.
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UNIDAD 6

¿QUÉ APRENDERÉ?
• Comprender los fundamentos de la química del carbono.
• Identificar las características del átomo de carbono.
• Reconocer los tipos de hibridación y su importancia.
• Identificar las características de las moléculas orgánicas.
• Diferenciar los tipos de hidrocarburos.
• Nombrar compuestos orgánicos.
• Conocer las propiedades físicas y químicas de los
hidrocarburos.
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7 La química del carbono

CONVERSAMOS
• ¿Desde cuándo se conoce el petróleo y en qué siglo
se empezó a aprovechar industrialmente?
• ¿El petróleo es una energía renovable o no
renovable?
• ¿Qué productos de los que tienes en casa son
derivados del petróleo?
• ¿Qué otros productos se obtienen a partir de
derivados del petróleo?
• ¿De qué modo mejoran nuestra calidad de vida
estos productos?
• ¿Por qué es importante el petróleo para la
economía del hogar?
Más que un combustible
El petróleo ha sido conocido desde
tiempos ancestrales y utilizado solo por sus
propiedades impermeabilizantes y adherentes.
Es a partir del siglo XIX que se empezó a usar
industrialmente cuando se logran separar sus
componentes, lo que le dio el impulso para su
vertiginoso desarrollo actual, siendo la fuente
energética más importante en todo el mundo.
Gracias a los avances en la industria
petroquímica, actualmente tiene infinidad
de usos. La industria de los polímeros
proporciona una multitud de productos
de uso diario, como plásticos, pinturas,
solventes, asfaltos, aceites, lubricantes, etc.
El gas, asociado al petróleo, se usa como
combustible de uso diario en el hogar para
generar electricidad en turbinas, como insumo
petroquímico y muchas aplicaciones más.
Las reservas mundiales de petróleo alcanzan
para muchos años más, pero son muy
contaminantes, por lo que se está dando
impulso a alternativas limpias como fuentes de
energía, aunque el costo de producirlas es aún
muy alto.
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Los compuestos orgánicos
¿QUÉ RECUERDO?
PARA SABER MÁS
1
• ¿Qué es la química y cómo se
clasifica?
• ¿Cuál es la configuración
electrónica del carbono?
La química del carbono, también llamada por razones de tipo históri-
co química orgánica, se ocupa de las propiedades y reacciones de los
compuestos del carbono.
La química de los compuestos de carbono estudia desde la composición
de azúcares, grasas, proteínas, constituyentes esenciales de los seres
vivos, hasta materiales básicos para la industria, como plásticos, fibras,
barnices naturales o sintéticos y combustibles fósiles, pasando por me-
dicamentos, vitaminas y conservantes.
El carbono, junto con el hidrógeno, el oxígeno, el nitrógeno y otros po-
cos elementos, es capaz de formar más de siete millones de compuestos.
Esto se debe a que el átomo de carbono puede conformar enlaces cova-
lentes simples, dobles o triples, consigo mismo o con otros elementos
de la tabla, dando origen a una serie extensa de combinaciones.
La expresión “química orgánica” se asoció en 1777 a los compuestos
aislados de organismos vivos para diferenciarlo del de química inorgá-
nica, que englobaba los compuestos del mundo mineral.
En 1861, Friedrich A. Kekulé sugirió que sería mejor designar la quí-
mica orgánica como química de los compuestos de carbono, después
de demostrar que el carbono formaba parte de todos los compuestos
orgánicos.
La nicotina se produce en
la quema del cigarro y es
la sustancia que provoca la
adicción. Es un estimulante
del sistema nervioso central,
aumenta la presión arterial
y la frecuencia de los latidos
cardiacos.
No todos los compuestos que
presentan átomos de carbono
son considerados compuestos
orgánicos, las excepciones son:
• Los óxidos de carbono como CO2
y CO.
• Las sales derivadas de
carbonatos y bicarbonatos, como
Na2CO3 y NaHCO3.
Estructura de la vitamina D (vitamina
antirraquítica). Este compuesto
orgánico es denominado la vitamina
de la luz del sol.
Sin embargo, los baños excesivos
de sol afectan a la piel y demasiada
vitamina D causa la calcificación del
tejido blando.
HO
H2C
H3C
H3C
CH3
CH3
CH3
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b. Corteza terrestre
c. Universo
Propiedades de los compuestos orgánicos
Los compuestos orgánicos presentan características y propiedades co-
munes, como las siguientes:
• Son combustibles, ardiendo en el aire.
• Tienen puntos de fusión bajos, de menos de 300 ºC.
• Sus puntos de ebullición son bajos, debido a que las fuerzas inter-
moleculares son muy débiles.
• Son poco solubles en agua y algunos son insolubles.
• Son solubles en solventes orgánicos, debido a que sus enlaces son
predominante covalentes.
• Presentan generalmente reactividad lenta y rara vez cuantitativa.
• No son buenos conductores de la electricidad.
• Son volátiles.
• Se presentan en los tres estados físicos: sólidos, líquidos o gases.
• Presentan isomería.
• Son menos densos que el agua.
Diferencia entre compuestos orgánicos e inorgánicos
Los compuestos orgánicos presentan una serie de rasgos característi-
cos que los diferencian de los inorgánicos. Entre ellos tenemos:
Compuestos orgánicos Compuestos inorgánicos
Presentan algunos átomos no
metálicos además del carbono.
Presentan átomos metálicos.
Están formados por enlaces
covalentes.
Predominan los enlaces iónicos.
Están formados por cadenas basadas
en carbono.
No es común la formación de cadena
con la excepción de algunos silicatos.
Son insolubles en agua y solubles en
solventes orgánicos.
Presenta solubilidad variada.
Presentan puntos de fusión y ebullición
bajos.
Se caracterizan por sus elevados
puntos de fusión y ebullición.
Importancia de la química orgánica
El desarrollo y conocimiento de la química orgánica es importante en
nuestra vida debido a lo siguiente:
• Los compuestos derivados de la combinación del carbono con cierto
número de otros elementos son la materia prima con la cual se ha
construido la vida en el planeta.
