Ejercicios de química orgánica

Aquí tenéis unos enlaces para que podáis practicar la formulación y nomenclatura orgánica.

• http://www.alonsoformula.com/organica/exercicios.htm
• http://www.uhu.es/quimiorg/nomenclatura.html
• http://www.100ciaquimica.net/fororg/index.htm
• http://www.chembio.uoguelph.ca/educmat/chm19104/nomenclature/quizes.html
• http://virtual.yosemite.cc.ca.us/smurov/ex16-1.htm

La Entropía y mi habitación

Todos hemos oído hablar de la entropía. Y muchos la hemos tenido que estudiar. Y junto a ella siempre aparecían conceptos como desorden, número de estados, irreversibilidad, espontaneidad, información, y otros. Pensemos en estos conceptos irremediablemente ligados a la entropía.

DESORDEN Y NÚMERO DE ESTADOS

Todos albergamos en nuestra cabeza un idea intuitiva del desorden. Sin embargo, hay que tener claro que en términos científicos, el desorden viene dado por el número de estados en los que un sistema puede estar. Un sistema estará más desordenado que otro cuando el número de estados diferentes en los que podemos encontrar al primero es mayor que los del segundo.

Figura 1

Piensa en algo desordenado ... "¡mi habitación!" es lo que se os habrá ocurrido a más de uno. A tu madre le gustaría que lo tuvieses ordenado; es decir, tu madre sería la mujer más feliz del mundo si tuvieses los pantalones colgados en su percha dentro del armario, los zapatos en ese armarito que te compró para ello, los apuntes metidos en esas carpetas que te regaló para tu cumpleaños, los bolígrafos dentro de su bote y no tirados por la mesa (figura 1), ...; es decir, cada cosa en su sitio. Tu cuarto estará ordenado cuando sólo pueda estar de una manera: cada cosa en su sitio.

Sin embargo, aparte de ocupar su sitio, tú permites que los objetos de tu cuarto puedan ocupar muchos más sitios: los pantalones pueden estar en sus perchas del armario, o encima la cama, o en el colgador de detrás de la puerta, o en una silla; los zapatos los puedes dejar en su armario o en cualquier lugar del suelo de tu habitación; tus apuntes pueden estar en sus carpetas o encima la mesa, o en tu mochila, o en la estantería, o sobre la cama reposando; los bolígrafos los puedes meter en su bote o mejor donde primero caigan.

Entonces, por la mañana podemos encontrar tu cuarto de una manera, pero por la tarde puede estar de otra si es que has cambiado las cosas de sitio. Cada vez que miremos tu habitación estará distinta y la sensación que se tiene es que tu habitación está desordenada. Tú permites más estados a tu habitación y, por tanto, está más desordenada, tanto en el sentido científico como habitual de la palabra desorden.

Teniendo en cuenta que la entropía es una medida del desorden, si tu habitación está más desordenada, termodinamicamente significa que está mas "entropizada".

ENTROPÍA E IRRREVERSIBILIDAD

Con pocos conocimientos termodinámicos sabemos que en los procesos irreversibles aumenta la entropía del sistema. Y viceversa, si un sistema experimenta un aumento de entropía tras un proceso, éste es irreversible.

Vamos a demostrarle a tu madre que una vez que tú desordenas el cuarto, es casi imposible volver a dejarlo con el orden inicial. Y es una cuestión de probabilidad.

Tu madre parte de una situación inicial en la que cada cosa sólo puede estar en un lugar: su sitio. Luego, a tu habitación sólo la podemos encontrar en un estado (pocos estados permitidos, mucho orden, poca entropía); séanse, por ejemplo, los pantalones en cuestión colgaditos de su percha dentro del armario. Tú los usas y luego los dejas en un sitio que ya no es el suyo, mismamente sobre la cama como que los podrías haber dejado en la silla. Es decir, ahora podemos encontrar a tu habitación en tres estados diferentes: con los pantalones en el armario, en la cama o en la silla.

gráfico 1

Has realizado una transformación en la que la situación final tiene más estados que la inicial (situación inicial: sólo un estado, cada cosa en su sitio; situación final: tres estados, cada cosa en su sitio, o cada cosa en su sitio pero los pantalones en la cama, o cada cosa en su sitio y los pantalones en la silla.) (gráfico 1).

Entonces, este proceso en el que ha habido un aumento de estados, de desorden, de entropía ¿es reversible? Pues sí pero no. Si tú vuelves a coger los pantalones y los dejas otra vez, mientras sigas pudiéndolos dejar en cualquier sitio, seguro que no se te ocurre dejarlos justo donde los habías cogido la primera vez (de la percha del armario). La probabilidad de que el sitio que tu elijas al azar sea su sitio del armario no es la unidad, sino menor. Luego, existe una baja probabilidad de que justamente vuelvas a dejar las cosas donde estaban al principio.

