Ácidos y bases, oxidación reducción y química orgánica
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Ácidos y bases
Teoría de Arrhenius
Ácidos:
Los ácidos son electrolitos que contienen hidrógeno y, al disolverse en agua, producen iones H+ en mayor proporción que los presentes en el agua pura. Ejemplo: HNO3 → H+ + NO-3
Bases:
Las bases son sustancias que, al disolverse en agua, producen iones OH- en mayor proporción que los presentes en el agua. Ejemplo: Ca(OH)2 → Ca2+ + 2OH-
Teoría de Bronsted-Lowry
Sustancia ácida:
Una sustancia ácida puede donar H+ al medio, sin necesidad de disolución acuosa. Ejemplo: H2O → H+ + OH-
Base:
Una base puede aceptar iones H+ del medio. Ejemplo: Cl- + H+ → HCl
Teoría de Lewis
Ácidos:
Un ácido es una sustancia que puede aceptar un par de electrones.
Base:
Una base es una sustancia que puede donar un par de electrones.
Grado de disociación
El grado de disociación es la fracción de moléculas disociadas o ionizadas respecto a las iniciales.
Concepto de pH
El pH es el inverso del logaritmo decimal de la molaridad de los iones H3O+ en la disolución.
Hidrólisis de sales
Hidrólisis:
La hidrólisis es el proceso opuesto a la neutralización, en el que una sal reacciona con agua para obtener un ácido y una base.
Ácido fuerte + base fuerte:
PH neutro. Ejemplo: NaCl → Na+ + Cl-
Ácido fuerte + base débil:
PH ácido. Ejemplo: NH4Cl → NH+4 + Cl-
Ácido débil + base fuerte:
PH básico. Ejemplo: NaCN → Na+ + CN-
Ácido débil + base débil:
El pH depende de qué ion se hidrolice más. Ejemplo: NH4CN → NH+4 + CN-
Disolución reguladora (o tampón)
Una disolución reguladora es capaz de mantener el pH casi constante cuando se le añaden cantidades moderadas de un ácido o base.
Neutralización
La neutralización es la reacción entre una base y un ácido. Cuando hay un ácido fuerte y una base fuerte, se obtiene una sal y agua. Son reacciones exotérmicas.
Punto de equivalencia
El punto de equivalencia es el momento en el que son iguales los equivalentes de la sustancia valorada y los de la sustancia valorante.
Oxidación reducción
Reacciones de redox
Las reacciones de redox se producen cuando hay una transferencia de electrones de una sustancia a otra.
Oxidación:
La oxidación implica pérdida de electrones o aumento del número de oxidación de una especie.
Reducción:
La reducción implica una ganancia de electrones o disminución del número de oxidación de una especie.
Número de oxidación
El número de oxidación representa la carga que tendría un átomo considerando que los únicos enlaces que se forman en la especie química son iónicos.
Valencia
La valencia de un elemento es la capacidad que tiene para combinarse con otro.
Celda electroquímica
Una celda electroquímica es un dispositivo en el que se obtiene una corriente eléctrica a partir de una reacción redox espontánea. Está formada por electrodos, un hilo conductor externo, un sistema que separa las dos zonas, un tabique poroso, un puente salino y un voltímetro. La diferencia de potencial entre el ánodo y el cátodo se mide con un voltímetro, y esta lectura en voltios es el potencial de la celda.
Serie electroquímica
La serie electroquímica es una escala relativa de los potenciales de reducción estándar.
Electrólisis
En las celdas electrolíticas se producen reacciones químicas no espontáneas mediante este proceso, en el cual circula corriente eléctrica debido a la presencia de especies cargadas capaces de moverse.
Leyes de Faraday:
Primera ley: la masa de un elemento depositada en un electrodo es proporcional a la cantidad de electricidad que pasa a través de la disolución.
Segunda ley: para una misma cantidad de electricidad que pasa por varias cubas conectadas en serie, las masas depositadas o liberadas en los electrodos son proporcionales a sus respectivos equivalentes químicos.
Química orgánica
Isomería
Los isómeros son compuestos que, teniendo la misma fórmula molecular, presentan diferentes propiedades.
Isomería plana o estructural:
Los compuestos con la misma fórmula molecular difieren en la disposición de los átomos de carbono de la molécula.
Ejemplo: Pentano: n-pentano, 2-metilbutano, 2,2-dimetilpropano.
Isomería de posición:
Los compuestos con la misma fórmula molecular tienen el mismo esqueleto carbonado, pero difieren en la posición que ocupa el grupo funcional.
Ejemplo: 1-Cloropropano, 2-Cloropropano, but-1-eno.
Isomería de función:
Los compuestos de igual fórmula tienen distintos grupos funcionales.
Ejemplo: Etanol, acetona.
Isomería espacial
La isomería espacial aparece cuando hay una unión que impide la rotación en torno a los dos átomos de carbono, cada uno de los cuales está unido a dos grupos diferentes.
Isomería geométrica:
La isomería geométrica se presenta cuando hay una unión que impide la rotación en torno a los dos átomos de carbono, cada uno de los cuales está unido a dos grupos diferentes.
Isomería óptica:
La isomería óptica se refiere a aquellos compuestos que se diferencian únicamente por su poder rotativo frente a la luz polarizada.
Estereoisómeros
Los estereoisómeros son aquellos compuestos con igual estructura pero con diferente distribución espacial de sus átomos.
Carbono asimétrico
Un carbono asimétrico es aquel que tiene cuatro valencias saturadas por elementos o radicales diferentes.
Sistema racémico
Un sistema racémico es una mezcla equimolecular de dos antípodas ópticos.
Enantiómeros
Los enantiómeros son isómeros que son la imagen especular el uno del otro y no se superponen.
Diasteroisómeros
Los diasteroisómeros son moléculas que tienen más de un átomo de carbono asimétrico y no son imágenes especulares entre sí.
Grupo funcional
El grupo funcional es un conjunto de átomos que presentan una disposición particular y siempre la misma en los compuestos.
Serie homóloga
Una serie homóloga es un conjunto de sustancias que se pueden ordenar de modo que a lo largo de la serie se manifieste una diferencia constante en su estructura.