• El desarrollo de miles de productos industriales, como el papel, las
telas de algodón, los combustibles (petróleo, diésel, carbón), los anti-
bióticos (como la penicilina) y las vitaminas. Asimismo, se han sinteti-
zado artificialmente miles de compuestos orgánicos, como plásticos,
detergentes, pesticidas, colorantes, fibras y polímeros.
Abundancias relativas de los elementos
químicos en la materia viva (a), la corteza
terrestre (b) y el universo (c).
1 Observa las imágenes y
responde.
• Calcula la cantidad total de
oxígeno que existe en a, b y c.
• ¿Cuál es el segundo
elemento más abundante?
• Calcula la cantidad de
carbono que existe en a, b y c.
Desarrolla la página 122 del
Libro de actividades.
a. Materia viva
Carbono (C):
18%
Hidrógeno (H):
10%
Fósforo (P): 1,1%
Otros:
0,9%
Oxígeno (O): 65%
Calcio (Ca): 2%
Nitrógeno (N): 3%
Otros: 35%
Carbono (C): 15%
Nitrógeno (N): 8%
Hidrógeno (H): 12,5%
Oxígeno (O): 9,6%
Silicio
(Si): 8%
Hierro (Fe): 11,9%
Oxígeno (O): 60,4%
Carbono (C): 0,16%
Hidrógeno (H):
2,9%
Aluminio (Al): 6,2%
Otros: 9,84%
Silicio (Si): 20,5%
¿CÓMO VOY?
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Propiedades del carbono
El carbono es el elemento de mayor importancia en la química orgáni-
ca. Todos los compuestos orgánicos se caracterizan por contener áto-
mos de carbono en sus moléculas.
Los átomos de carbono tienen la posibilidad de unirse entre sí por me-
dio de enlaces covalentes, dando lugar a cadenas carbonadas que cons-
tituyen el armazón de una gran variedad de compuestos. Tal caracterís-
tica guarda relación con la estructura electrónica del átomo de carbono,
que tiene tres propiedades fundamentales: tetravalencia, autosatu-
ración e hibridación.
Tetravalencia
La configuración electrónica fundamental del átomo de carbono es 1s2
2s2
2p2
. Sus dos primeros electrones ocupan el primer nivel, con sus
espines apareados 1s2
, y los cuatro restantes ocupan el segundo nivel:
2 electrones en orbitales s con espines apareados 2s2
y 2 electrones en
orbitales p con espines desapareados 2p2
: 2pX
1
2pY
1
.
6C = 1s2
2s2
2pX
1
2pY
1
2pZ
0
= C
Pero ocurre un salto electrónico según:
El átomo de carbono debería formar solo dos enlaces covalentes y com-
portarse como divalente; sin embargo, es tetravalente. Esta capacidad
para formar cuatro enlaces covalentes se explica por el fenómeno de la
hibridación, el cual se verá mas adelante.
Autosaturación
El carbono tiene la capacidad de autosaturación, es decir, de unirse a
otros átomos de carbono, y lo hace mediante enlaces simples, dobles o
triples. Estos enlaces se diferencian por su fuerza y su geometría:
PARA SABER MÁS
2
La electronegatividad del carbono
es igual a 2,5, lo que le permite
combinarse con facilidad con
otros átomos, formando enlaces
covalentes parcialmente iónicos
(enlaces polares) con H, O, N, S, F,
Cl, Br, I y Si.
Los átomos de carbono pueden formar
un tetraedro regular.
Tipos de enlaces de carbono
Enlace simple
Los átomos de carbono comparten
un par de electrones. Es el enlace
con menor energía. La geometría
es tetraédrica, es decir, cada átomo
dirige sus cuatro enlaces hacia los
vértices de un tetraedro regular.
Enlace doble
Los átomos de carbono comparten
dos pares de electrones. Es más
fuerte que el enlace simple y tiene
geometría plana triangular.
Enlace triple
Los átomos comparten tres pares de
electrones. Es el enlace más fuerte
de todos. Su geometría es lineal,
pues los enlaces están dispuestos en
línea recta.
1s2
2s2
2pX
1
2pY
1
2pZ
0
C
=
C C C
C C C C C C C C C
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Hibridación
Cuando el átomo de carbono se une a otros átomos, sean de carbono o
de otro elemento, ocurre un reordenamiento de los electrones de su es-
tructura. Este fenómeno va aunado a la combinación de orbitales atómi-
cos a los que llamamos hibridación; esto implica cambios en la energía
de la molécula y en la forma de sus orbitales.
La hibridación puede ocurrir de varias formas, según el orbital s se
combine con tres, dos o uno de los orbitales p. Se producen así orbitales
híbridos tipo sp3, sp2 y sp, respectivamente.
Clases de hibridación
Tipos Orbitales s Orbitales p Geometría Tipos de enlace
sp3
1s 3p
Tetraédrica
4sp3 Simple
sp2
1s 2p
Triangular
3sp2
Doble
sp
1s 1p 2sp Triple
¿CÓMO VAMOS?
2 Las grasas animales tienen enlaces simples; mientras que las vegetales, dobles. Explica cuáles se metabolizan
más rápidamente y por qué.
3 Indica el tipo de hibridación para los átomos de carbono 1, 2, 3 y 4 de la siguiente molécula:
θ = 109° 28’
+
+
+
θ = 120°
θ = 180°
C C
C C
C C
H
1 2 3 4
H
H
H
H
C C C C H
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2

El carbono en la naturaleza
¿QUÉ RECUERDO?
3
• ¿En qué material es posible
encontrar grafito?
• ¿Cuál es el elemento más
abundante en la naturaleza?
El carbono puede encontrarse en la naturaleza en estado libre o combi-
nado con otros elementos, como hidrógeno, oxígeno, azufre, nitrógeno
y halógenos.
