Combustión, Solubilidad e Hidrocarburos: Conceptos Clave en Química Orgánica

Combustión

Compuestos Inorgánicos

No combustionan, pero colorean la llama:

• Li: Carmesí
• Na: Amarillo-anaranjado
• K: Anaranjado
• Ca: Rojo ladrillo
• Cu: Azul verdoso
• Hg: Violeta intenso

Compuestos Orgánicos

• Combustión completa: CO₂ + H₂O + calor
• Combustión incompleta: CO + C + H₂O + calor

1. Aromáticos, insaturados, alifáticos + Peso Molecular (PM): Anaranjado (ejemplo: tolueno)
2. Alifáticos - PM: Amarilla (ejemplo: hexano)
3. Con O₂: Azul claro (ejemplo: etanol)
4. Halogenados: Humeante (ejemplo: yoduro de metilo)
5. Polihalogenados: No combustionan al contacto directo con la llama (ejemplo: cloroformo)
6. Hidratos de Carbono: Olor característico (ejemplo: sacarosa)

Naturaleza de la Combustión

• Rápida: Mayor cantidad de Hidrógeno (H)
• Explosiva: Presencia de grupos oxidantes y reductores (ejemplo: NO₂)

Naturaleza del Residuo

• Se infla al calentar: Hidrato de Carbono
• Negro y desaparece: Carbono (C)
• Negro y después café-gris: Óxido o metal pesado + compuesto orgánico

Solubilidad

Tipos de soluciones:

• Líquido-líquido (l-l): Etanol en H₂O
• Gas-gas (g-g)
• Gas-sólido (g-s): Hb₂B en paladio
• Gas-líquido (g-l): Agua mineral
• Sólido-líquido (s-l): Suero
• Sólido-sólido (s-s): Soldadura

Factores que afectan la solubilidad:

• Temperatura (T)
• Presión (P)
• Naturaleza del soluto y solvente

Ley de Henry

La solubilidad de los gases en líquidos es directamente proporcional a la presión parcial del gas sobre la solución (a temperatura constante) e inversamente proporcional a la temperatura (a presión constante). Las soluciones líquido-líquido y líquido-sólido se ven afectadas principalmente por la temperatura:

• Endotérmica: A mayor temperatura, mayor solubilidad.
• Exotérmica: A mayor temperatura, menor solubilidad.

Polaridad

• Polar: Soluble en H₂O
• Intermedia: Etanol
• Apolar: Éter de petróleo

Clasificación de la polaridad:

• Polar (P)
• Apolar (A)
• Medianamente polar
• Medianamente apolar
• Intermedia (todas)
• Indeterminada

Reglas de Solubilidad

• Más de una unidad polar, mayor solubilidad.
• Cadenas ramificadas, mayor solubilidad.
• En los grupos funcionales predominan los puentes de Hidrógeno (H).

Hidrocarburos

Compuestos orgánicos formados por Carbono (C) e Hidrógeno (H). Sus principales fuentes son el petróleo y el gas natural. Son no polares, insolubles en agua y tienen densidades menores a 1 a 20°C.

Clasificación

• Alifáticos: Acíclicos (cadenas abiertas), pueden ser ramificadas o lineales.
• Cíclicos: Cadenas de Carbono encadenadas formando uno o más anillos, con o sin ramificaciones.
• Aromáticos: Cadena cerrada con anillos de 6 miembros con enlaces dobles o triples alternados.

Según el Enlace

• Saturados: Hibridación sp³
• Insaturados: Al menos dos carbonos presentan hibridación sp² o sp

• Alcanos/Cicloalcanos: Saturados, muy estables (disolventes inertes).
• Alquenos/Cicloalquenos: Insaturados con uno o más enlaces dobles, alta reactividad.
• Alquinos/Cicloalquinos: Insaturados con uno o más enlaces triples, reacciones de adición.

Reactividad:

• Alta reacción: Insaturados
• No reaccionan: Saturados y aromáticos

Reacción de Baeyer: Detecta insaturaciones. Positivo: precipitado café.

Alcoholes

Resultan de la sustitución de un Hidrógeno (H) por una cadena alquílica en el agua (H₂O). Su grupo funcional es el grupo hidroxilo (-OH). Forman puentes de Hidrógeno, lo que les confiere un mayor punto de fusión y ebullición que los hidrocarburos. Son incoloros y líquidos, de alta combustión. Forman alquenos por eliminación.

Solubilidad:

• A mayor ramificación y grupos hidroxilos, mayor solubilidad.
• Más de 4 carbonos, menor solubilidad.

Pruebas de Identificación

• Prueba de Berg (Sustitución): Detecta la presencia de alcoholes aromáticos (color morado oscuro).
• Prueba de Jones (Redox): Determina la capacidad de alcoholes primarios y secundarios para ser oxidados (solución verde).
• Prueba de Lucas (Sustitución): Distingue entre alcoholes primarios, secundarios o terciarios de menos de 6 carbonos (suspensión blanca).
  • Terciarios: Reacción inmediata.
  • Secundarios: Reacción de 2 a 5 minutos, calentados.
  • Primarios: No reaccionan.