Conceptos Esenciales de Química: Materia, Mezclas y Compuestos Orgánicos

Clasificación de la Materia

Elemento: Sustancia simple que no puede descomponerse por métodos ordinarios en algo más sencillo. Ejemplos: H, N, Ca.

Compuesto: Unión de dos o más elementos de proporciones definidas que se combinan (ejemplo: H₂O). La unidad mínima del compuesto es la molécula.

Mezcla: Unión física de dos o más sustancias en proporciones variables en la que cada una conserva sus propiedades originales.

Fases y Tipos de Mezclas

Fases: Es la región de un sistema químico que presenta sustancias con características físicas y químicas definidas.

• Mezcla Homogénea: Presenta una sola fase con propiedades iguales.
• Mezcla Heterogénea: Presenta varias fases con propiedades diferentes, las cuales dependen a su vez de las propiedades de cada componente.
• Mezcla Coloide: Mezcla intermedia entre la homogénea y heterogénea; la diferencia radica en el tamaño de la partícula.

Las mezclas se clasifican en: Disoluciones, Coloides y Suspensiones.

Características de una Disolución

• En general son transparentes y homogéneas.
• No se sedimentan.
• Pueden atravesar cualquier tipo de filtro excepto sólidos.
• Las partículas del soluto miden menos de 0.001 micras.

Métodos de Separación y Fenómenos Químicos

• Emulsión: Mezcla entre dos líquidos no miscibles entre sí, por lo cual requiere de un agente emulsificante.
• Floculación: Es la precipitación de las sustancias que se hallan emulsionadas formando un proceso de coagulación.
• Decantación: Separa un grano grueso e insoluble de un líquido.
• Filtración: Permite separar un sólido de grano fino de un líquido.
• Cromatografía: Con la ayuda del sol, se ocupa para separar mezclas de líquidos o gases a través de un medio poroso.
• Centrifugación: Se utiliza para granos muy finos de difícil sedimentación mezclados en un líquido.
• Sublimación: Paso de un estado sólido al gaseoso sin pasar por el líquido.
• Evaporación: Permite separar un sólido de un líquido por incremento de temperatura.
• Destilación: Permite separar sustancias líquidas a partir de sus puntos de ebullición.

Sistemas Dispersos y Unidades de Concentración

Sistemas dispersos: Son mezclas de dos o más sustancias simples o compuestas donde hay una fase dispersa en menor proporción y una fase dispersante generalmente en mayor proporción.

Unidades de Concentración

• Porcentuales: Es aquella solución que tiene determinada la cantidad de gramos o ml contenidos en 100 ml o g de solución final.
• Molaridad: Es aquella solución que contiene un determinado número de moles disueltos en 1 litro de disolución final.
• Normalidad: Es aquella que contiene un determinado número de pesos equivalentes químicos gramos de soluto que se encuentran contenidos en 1 litro de solución.

Ácidos y Bases

Ácido: Sustancia que en solución acuosa produce iones H⁺.

Base: Sustancia que en solución acuosa produce o desprende iones OH^-.

Características Comparativas

Ácidos:

• Sensación de ardor al contacto.
• Sabor agrio.
• Vira el papel tornasol a rojo.

Bases:

• Sensación jabonosa al contacto.
• Sabor amargo.
• Vira el papel tornasol a azul.

Química Orgánica

Hidrocarburos

Son compuestos orgánicos formados únicamente por átomos de carbono e hidrógeno. Se pueden diferenciar dos tipos: alifáticos y aromáticos.

El Átomo de Carbono

El carbono es tetravalente.

Configuración electrónica: 6C = 1s2 2s2 2p2

      H
      |
    H-C-H    (CH4 - Metano)
      |
      H

Tipos de Fórmulas

• Fórmula condensada o molecular: C₂H₆
• Fórmula semidesarrollada: CH₃ - CH₃
• Fórmula desarrollada:

        H   H
        |   |
      H-C - C-H
        |   |
        H   H
      

• Fórmula electrónica (Estructura de Lewis):

        H•*   H•*
      H•* C : C •*H
        H•*   H•*
      

Isómeros

Son compuestos que tienen la misma fórmula condensada. Los diferentes tipos son de: cadena, posición o lugar, geométrica y de función.