Estado libre
En este estado, los átomos de carbono unidos entre sí forman cristales
sólidos, sin que medie ninguna transformación química. Se presentan
dos formas características:
• Cristalina o alotrópica. Los átomos de carbono se organizan for-
mando capas con estructuras geométricas definidas, como el diaman-
te, el grafito, los fullerenos y los nanotubos de carbono.
• Amorfa. Agrupamiento de átomos con muchas impurezas minera-
les, como el carbón mineral, es decir, la antracita, la hulla y el lignito.
Estado combinado
En este estado, los átomos de carbono están combinados con distintos
elementos formando diferentes compuestos:
• Hidrocarburos. Formados por la combinación de carbono e hidró-
geno. Por ejemplo: la gasolina, el gas propano, el keroseno, el gasoil y
los lubricantes.
• Alcoholes, éteres, aldehídos, cetonas, ácidos orgánicos y sus
distintos derivados. Son compuestos de carbono combinado con
hidrógeno y oxígeno.
• Aminas, amidas y los nitrilos. Son compuestos en los que está pre-
sente el nitrógeno, tal es el caso de los colorantes y los abonos.
• Haluros y mercaptanos. Son compuestos de carbono combinado
con halógenos y azufre, tales como los refrigerantes y los detergentes.
• Compuestos inorgánicos. Constituido por los carbonatos y sulfu-
ros de carbono, monóxido y dióxido de carbono.
Diamante Grafito Fullereno Nanotubo de carbono
El grafito tiene múltiples aplicaciones, una de
las cuales es en la confección de lápices.
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La cadena carbonada
Las cadenas carbonadas resultan de la concatenación de átomos de
carbono. El esqueleto carbonado puede ser lineal, ramificado o cíclico
según lo presentamos a continuación:
• Cadena carbonada lineal. Los carbonos aparecen uno a continu-
ación del otro, generalmente de forma horizontal.
C C C C C C C C
•Cadena carbonada ramificada. Los carbonos lineales presentan
otros carbonos fuera de los extremos.
C C C C C
C C C
• Cadena carbonada cíclica. Las cadenas carbonadas son cerradas y
forman anillos.
C
C C
C C
C C
C
C C
C C
Fórmulas químicas orgánicas
Uno de los resultados finales de los métodos de análisis y síntesis es la
determinación de la fórmula del compuesto. Una fórmula química es
una representación gráfica de la molécula de la sustancia en estudio.
Para una misma sustancia existen distintos tipos de fórmulas, cada una
de las cuales proporciona información diferente. En el siguiente cuadro
se muestran algunas de ellas:
4 Indica el tipo de hibridación
para los átomos de carbono
1, 2, 3 y 4 de la siguiente
molécula:
H
1 2 3 4
H
H
H
H
C C C C H
5 El metano, al igual que el
dióxido de carbono, provoca
efecto invernadero al absorber
parte de la radiación infrarroja
que debiera ser reﬂejada por
la tierra hacia el espacio. En
el caso de estos compuestos
la absorción se debe a la
estructura de sus moléculas.
¿Qué tipo de hibridación
presentan los átomos de
carbono que componen estas
moléculas?
Desarrolla las páginas 124 y 125
4
Fórmula molecular Fórmula empírica Fórmula estructural
Número exacto de átomos
que presentes en una
sustancia.
Indica los elementos presentes
en una molécula y la relación
mínima que hay entre los
átomos en números enteros;
sin embargo, no indica,
necesariamente, el número de
átomos en una molécula.
Fórmula condensada
CH2OH CHOH CHOH CHOH CH CHO
Fórmula extendida
C6H12O6 CH2O
Fórmula lineal
H O O H O
H H H O H
H
H H H
H
O
H O C C C C C C
HO
H
O
¿CÓMO VOY?
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Las funciones orgánicas
5
El grupo funcional es un átomo o grupo de átomos que caracteriza a la
molécula orgánica, conﬁriéndole unas propiedades químicas especíﬁ-
cas y determinadas.
En la siguiente tabla presentamos los grupos funcionales más impor-
tantes de la química orgánica, con su fórmula general y un ejemplo.
Grupos funcionales más importantes
Clases de compuesto Estructura general Grupo funcional Ejemplos
Alcanos R — H Ninguno
CH3CH2CH2CH3
n-butano
Alquenos C C
R R
R R
C C
C CH2
CH3
CH3
2-metilpropeno
Alquinos R — C C — R — C C —
CH3 — C C — CH3
2–butino
Compuestos aromáticos
C
C
C
C
C
C
R
R
R
R
R
R CH3
Metilbenceno
Halogenuros de alquilo R — X X = F, Cl, Br, I
CH3CH2 — Br
Bromoetano
Alcoholes R — OH — OH
CH3 — CH — CH3
OH
Alcohol isopropílico
Éteres R — O — R' — O —
CH3CH2 — O — CH3
Etilmetiléter
Aldehídos
O
R C H
O
C H
O
CH3CH2 C H
Propanal
Cetonas
O
R C R'
O
C
O
CH3CH2C CH2CH3
3–pentanona
Ácidos carboxílicos
O
R C O H
O
C OH
O
CH3CH2C OH
Ácido propanoico
Ésteres
O
R C O R'
O
C O
O
CH3CH2CO CH3
Propanoato de metilo
Aminas
R N R'
R'
N
(CH3)3 N
Trimetilamina
Amidas
O
R C NH2
O
C NH2
O
CH3CH2CH2C NH2
Butanamida
Nitrilos R C N C N
CH3C N
Etanonitrilo
La piña presenta el grupo funcional
éster que le da olor característico.
¿CÓMO VAMOS?
6 ¿Cuál es la diferencia principal
entre un aldehído y una
cetona?
Los cítricos presentan el grupo funcional
carboxilo.
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Los hidrocarburos
¿QUÉ RECUERDO?
6
Son los compuestos orgánicos más sencillos en cuanto a su estructura,
esto se debe a que solo están formados por átomos de carbono e hidró-
geno. El petróleo crudo es una mezcla de hidrocarburos, sin embargo,
en él también existen diferentes concentraciones de compuestos de azu-
fre, nitrógeno y oxígeno.
