Química

Precisión de la medición La capacidad de repetir un experimento y obtener los mismos resultados, o reproducibilidad, es esencial en la investigación científica. Sin embargo, es imposible repetir un experimento si no sabes cómo lo hiciste. Por lo tanto, los científicos mantienen registros detallados de sus experimentos en cuadernos de laboratorio. Estos registros incluyen información importante como la cantidad de cada material utilizado y descripciones de cada paso del procedimiento. Los...

Gráficos bidimensionales Algunos experimentos de química toman la forma de cambiar directamente una propiedad del sistema que se está estudiando, también conocida como la variable independiente, como la temperatura, y medir los efectos sobre otra propiedad, también conocida como la variable dependiente, como el volumen. Una vez que se han recopilado los datos, la interacción entre los dos parámetros debe cuantificarse, o convertirse en una forma que pueda evaluarse, y compararse con otras...

Las ecuaciones químicas representan cómo una reacción química procede de los reactivos a los productos a través del cambio físico o químico utilizando fórmulas químicas. La estequiometría es un término que describe las cantidades relativas de reactivos y productos en una reacción química. Se basa en la Ley de Conservación de la Masa, que es una ley fundamental que establece que la materia no se crea ni se destruye. En pocas palabras, el número y la identidad de los átomos reactivos deben ser...

Oxidación y reducción Algunas reacciones químicas se pueden clasificar como reacciones de reducción-oxidación o reacciones redox. La oxidación es el proceso en el que la materia, como un átomo o una molécula iónica, pierde uno o más electrones, y la reducción es el proceso en el que la materia gana uno o más electrones. Estados de oxidación Cada átomo de una molécula tiene su propio estado de oxidación o número de oxidación. El estado de oxidación describe qué tan oxidada está una molécula en...

Derivación de la Ley del Gas Ideal Los gases son un estado fundamental de la materia. Un gas es una colección de moléculas que tienen una distancia significativa entre sus moléculas. Debido a esta distancia, los gases incoloros son invisibles para el ojo humano y se estudian utilizando cuatro parámetros medibles: presión (P), volumen (V), número de moles (n) y temperatura (T). La ley de los gases ideales es una ecuación matemática que relaciona todos estos parámetros. Es una combinación de...

Ácidos y Bases Un ácido Arrhenius produce iones de hidrógeno cuando se disuelve en agua: HA + H2 O →H+(aq) + A-(aq) Aquí, HA es el ácido no disociado, H+ es el catión hidrógeno y A- es el anión solvatado, llamado base conjugada. Una base de Arrhenius produce iones de hidróxido cuando se disuelve en agua: BOH + H2O → B+(aq) + OH-(aq) Aquí, BOH es la base no disociada, OH- es el ion hidróxido y B+ es el catión solvatado, llamado ácido conjugado. Una base conjugada se forma cuando un ácido pierde...

Búferes Cuando se agrega un ácido Arrhenius (HA) al agua, se disocia en su base conjugada (A-) y un catión de hidrógeno (H+). HA + H2 O →H+(aq) + A-(aq) La cantidad de iones de hidrógeno presentes en la solución determina la acidez de la solución, donde más iones de hidrógeno indican un pH más bajo o más ácido. De manera similar, cuando se agrega una base fuerte de Arrhenius (BOH) al agua, se disocia en su ácido conjugado (B+) y un ion hidróxido (OH-). BOH + H2O → B+(aq) + OH-(aq) Generalmente,...

Entalpía de reacción La termodinámica es el estudio de la energía calorífica y otros tipos de energía, como el trabajo. Las leyes de la termodinámica se utilizan en todos los campos científicos conocidos y tienen aplicaciones que van desde la biología hasta la física. Tres leyes de la termodinámica Hay tres leyes principales de la termodinámica que describen las interacciones que ocurren dentro del universo, independientemente de la escala. La primera es la ley de conservación de la energía,...

solubilidad La solubilidad describe la cantidad de un soluto que puede disolverse en un volumen determinado de un disolvente específico. La solubilidad generalmente se informa en términos de masa de soluto por volumen de solvente o masa de soluto por masa de solvente. Por ejemplo, la solubilidad del cloruro de sodio en agua a temperatura ambiente es de 36 g por 100 mL de agua. Si la solubilidad se indica en masa de soluto por masa de disolvente, la masa de disolvente deberá convertirse en...

Emisión de llamas metálicas La prueba de llama es una técnica analítica en la que se coloca una muestra en una llama y se utiliza el color característico de la llama para identificar la sustancia. Cada elemento tiene una emisión de luz característica cuando se coloca en una llama, lo que significa que cada elemento produce un color único. Este fenómeno se utiliza en espectáculos de fuegos artificiales, donde el color de los fuegos artificiales corresponde a una característica específica de un...

El modelo de Bohr Niels Bohr propuso un modelo para el átomo de hidrógeno en 1913 que describía que los estados de energía discretos están asociados con una órbita fija de electrones alrededor del núcleo. Es importante destacar que un átomo no puede descargar energía mientras sus electrones están en estado estacionario. Un electrón solo puede emitir energía cambiando los estados de energía. Para cambiar los estados de energía, un electrón debe moverse de una órbita a otra absorbiendo o...