Para tu madre, que sólo permite un estado al sistema, la probabilidad de dejar al cuarto en ese estado es la unidad. Mientras que para tí, existe

• probabilidad 1/3 de dejar el cuarto ordenado (situación final 1ª)
• probabilidad 2/3 de dejar el cuarto desordenado(situación final 2ª y 3ª)

Es decir, tu tienes más probabilidad de dejarlo desordenado porque existen más estados posibles así, y sólo uno en el que intuitivamente lo llamamos ordenado.La solución pues es muy sencilla, no permitir a tus cosas más que un estado posible: el lugar que tu madre les asigne.

ENTROPIA Y ESPONTANEIDAD

Todos sabemos viendo el mundo que nos rodea que la espontaneidad implica irreversibilidad. Es decir, que si un proceso ocurre espontaneamente, sin aporte energético, no tiende a volver a la situación inicial, el proceso es irreversible. Lógico, ya que si ocurre espontaneamente es porque va a una situación más "cómoda" o más probable, y la Naturaleza no es tonta, y no va a volver a una situación inicial más "incómoda" o menos probable por las buenas.

Y acabamos de ver también que los procesos irreversibles implican un aumento de la entropía del sistema.
Luego, si espontaneidad implica irreversibilidad, y ésta aumento de entropía: los procesos espontáneos conllevan un aumento de entropía.

Tú madre se pregunta cómo es que tu habitación siempre está tan desordenada, siendo que incluso ella a veces la ordenada y coloca cada cosa en su sitio: los pantalones en su percha, y los zapatos en su armario, y los apuntes en su carpeta, y los bolígrafos en su bote. Sin embargo, tú cada vez que coges algo de tu habitación, lo dejas desordenado, aumentas la entropía de tu habitación.

¿Por qué? Fácil, porque tú cuando dejas algo en tu cuarto siguiendo la ley de la Naturaleza del mínimo consumo de energía, no te paras a pensar y para tí cualquier sitio está permitido para dejar tus cosas. Realizas un proceso espontáneo (sin aporte energético) que es dejar un objeto de tu habitación, y como lo puedes dejar en cualquier sitio, pues tu habitación la podemos encontrar de muchas maneras distintas; luego, más estados, más desorden, más entropía.

ENTROPÍA E INFORMACIÓN

Lo que tu madre no entiende es el que tu dejes tus cosas en otro sitio que no es el suyo, a tu hermana le sirve de mucho. Tú dejas a tus pantalones más de un estado posible (en el armario, o encima de la cama, o en la silla, o detrás de la puerta colgados) y esto le permite a tu hermana saber cual es tu estado de ánimo; según dónde dejas tus pantalones, ella sabe si vienes enfadado, risueño, melancólico, etc.. Si sólo permitieras un estado a tus pantalones (su sitio, séase el que decide tu madre, o cualquier otro) tu hermana perdería mucha información porque siempre pensaría que estás del mismo humor, el correspondiente al lugar asignado a tus pantalones. Pero, al menos, tu madre no se enfadaría.

Es decir, cuantos más estados permitidos tiene un sistema, mayor es la información que puede almacenar y proporcionar.

Para terminar, recordar que las analogías son útiles en tanto en cuanto las limites a su semejanza con la realidad. Es decir, una analogía no explica todo de aquello con lo que la comparamos. E insisto en mi agradecimiento a las posibles correcciones de esta analogía.

Por Eva Martínez Pérez

Licenciada en Ciencias Químicas

Transformaciones termodinámicas

Observa en esta animación interactiva, en qué consisten las transformaciones termodinámicas isocoras (volumen constante), adiabáticas (proceso en el que no hay intercambio de calor, Q = 0), isotermas(temperatura constante) e isobaras(presión constante).
Fuente Educaplus

¿De qué está hecho tu teléfono móvil?

Aquí tenéis una interesante animación que nos permite conocer un poco más las distintas aplicaciones de los materiales, elementos y compuestos químicos en nuestra vida cotidiana. (fuente: www.muyinteresante.es)

Orbitales atómicos y orbitales moleculares

Cuando dos orbitales atómicos "S" se acercan lo suficiente se produce un orbital molecular enlazante sigma, tal y como vemos en la siguiente animación (requiere flash):




Sin embargo si se acercan 2 orbitales "P", dependerá de la orientación del orbital atómico el tipo de orbital molecular enlazante que forman. Si se acercan siguiendo el eje x dos orbitales atómicos Px se formará un orbital molecular enlazante sigma, como tenéis más abajo:



Mientras que si se acercan siguiendo el eje x, dos orbitales atómicos Py o Pz, el orbital molecular enlazante formado es de tipo pi.