Según su estructura, se pueden clasificar en dos clases principales:
alifáticos y aromáticos. El término alifático proviene del griego aleiphas
que significa ‘grasa’, y se relaciona con una propiedad característica de
los hidrocarburos: su insolubilidad en agua.
Los hidrocarburos aromáticos se denominan así, como su nombre lo
indica, porque eran extraídos originalmente de extractos de plantas que
producían olores.
Los alifáticos son de tres tipos: alcanos (o hidrocarburos saturados), al-
quenos o alquinos (o hidrocarburos insaturados), según posean enlaces
sencillos, dobles o triples, respectivamente. Además, según sea abierta
o cerrada su cadena principal, los hidrocarburos alifáticos pueden ser
acíclicos o cíclicos.
A continuación, se resume su clasificación:
• ¿De qué materiales están
compuestan las velas?
Aromáticos
Alquenos (CnH2n)
Enlace
doble
Saturados
Alcanos (CnH2n+2)
Enlace
simple
Alquinos (CnH2n–2)
Enlace
triple
Insaturados Insaturados
Cicloalquenos (CnH2n–2)
Cicloalcanos (CnH2n)
Cicloalquinos (CnH2n–4)
Saturados
Alifáticos acíclicos Alifáticos cíclicos o alicíclicos
Alifáticos
Hidrocarburos
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Los hidrocarburos alifáticos acíclicos
¿QUÉ RECUERDO?
7
• ¿Qué sustancias contiene un
encendedor de cigarros?
Se caracterizan por tener cadena acíclica o abierta, pudiendo ser rami-
ficados o no ramificados. También pueden ser saturados (enlace sim-
ple) o insaturados (enlace doble o triple).
Los hidrocarburos saturados son nombrados como alcanos y antigua-
mente eran llamados parafinas, palabra proveniente del latín parum
affinus, que significa "poca afinidad". Los hidrocarburos insaturados
serán nombrados como alquenos, cuando son de doble enlace y de al-
quinos, cuando tienen triple enlace.
La clasificación de hidrocarburos alifáticos se puede resumir de la si-
guiente manera:
PARA SABER MÁS
Dependiendo del número de carbonos con que se una, los
carbonos se clasifican de la siguiente manera:
• Primarios. Si se unen a un átomo de carbono.
• Secundarios. Si se unen a dos átomos de carbono.
• Terciarios. Si se unen a tres átomos de carbono.
• Cuaternarios. Si se unen a cuatro átomos de carbono.
Hidrocarburos acíclicos
Enlaces simples ( C C )
Fórmula general
Cn
H2n+2
Enlaces dobles ( C C )
Fórmula general
Enlaces triples ( C C )
Fórmula general
estas pueden ser
Saturadas: los átomos se unen
por enlaces simples.
Alcanos Alquenos Alquinos
Butano Propileno Acetileno
Insaturadas: los átomos se unen
por enlaces dobles o triples.
H C C C C H
H
H
H
H
H
H
H
H
C C C C C
C
C
C
H C C H
H CH3
C C
H H
Se disponen en cadenas
abiertas lineales o ramificadas.
C C C C C
C
Cn
H2n
Cn
H2n–2
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Los alcanos
Son hidrocarburos alifáticos saturados, de cadenas abiertas (acíclicos),
ya sean sencillas o ramificadas, formadas por carbono e hidrógeno, uni-
das con enlaces covalentes simples (C — C y C — H). Son hidrocarburos
con enlaces simples entre sus átomos de carbono.
Formulación
Su fórmula general es CnH2n + 2, donde n simboliza el número de átomos
de carbono presentes en la molécula. Así para un hidrocarburo satura-
do de 12 átomos de carbono, la fórmula será C12H26.
Nomenclatura
Para nombrar a los alcanos, se usa el sufijo o terminación -ano y para
indicar el número de carbonos en la cadena se usan las siguientes raíces
según la IUPAC:
Fórmula desarrollada
Fórmula
semidesarrollada
Fórmula global Nombres
H
|
H — C — H
|
H
H — CH3 CH4 Metano
H H
| |
H — C — C — H
| |
H H
CH3 — CH3 C2H6 Etano
Nomenclatura de alcanos ramificados
Para nombrar alcanos se siguen las siguientes reglas, según IUPAC.
• Se escoge la cadena principal (la que tiene más átomos de carbono) y
se numera desde el extremo más cercano al sustituyente o rama.
• Se escriben los sustituyentes o grupo alquilo (que es el grupo de
átomos que queda fuera de la cadena principal). Para nombrarlos se
cambia el sufijo -ano por -il o -ilo.:
CH3 Metilo
|
CH3 — CH2 — CH2 — CH2 — CH — CH3
• Si en una cadena hay sustituyentes halógenos y alquilos, se considera
a los halógenos como un grupo más y estos tienen prioridad en nom-
brarse primero que los alquilos.
• Se usan los prefijos di-, tri-, tetra-, etc., en caso de que el sustituyente
se repita.
• Se separan los números entre sí por comas, y los números de las pa-
labras, por guiones.
Por ejemplo:
Prefijos numerales para
hidrocarburos
N.° de carbonos
Prefijo numeral
(raíz)
1 Met-
2 Et-
3 Prop-
4 But-
5 Pent-
6 Hex-
7 Hept-
8 Oct-
9 Non-
10 Dec-
4-cloro-2,2-dimetilpentano
CH3
|
CH — CH — CH2 — C — CH3
| |
Cl CH3
5 4 3 2 1
Algunos grupos alquilo
N.° de carbonos
Prefijo numeral
(raíz)
— CH3 Metilo
— CH2 — CH3 Etilo
CH2 — CH2 — CH3 Propilo
— CH — CH3
|
CH3
Isopropilo
METACOGNICIÓN
• ¿Qué dificultades tuviste en el
desarrollo de los temas? ¿Cómo
las superaste?