Absorbancia y fluorescencia Cuando la luz incide sobre una sustancia, es absorbida, transmitida o reflejada. Por lo general, una sustancia interactúa con un rango de longitudes de onda de luz, cada una de las cuales interactúa con las moléculas o átomos de manera diferente. Una sustancia puede absorber un rango específico de longitudes de onda, reflejar otro rango de longitudes de onda y transmitir las otras longitudes de onda de la luz. Cuando una molécula absorbe luz, la energía se utiliza de...

La cinética química y la ley de la velocidad de reacción La cinética química se refiere a la velocidad de una reacción química. La velocidad depende del mecanismo, la complejidad y el número de reactivos en la reacción. La concentración de reactivos también juega un papel importante en la velocidad de una reacción. La ley de la tasa cuantifica esta relación a través de la experimentación. Cada reactivo contribuye a la velocidad de la reacción mediante un factor conocido como orden de reacción.

Cinética química La velocidad de reacción es la velocidad a la que se produce una reacción química. La velocidad de reacción se define como el cambio en la concentración de un componente en la reacción con el tiempo. La velocidad de una reacción depende de varios factores, incluida la concentración de reactivos y la temperatura a la que se realiza la reacción. Cada reactivo contribuye a la velocidad de la reacción por un factor específico. Esta relación está definida por la ley de la velocidad...

electroquímica La electroquímica es una rama de la química que estudia la relación entre la energía eléctrica y un cambio químico. Estas reacciones químicas implican el movimiento de electrones de una especie a otra. Este movimiento genera corriente o es impulsado por la corriente aplicada. La reacción clave en electroquímica es la reacción de oxidación-reducción, o redox. La reacción redox se compone de dos medias reacciones; la reacción de oxidación, en la que una sustancia pierde electrones,...

electroquímica La electroquímica es una rama de la química que describe y mide la relación entre la energía eléctrica y un cambio químico. Las reacciones electroquímicas implican el movimiento de electrones de una especie a otra. Si la reacción es espontánea, puede dar lugar a una corriente generada. Si la reacción no es espontánea, puede ser impulsada por la aplicación de corriente. En electroquímica, la reacción clave es la reacción de oxidación-reducción, llamada reacción redox. La reacción...

Cuaderno de laboratorio orgánico El mantenimiento de registros es una habilidad vital en los laboratorios de ciencia y química orgánica. Sin notas, descripciones, cantidades u observaciones adecuadas, un experimento realizado en el laboratorio no puede replicarse ni reproducirse. Por lo tanto, mantener un cuaderno preciso y actualizado es necesario para lograr la reproducibilidad en la ciencia. Un cuaderno de laboratorio es una herramienta poderosa tanto en el ámbito académico como en el...

Cristalería en Química Orgánica Hay piezas estándar de cristalería que se utilizan en el laboratorio de química orgánica. Los vasos de precipitados y los matraces Erlenmeyer se utilizan normalmente para mezclar de forma sencilla o para contener disolventes, pero no deben utilizarse para medir el volumen, a menos que sólo se necesite un volumen aproximado. La cristalería se puede dividir en las siguientes categorías: Cristalería volumétrica - Esto incluye cristalería como cilindros graduados,...

Puntos de fusión en química orgánica El punto de fusión de un compuesto es la temperatura a la que la fase sólida pasa a la fase líquida a una presión estándar de 1 atmósfera. El punto de fusión de un compuesto es una propiedad física, como la solubilidad, la densidad, el color y la electronegatividad que se puede utilizar para identificar un compuesto. Determinar la temperatura exacta a la que un compuesto comienza a derretirse es una tarea desafiante; Debido a esto, el punto de fusión de los...

Determinación del punto de ebullición Al igual que el punto de fusión, el punto de ebullición es una propiedad física. Si la muestra es un compuesto puro, entonces el punto de ebullición se puede usar para determinar la identidad del compuesto. En última instancia, determinar experimentalmente el punto de ebullición exacto es un desafío. Al igual que los puntos de fusión, los puntos de ebullición experimentales se dan como un rango y varían en unos pocos grados del valor real de la literatura.

recristalización A menudo, el producto deseado de una reacción química es parte de una mezcla de reacción más compleja, que puede estar compuesta por el solvente, los materiales de partida y las impurezas. Aprender a purificar correctamente los compuestos orgánicos es una técnica valiosa en química orgánica. La recristalización aprovecha las diferencias en la solubilidad del compuesto deseado y la impureza en el solvente para purificar el producto deseado como un sólido. Existen tres métodos...

extracción La extracción es una técnica común utilizada en química orgánica para aislar un compuesto objetivo. En el proceso de extracción, un soluto se transfiere de una fase a otra para separarlo de los materiales de partida no reaccionados o de las impurezas. La extracción también se utiliza para facilitar el aislamiento de un soluto de un solvente de reacción que es difícil de eliminar por evaporación, como un solvente con un punto de ebullición alto. Generalmente, hay tres tipos de...