Excelente tabla periódica

Esta tabla permite de manera muy gráfica el estudio de:

• Propiedades periódicas.
• Configuraciones electrónicas
• Isótopos con datos de todo tipo para el estudio de física nuclear
• enlaces a Wikipedie, imágenes y vídeos.

Disolución de un compuesto iónico (NaCl) en agua

Cuando un compuesto iónico se disuelve en agua, las moléculas de H20 separan y dispersan los iones dentro del líquido.

Date cuenta que los polos negativos de las moléculas de agua, rodean a los iones positivos, evitando que vuelvan a unirse de nuevo con los iones negativos, mientras que los polos negativos de las moléculas de agua se unen a los iones positivos, rodeándoles y evitando a su vez que se unan a los iones negativos, quedando así dispersos y el compuesto iónico disuelto en el agua.

Un nuevo elemento para la tabla periódica

Acaba de llegar a la tabla periódica, y ya presume de ser el miembro más pesado de la familia. El elemento 112, descubierto por científicos alemanes, finlandeses, rusos y eslovacos, espera a que los científicos le pongan nombre.

El nuevo elemento ha sido obtenido con ayuda de un acelerador de partículas por un equipo de 21 científicos coordinados por el alemán Sigurd Hofmann, del Centro de Investigaciones Sobre los Iones Pesados (GIS), haciendo colisionar átomos de zinc y de plomo. El resultado de la fusión es un átomo con un núcleo de 112 protones, la suma de los dos elementos de origen, y aproximadamente 277 veces más pesado que el hidrógeno, lo que le convierte en el elemento más pesado de la tabla periódica. La Unión Internacional de Química Pura y Aplicada (UICPA) ha dado seis meses a los investigadores para encontrar un nombre al nuevo elemento.

Desde 1981, el equipo del profesor Hofmann ha creado otros cinco elementos que no existían en el estado natural: Bohrio, Hassio, Meitnerio, Darmstadtio y Roentgenio

Tabla periódica y configuración electrónica.

Aquí tenéis una animación donde podréis ver la relación entre la configuración electrónica de un elemento y su posición en la tabla periódica.
También aquí tenéis otra sobre la energía de los orbitales atómicos y finalmente otra animación en forma de juego sobre la tabla periódica que os permítirá practicar los símbolos de los elementos y su posición en la tabla.

El Mundo de la Quimica

Era inevitable que os hablara de la importancia de la quimica en las demas areas de estudio, ya sea el medio ambiente, como la cosmética,  medicina, combustibles, pinturas, etc.

Aquí os dejo un artículo que deja ver esa importancia:

"Cualquier aspecto de nuestro bienestar material depende de la Química en cuanto esta ciencia proporciona los medios adecuados que lo hacen posible y así, por ejemplo, en lo que se refiere a nuestros medios de locomoción, la Química suministra aceros especiales y aleaciones ligeras,
Podemos pensar en la Cirugía sin anestésicos y antisépticos, en los aviones sin aleaciones ligeras ni gasolinas especiales, en los vestidos sin colorantes, en los puentes sin hierro y cemento, y en los túneles sin explosivos...

El avance prodigioso de nuestra civilización en los últimos doscientos años, muchísimo mayor que en los, cuatro mil años anteriores, es el resultado del desarrollo y aplicación de la ciencia química, por la que el hombre ha adquirido un control sobre el medio exterior y aumentado su independencia respecto de él.

Pero todos estos progresos químicos, con ser enormes, son únicamente un comienzo, pues los más intrigantes y prometedores secretos de la Naturaleza permanecen aún impenetrables.
El químico ha llegado a resolver el misterio del átomo y dispone hoy de métodos para liberar las enormes reservas de energía dentro de él, pero nada sabemos acerca de las fuerzas químicas que distinguen la materia viva de la no-viviente.
Así, por ejemplo, ¿cómo utiliza la hoja verde la luz solar para convertir el dióxido de carbono y el agua en alimentos?, y ¿por qué mecanismo las mínimas trazas de vitaminas y hormonas producen en el cuerpo humano los sorprendentes efectos conocidos? Contrariamente a lo que podría suponerse, no ha llegado la Ciencia química a su culminación. A cada nuevo avance suceden nuevas preguntas cuya respuesta exige, más que la intuición de grandes genios, el trabajo en colaboración de sus cultivadores, tal como se ha puesto de manifiesto en los últimos años y descubrimientos sobre la estructura intima de la materia."

Joaquín San Frutos Fernández

Bienvenidos

Este es el blog de la asignatura de química de 2º de BAC del Colegio de Fomento Aitana.
Publicaré contenidos que por falta de tiempo no podamos ver en las clases.  Y por supuesto noticias, artículos, animaciones y enlaces de interés.
Espero que os sea de utilidad para superar con éxito la asignatura.
Y como dice el título de este blog... estudia química.