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PARA SABER MÁS
El eteno o etileno es un gas a partir
del cual se fabrican compuestos
como el polietileno, utilizado en la
elaboración de bolsas de plástico;
el cloruro de polivinilo o PVC,
usado en la fabricación de pisos
vinílicos, tuberías, cortinas para
baño, etc., y el teflón, empleado en
la fabricación de ollas y sartenes.
El etileno también es producido
por las plantas e interviene en la
maduración de los frutos.
EJERCE TU CIUDADANÍA
Las bolsas, botellas y vasos
de plástico son polímeros no
biodegradables fabricados a base
de polietileno o polipropileno
(derivados del petróleo). Estos
polímeros tardan en degradarse
cientos de años.
• ¿Por qué es importante reducir
el uso de materiales plásticos
y reemplazarlos por materiales
biodegradables?
Los alquenos
Son hidrocarburos alifáticos insaturados, de cadenas abiertas (acícli-
cos), ya sean sencillas o ramificadas, que se caracterizan por tener uno
o más dobles enlaces C = C y enlaces simples C — H.
Formulación
Su fórmula molecular es CnH2n. Se nombran igual que los alcanos, pero
con la terminación -eno.
Nomenclatura
Los alquenos se nombran usando la raíz del nombre de los alcanos,
pero cambiando la terminación -ano por -eno. Los tres primeros miem-
bros de la serie se conocen comúnmente como etileno, propileno y bu-
tileno, aunque también se nombran aplicando la regla: eteno, propeno
y buteno, respectivamente.
En los alquenos de cadena larga, los carbonos se empiezan a numerar
por el extremo más cercano al doble enlace. Mientras que en los alque-
nos de cadena ramificada, se considera como cadena principal la cade-
na más larga que contiene el doble enlace y se comienza a numerar por
el extremo que esté más cerca.
Para nombrar alquenos se siguen las siguientes reglas, según IUPAC.
• La posición del doble enlace tiene la numeración más baja.
• La cadena principal es la más extensa y presenta siete átomos de car-
bono y se nombra con el prefijo hept-.
• Los sustituyentes se ubican en las posiciones 4 y 5, respetando el or-
den alfabético.
• La terminación es -eno porque se presenta un enlace doble.
Propiedades físicas de algunos alquenos
Los alquenos son menos densos que el agua y prácticamente insolubles
en ella. En la tabla observamos otras propiedades físicas:
Alquenos Punto de ebullición (ºC) Punto de fusión(ºC)
Eteno –104 –169
Propeno –47 –185
1-buteno –6 –185
1-penteno 30 –138
1-hexeno 63 –140
1-hepteno 94 –119
CH3 CH3
| |
CH3 — CH2 — CH — CH — CH CH
|
CH3 — CH — CH3
7 6 5 4 3 2
1
4-propil-5-metil-2-hepteno
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Los alquinos
Son hidrocarburos alifáticos insaturados de cadena abierta, sencilla o
ramificada de átomos de carbono e hidrógeno, en la cual al menos uno
de los enlaces que une los átomos de carbono es un enlace covalente
triple C ≡ C y el resto pueden ser enlaces simples o dobles.
Formulación
Su fórmula molecular es CnH2n-2. Se nombran igual que los alcanos,
pero con la terminación -ino.
Nomenclatura
Para nombrar los alquinos se aplican las mismas reglas que para los
alquenos, pero cambiando la terminación -eno por -ino. Si la cadena
presenta enlaces múltiples, el grupo funcional alquino es grupo prefe-
rente y le da nombre a la cadena.
Para nombrar alquinos se siguen las siguientes reglas, según IUPAC.
• La posición del triple enlace tiene la numeración más baja.
• La cadena principal presenta siete carbonos y se nombra con el prefi-
jo hept-.
• Los sustituyentes se ubican en la posicion 5, respetando el orden alfa-
bético.
• La terminación es -ino porque se presenta un enlace triple.
• En caso de que la cadena presente dos o más enlaces triples, se nom-
bran usando los sufijos -diino, -triino, -tetraíno, etc., según el número
de enlaces triples.
Algunos alquinos de interés
Las fórmulas molecular y estructural de algunos alquinos simples se
observan en la siguiente tabla:
Átomos
de C
Fórmula
molecular
Fórmula estructural Nombres
2 C2H2 H — C C — H Etino
3 C3H4 H — C C — CH3 Propino
4 C4H6 H — C C — CH2 — CH3 1-butino
PARA SABER MÁS
El acetileno o etino es un gas
compuesto por carbono e
hidrógeno. Es más ligero que el
aire, incoloro e inodoro en su
estado puro.
No es tóxico ni corrosivo pero sí
muy inflamable; arde con llama
luminosa, humeante y de alta
temperatura. Es utilizado en la
actividad de soldadura y en el
análisis químico instrumental de
metales
CH3 CH3
| |
CH3 — CH2 — C — CH2 — C C
|
CH3
7 6 5 4 3 2
1
5,5-dimetil-2-heptino
1,4-octadiino
CH C — CH2 — C C — CH2 — CH2 — CH3
1 2 3 4 5 6 7 8
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PARA SABER MÁS
A pesar de que el gas natural es un
excelente combustible, presenta
algunos inconvenientes para ser
usado en vehículos, ya que su
eficiencia mecánica (cantidad de
kilómetros recorridos por litro de
gas) es algo menor que la de los
combustibles tradicionales.
El gas natural
Es un combustible compuesto por un conjunto de hidrocarburos lige-
ros, siendo el metano su componente principal (CH4).
Se formó hace millones de años como producto de la descomposición
de animales y plantas que fueron enterrados por arena, roca y piedras.
Las altas presiones y temperaturas contribuyeron a formar el gas que
hoy se utiliza como combustible.
De acuerdo a datos del Minem, el Perú posee importantes yacimientos
de gas ubicados en la zona sur del país, los cuales vienen siendo explo-
tados tanto para uso interno como para la exportación. La composición
del gas natural varía según el yacimiento:
Componente Composición (%) Estado natural
(CH4) 95,08 Gas
(C2H6) 2,14 Gas
(C3H8) 0,29 Gas licuable
(C4H10) 0,11 Gas licuable
(C5H12) 0,04 Líquido
(C6H14) 0,01 Líquido
(N2) 1,94 Gas
(CO2) 0,39 Gas
Algunas características del gas natural
• Es menos denso que el aire y su densidad relativa es 0,65.