Destilación de una mezcla miscible Algunos líquidos se evaporarán por completo con el tiempo si se dejan en un recipiente abierto a temperatura ambiente. Sin embargo, este proceso de evaporación puede acelerarse significativamente si el líquido se calienta. A medida que el líquido se calienta, las moléculas que contiene ganan la energía necesaria para escapar de la fase líquida y pasar a la fase gaseosa en forma de burbujas. Este fenómeno se llama ebullición. presión de vapor Considere un...

Destilación al vapor La destilación al vapor es una técnica de separación que aprovecha la propiedad de bajo punto de ebullición de las mezclas inmiscibles. Se utiliza principalmente para separar moléculas orgánicas sensibles a la temperatura de un contaminante no volátil. La molécula orgánica debe ser inmiscible en el agua. En la destilación al vapor, la mezcla inmiscible se calienta hasta hervir, lo que provoca la destilación tanto del agua como de los compuestos orgánicos volátiles. Esto...

cromatografía La cromatografía es una técnica utilizada en química orgánica para separar compuestos en una mezcla en función de sus diferencias de solubilidad entre dos fases diferentes. El concepto es similar a la extracción líquido-líquido, excepto que en cromatografía, las dos fases consisten en la fase estacionaria y la fase móvil. La fase estacionaria es un sólido, generalmente una perla de hidrogel a microescala, mientras que la fase móvil es un solvente portador. En la cromatografía...

Cromatografía en columna Existen múltiples técnicas para purificar y separar compuestos en un laboratorio de química orgánica. Una de las técnicas de separación más fiables para las separaciones a microescala, en las que se dispone de menos de 10 gramos del compuesto para su análisis, es la cromatografía en columna. Esta técnica separa los compuestos de una mezcla en función de sus propiedades físicas, como su solubilidad, polaridad, hidrofobicidad, tamaño y carga. Conceptos básicos de...

triglicéridos Los triglicéridos son moléculas de triéster compuestas por una columna vertebral de glicerol que se une a 3 ácidos grasos. Estos forman la base de muchos lípidos biológicos que se encuentran en los aceites y grasas vegetales. Los lípidos que se aíslan del material vegetal son la base de los aceites vegetales, mientras que los lípidos extraídos de animales se utilizan como manteca de cerdo o fuentes generales de grasas. Una molécula de ácido graso tiene una cadena de carbono larga,...

Las reacciones químicas se pueden clasificar como endotérmicas o exotérmicas dependiendo de si las reacciones absorben o liberan calor cuando se transforman en productos. La diferencia de energía entre los reactivos y los productos se conoce como entalpía de la reacción. Esto se encuentra calculando la diferencia de energías entre los productos y los reactivos, o ΔH. Si ΔH es positivo, la reacción es endotérmica; Si es negativo, la reacción es exotérmica. Si bien tradicionalmente se piensa en...

esteres La estructura de un éster es un carbonilo con un grupo alquilo o arilo (R) en un lado, y un oxígeno unido a otro grupo alquilo o arilo (R') en el otro lado, representado por la fórmula general: RCOOR'. Los ésteres se pueden obtener comúnmente por una reacción de esterificación entre un ácido carboxílico y un alcohol. El grupo hidroxilo del ácido carboxílico es reemplazado por un grupo alquilo o arilo. Los ésteres simples, que tienen bajo peso molecular y pequeños grupos funcionales R y...

Aldehídos y cetonas Los aldehídos y las cetonas tienen un grupo carbonilo (C=O) como grupo funcional. Una cetona tiene dos grupos alquilo o arilo unidos al carbono carbonilo (RCOR'). La cetona más simple es la acetona, que tiene dos grupos metilo unidos al carbono carbonilo (CH3COCH3). Un aldehído es similar a una cetona, excepto que en lugar de dos grupos laterales conectados al carbono carbonilo, tienen al menos un hidrógeno (RCOH). El aldehído más simple es el formaldehído (HCOH), ya que...

absorbancia Cuando la luz interactúa con una sustancia, una parte de la luz se absorbe mientras que el resto se refleja o se transmite a través de ella. Las sustancias que percibimos como de color reflejan la luz en el rango visible. El color de la sustancia que podemos ver depende de la longitud de onda de la luz que se refleja. Una sustancia que percibimos como azul refleja la luz en el rango azul (430 – 480 nm) del espectro visible. Según la rueda de colores, la misma sustancia absorbe la...

alcoholes Los alcoholes son compuestos orgánicos que se encuentran entre los más reconocibles y familiares, ya que tienen una amplia gama de aplicaciones y usos en la vida cotidiana. Los alcoholes son moléculas orgánicas que contienen un grupo funcional hidroxilo conectado a un grupo alquilo o arilo (ROH). Si el carbono hidroxilo solo tiene un solo grupo R, se conoce como alcohol primario. Si tiene dos grupos R, es un alcohol secundario, y si tiene tres grupos R, es un alcohol terciario. Al...