• Es altamente combustible y presenta un alto poder calorífico (9,032
kcal/m3
).
• Es una fuente de energía limpia y no es necesario procesarlo para su uso.
Beneficios del gas natural
En la actualidad, el uso del gas natural es la alternativa energética que
más interés genera a nivel mundial, debido a que presenta las siguien-
tes ventajas:
• A diferencia de otros combustibles como el petróleo, el proceso de
extracción y transporte tiene menos riesgos ambientales.
• Como su combustión es casi completa, el gas natural es limpio y efi-
ciente en comparación con el carbón o el petróleo, que no se queman
del todo y cuyos subproductos van a dar a la atmósfera.
• En comparación con otros combustibles, el gas natural produce menos
emisiones atmosféricas de dióxido de carbono. El CO2 es uno de los prin-
cipales gases de invernadero que incrementan el calentamiento global.
• A diferencia de cualquier otro combustible fósil, su precio en el mer-
cado es bastante menor.
Las refinerías poseen un quemador que
sirve para la quema controlada y segura del
gas que no puede ser utilizado por razones
técnicas o comerciales.
7 Escribe las fórmulas
desarrolladas de los seis
primeros alcanos, alquenos y
alquinos.
8 Determina el peso molecular
de los seis primeros alcanos,
alquenos y alquinos.
9 Elabora una lista con los
nombres de las sustancias que
forman parte del gas natural.
Desarrolla las páginas 128 y 129
¿CÓMO VOY?
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Reactividad
de los
alcanos
Son poco reactivos y se les
llama paraﬁnas. Sus enlaces
simples son estables y difíciles
de romper. Sus reacciones
suelen ser lentas y requieren de
temperatura y presión elevadas
o la presencia de catalizadores.
Combustión
Arden en presencia de oxígeno, produciendo CO2 y agua:
C3H8(g) + 5 O2(g) 3 CO2(g) + 4 H2O(l) + Energía
Sustitución con halógenos
Reaccionan con cloro y bromo:
CH3 – CH2OH(l) + HBr(ac)
Luz CH3 – CH2 – Br2(ac) + H2O(l)
Craqueo
Se rompen por calor o con catalizadores de un hidrocarburo muy largo:
Petróleo Gasolina + Otros combustibles
Reactividad
de los alquenos
Presentan gran reactividad
química debido a que uno de
los pares de electrones del
doble enlace es más débil y,
por consiguiente, más fácil
de romper que un enlace
simple. Los alquenos son los
hidrocarburos más reactivos.
Combustión
Arden con llama más luminosa que los alcanos:
C2H4(g) + 3 O2(g) 2 CO2(g) + 2 H2O(l) + Energía
Adición
Se rompe el doble enlace del alqueno y se incorpora la molécula del
hidrógeno o los halógenos:
CH2 = CH2(g) + H2(g) CH3 – CH3(g)
Eteno Etano
Polimerización
Se unen varias moléculas del mismo alqueno para formar largas cadenas
llamadas polímeros:
CH2 = CH2(g) (CH2 – CH2 –)n(s)
Eteno Polietileno
Reactividad
de los
alquinos
Son más reactivos que los
alcanos, pero menos que los
alquenos.
Adición de hidrógeno
Pueden reaccionar con el hidrógeno y se obtienen alquenos o alcanos:
CH3 – C CH + H2 CH3 – CH = CH2
Propino Propeno
Adición de halógeno
Reaccionan al añadir bromo o cloro al enlace triple en presencia de un
disolvente inerte:
Cl Cl
| |
HC CH(g) + Cl2(g) HC = CH(l)
Etino 1,2-dicloroeteno
Polimerización
Se polimerizan con calor formando compuestos cíclicos:
3 CH CH(g)
Cu
500 °C
Etino (acetileno) Benceno
Reactividad química de los hidrocarburos alicíclicos
Según el grupo al que pertenecen, los hidrocarburos de cadena abierta
presentan distintos grados de reacción frente a otros compuestos.
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Los hidrocarburos alifáticos cíclicos
PARA SABER MÁS
8
Estructuralmente, los hidrocarburos cíclicos son compuestos semejan-
tes a los alcanos y alquenos de cadena lineal, diferenciándose de ellos
en que los extremos de la cadena carbonada se unen formando un ani-
llo o ciclo. Este proceso implica la pérdida de un átomo de hidrógeno en
cada extremo de la cadena. Por lo tanto, se presentan dos enlaces C — H
menos y la fórmula general correspondiente es CnH2n.
Una manera de clasificarlos es la siguiente:
¿QUÉ RECUERDO?
• ¿Qué significa cíclico?
Los terpenos son hidrocarburos
cíclicos o acíclicos de 10 a 15
carbonos. Se encuentran en
numerosas esencias vegetales,
como la trementina, el limoneno,
el pineno, el mentol, el alcanfor, el
eucaliptol o cineol, las resinas y
otros. Reciben también el nombre
de aceites esenciales.
Propiedades de los hidrocarburos cíclicos
Los hidrocarburos alifáticos cíclicos presentan las siguientes propieda-
des físicas y químicas:
Propiedades físicas
• Los hidrocarburos cíclicos presentan densidades y puntos de fusión
más altos que los hidrocarburos de cadenas abiertas de igual número
de carbono.
• Los cicloalcanos se convierten en alcanos por calentamiento con hi-
drógeno y en presencia de catalizadores.
• Los cicloalquenos tienen un punto de fusión inferior que los alquenos
de igual número de carbonos, debido a la rigidez del doble enlace.
• Los cicloalquinos, cicloalcanos y cicloalquenos aumentan su densi-
dad, punto de fusión y punto de ebullición a medida que se incremen-
ta su masa molar.
Hidrocarburos cíclicos
se pueden clasificar en
Unidos por enlaces dobles. Unidos por enlaces triples.
Unidos por enlaces simples.
Cicloalcanos Cicloalquenos Cicloalquinos
Se disponen en cadenas
cerradas formando ciclos.
Ciclopropano Ciclohexeno Ciclopentino
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
H2
C
H2
C
H2
C
⎯⎯
C
C ⎯
CH
CH
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10 Investiga el uso industrial de
2 hidrocarburos cíclicos de tu
elección.
11 Encuentra información acerca
de la aplicación de algunos
aceites esenciales.
Propiedades químicas
• Algunos compuestos, como el ciclopropano y ciclobutano, son muy
reactivos, debido a que tienen tendencia a romper sus anillos para
formar cadenas abiertas.
• Otros compuestos, como el ciclohexano, son muy estables, ya que su
estructura permite el solapamiento frontal de los orbitales híbridos
sp3
. Estas estructuras se conocen como conformación de silla y de
bote.
• La reactividad de los cicloalcanos es similar a la de los alcanos de ca-
dena abierta.
• Pueden contener solo carbonos e hidrógenos (isocíclicos) o tener ele-
mentos adicionales (alicíclicos).
Nomenclatura
Para nombrar a los hidrocarburos cíclicos se consideran las siguientes
reglas:
1. Se nombran de manera similar a los hidrocarburos lineales de igual número de
carbonos, pero anteponiendo la palabra ciclo, por ejemplo:
2. Si hay sustituyentes, se enumeran los carbonos de la cadena cerrada de forma
que aquellos con sustituyentes tengan los números más bajos. En caso de
haber sustituyentes con la misma numeración, se los ordena alfabéticamente,
por ejemplo:
3. Si hay doble o triple enlace, se empieza a numerar la cadena por los carbonos
que lo tengan, por ejemplo:
Conformación silla
H
4
5
6
1
2
3
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
Conformación bote
6 5
2 3
1 4
H
H
H H
H
H H
H
H
H
H
H
Ciclopentano
H2C
CH2
CH2 CH2
CH2
Ciclobutano
H2C
H2C
CH2
CH2
4-metilciclohexeno
CH2
CH2
CH2
HC CH –– CH3
HC
3
6
2
1
4
5
1-bromo-2-clorociclobutano
CH
Cl Br
CH2
CH
2
3
1
4
CH2
¿CÓMO VAMOS?
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UNIDAD 7
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Los hidrocarburos aromáticos
¿QUÉ RECUERDO?
9
• ¿Qué aplicaciones tiene la
bencina?
• ¿Qué significan las iniciales TNT
utilizado como explosivo?
Están formados por ciclos con dobles enlaces conjugados. El compues-
to más característico de este grupo es el benceno (C6H6), cuya estructu-
ra es un anillo de seis carbonos con enlaces dobles intercalados.
Propiedades físicas
• Tiene puntos de fusión y ebullición elevados respecto de sus corres-
pondientes hidrocarburos lineales o cíclicos, debido a que las fuerzas
intermoleculares aumentan por la forma de su estructura.
• Son solubles en solventes orgánicos, como el éter y el alcohol, e inso-
lubles en agua. Esto se debe a la baja polaridad de sus enlaces.
Propiedades químicas
• El benceno tiene una estructura muy estable, porque posee tres pares
de electrones deslocalizados.
• Las reacciones más importantes son las de sustitución, como nitra-
ción, halogenación, sulfonación, entre otras. Esto se debe a que las
reacciones de sustitución no alteran la nube electrónica. Estas reac-
ciones generalmente son electrofílicas, ya que el anillo posee electro-
nes π fáciles de atacar por un reactivo electrófilo.
Nomenclatura
Para nombrar un compuesto aromático se utiliza como término base la
palabra benceno. Para numerarlos, hay que fijarse en que las ramifica-
ciones tengan los menores números posibles. Veamos algunos ejem-
plos:
En caso de que existan dos sustituyentes, se utilizan los prefijos orto-
(o), meta- (m) y para- (p), según sea la posición que ocupen:
o-dimetilbenceno m-dimetilbenceno p-dimetilbenceno
Numeración general
de los sustituyentes
Benceno
CH
CH
CH
HC
CH
HC
orto-
meta- meta-
para-
orto-
Tolueno o
metilbenceno
CH3
CH3
CH3
CH3
CH3
Estireno o
etenilbenceno
CH
CH2
CH3
CH3
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12 Escribe el nombre del siguiente
compuesto orgánico:
13 Escribe las fórmulas molecular,
condensada y lineal del
metilbenceno.
Reactividad química de los hidrocarburos aromáticos
Los hidrocarburos aromáticos son muy estables y poco reactivos. Expe-
rimentan principalmente reacciones de sustitución pero no reacciones
de adición.
Las reacciones de sustitución son aquellas en las que un átomo o grupo
de átomos de la molécula del reactivo se introduce en la cadena car-
bonada del sustrato, reemplazando a alguno de los átomos unidos al
carbono.
Las reacciones de sustitución más importantes son las siguientes:
Nitración
Consiste en la sustitución de hidrógeno por el grupo nitro — NO2. La reacción
se produce por la acción del ácido nítrico en presencia del ácido sulfúrico, que
actúa como catalizador.
Halogenación
Consiste en la sustitución de hidrógeno por halógenos en presencia de AlCl3 o
FeCl3, que facilitan el ataque de los halógenos sin romper el anillo bencénico.
Sulfonación
Consiste en la acción del ácido sulfúrico concentrado y caliente, que provoca la
sustitución de un hidrógeno por un grupo — SO3H.
Pueden reaccionar con el hidrógeno y se obtienen alquenos o alcanos:
NO2
+ +
HNO3 H2O
Benceno Ácido nítrico Nitrobenceno
SO3H
+ H2SO4
Benceno Ácido
sulfúrico
Ácido
bencensulfónico
Cl
+ +
Cl2 HCl
Benceno Cloro Clorobenceno
FeCl3
CH3
CH2 CH3
H2SO4
¿CÓMO VOY?
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UNIDAD 7
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PROPUESTA DE TRABAJO
RÚBRICA DE EVALUACIÓN
Criterio a evaluar Excelente Satisfactorio En progreso Iniciado
Contenido y
organización
La información está
claramente relacionada
con el tema principal
y proporciona varias
ideas secundarias de
la importancia de sus
aportaciones, dando
ejemplos.
La información
considera la
importancia de la
tecnología y sus
aportaciones, pero
no incluye ejemplos o
estos son sencillos.
La información
muestra poca relación
entre la idea principal y
las ideas secundarias.
La información tiene
poco o nada que ver
con la importancia
de la nanotecnología
y su contribución a la
sociedad.
Redacción No presenta errores de
gramática, ortografía o
puntuación.
Casi no presenta
errores de gramática,
ortografía o
puntuación.
Presenta unos
pocos errores de
gramática, ortografía o
puntuación.
Presenta muchos
errores de
gramática, ortografía
y puntuación.
Producto
terminado
La calidad del producto
refleja que se ha
entendido el tema
abordado.
La calidad del
producto refleja
el entendimiento
de muchos de los
aspectos abordados.
La calidad del
producto refleja
el entendimiento
de algunos de los
aspectos abordados.
La calidad del
producto refleja
el entendimiento
básico de los
aspectos abordados.
Busca información sobre los principales usos de la
nanotecnología en la industria.
1. Elabora un resumen con la información que has
encontrado y reflexiona sobre lo que esta tecnología
aporta a nuestra sociedad.
2. Utiliza la información encontrada para elaborar una
historieta virtual en un sitio como Imagui o Pixton.
Considera los siguientes aspectos: importancia de la
nanotecnología y sus aportes a la sociedad actual.
Los tubos de carbono
Los nanotubos de carbono son estructuras de grafito enrolladas en sí mismas, ya
sea de una capa (monocapa) o más capas (multicapa) de diferentes diámetros y
geometría interna.
Son muchas las propiedades físicas y mecánicas de los nanotubos de carbono,
que van desde características electrónicas únicas y una conductividad térmica
mayor que el diamante, hasta rigidez, fuerza y elasticidad que superan las de
cualquier material conocido, cien veces más resistentes que el acero. Tienen
mayor conductividad térmica que el diamante y, aunque su conductividad
eléctrica es similar a la del cobre, cuentan con la capacidad de transportar
corrientes mucho más elevadas. Sus aplicaciones futuras son múltiples; por
ejemplo, fabricación de microchips, celdas solares, superconductores, prótesis
humanas, reemplazando huesos, es decir, se podría aplicar en vastos campos de
la ciencia y el quehacer humano.
Nanotubo de carbono.
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USA ESTRATEGIAS DE LAS TIC

CONSULTAMOS
SINTETIZAMOS
CIERRE
Para descubrir
alonsoformula, Formulación orgánica
En este sitio web encontrarás actividades interactivas y
ejercicios para practicar la nomenclatura de sustancias
orgánicas.
Recuerda que el contenido de los sitios web puede
cambiar.
Para ampliar
Gus Van Sant (Dir., 2013), Tierra prometida,
Estados Unidos
Steven Butler es un representante de Global, una empresa
de gas, que necesita ingresar a los terrenos de un pueblo,
por lo que debe tener el consentimiento de la mayoría
de los habitantes para establecer los campamentos de
operaciones. Butler encontrará complicaciones a sus
planes, además de eventos extraños.
Te presentamos mediante un mapa conceptual las ideas clave que has trabajado en la unidad.
Estado combinado
Compuestos orgánicos
Estado natural
Cristalina o alotrópica
Alcanos
Amorfa
Cadena carbonada
Propiedades del carbono
Tetravalencia
Hibridación
Autosaturación
puede ser
Grupos funcionales
Cicloalcanos
Cicloalquenos
Cadena abierta
Alifáticos Aromáticos
Alquinos
Alquenos
Cicloalquinos
Cadena cerrada
Estado libre
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UNIDAD 7
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Analiza datos e información
El siguiente gráfico muestra la temperatura de ebullición de algunos
hidrocarburos en función de su masa molar a una atmósfera de presión.
De acuerdo al análisis del gráfico, responde:
6 ¿Qué variables se encuentran en los ejes X e Y, respectivamente?
7 ¿Cuál es la relación entre la temperatura de ebullición y la masa molar
de los compuestos?
8 Si la fórmula del butano es CH3CH2 — CH2 — CH3 ¿cuál es
aproximadamente su temperatura de ebullición?
Comprende y usa conocimientos científicos
1 Explica la tetravalencia del átomo de carbono según lo que se indica:
• Su configuración electrónica
• El modelo RPECV
2 Escribe la fórmula molecular, empírica, estructural y lineal de la siguiente
molécula:
3 Indica la hibridación de todos los átomos de carbono en las siguientes
moléculas:
4 Indica cómo se clasifican los compuestos. Luego, responde: ¿Son lineales
o ramificados, saturados o insaturados? ¿Cuántos carbonos primarios,
secundarios, terciarios y cuaternarios presenta?
5 Para cocinar se suelen utilizar dos tipos distintos de gas: el gas propano
y el gas natural. ¿Cuál de ellos produce mayor calor de combustión?
Ten en cuenta que el gas natural es una mezcla de gases cuyo principal
componente, en un 90-95%, es el metano.
N
O
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C
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AS EN TU TEXT
O
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CH3
|
CH2 CH3 CH3
| | |
CH3 — CH — C C — CH — C CH — CH3
| |
CH2 CH3
|
CH2
|
CH3
CH3
|
• CH3 — CH C — C C — CH3 • CH3 — CH2 — CH3
• CH2 — CH3 •
CH3
|
• CH3 — C C — CH — CH3
• CH3 — CH CH — CH2 — CH2 — CH3
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22
Número de carbonos
T
e
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p
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(
°
C
)
400
300
200
100
0
–100
–200
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¿QUÉ APRENDÍ?

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