Quimica General para universidad

7/24/2019 Quimica General para universidad

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Benemrita Universidad Autnoma de Puebla

BIOTECNOLOGA

Otoo!"#$

QUIMICA GENERALJos Genaro Carmona Gutirrez

La %ien%ia est& sustentada en un %on'unto de eviden%ias ( )e%)os e*+erimentales ,ue le dan valides ( ri-or a las teor.as (

le(es ,ue res+aldan a una %ien%ia/ El lle-ar a estable%er una teor.a0 el des%ubrir una le( re,uiere de -ran labor de an&lisis0

%uriosidad ( disear el e*+erimento %orre%to0 des+us inter+retar %on ri-or los resultados del e*+erimento ( 1ormarse un

%uadro teri%o ,ue +ueda e*+li%ar de manera %lara ( sen%illa los resultados obtenidos/ En este sentido la +rimera Le( de la

2u.mi%a des%ubierta +or el ,u.mi%o 1ran%s Antoine Laurent Lavoisier tuvo ,ue +asar todos los re,uisitos anteriores (

adem&s en1rentarse a un orden estable%ido +or sus %ontem+or&neos3 una serie de +ensamientos ( %on%e+%iones errneas

,ue trataban de 4e*+li%ar4 los 1enmenos ,u.mi%os/ En este %urso abordaremos los %on%e+tos b&si%os5 6ateria0 Ener-.a0

Tem+eratura0 7tomo0 6ol%ula0 8ustan%ia0 6e9%la0 Ion0 Isto+o0 et%/ ( las le(es 1undamentales de la %ombina%in

,u.mi%a0 a+li%aremos la nomen%latura0 estudiaremos las le(es ,ue ri-en el estado -aseoso0 revisaremos la este,uiometria

de las rea%%iones ,u.mi%as ( en +arti%ular o*ida%in ( redu%%in0 las solu%iones ( sus +ro+iedades0 las teor.as de &%idos (

bases/ El %ontenido del %urso lo observamos en el si-uiente ma+a/

UNIDAD I.- Introduccin, conceptos bsicos y aplicaciones: Le(es 1undamentales de la 2u.mi%a5 Conserva%in de la

masa0 Pro+or%iones %onstantes0 Pro+or%iones m:lti+les0 Pesos e,uivalentes3 Teor.a Atmi%a de ;alton3 Conversiones de

unidades/

CONCEPO! "#!ICO!

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BIOTECNOLOGA

Otoo!"#$$UI%ICA: Es la Ciencia que estudia la materia as como los cambios y transformaciones que le ocurren por la

accin de la ener!a. En esta de1ini%in se +resentan dos -randes %on%e+tos de la naturale9a5 materia ( ener-.a/

&.- %AE'IA: Es todo lo ,ue observamos en el universo5 Estrella0 -ala*ia0 +laneta0 vol%&n0 o%ano0 &rbol0 nio0man9ana0 len0 1lor0 et%/0 todo lo ,ue nos rodea es materia0 ( +resenta +ro+iedades %omunes %omo son5 Ocupa un lugar en

el espacio, es objetiva, es decir, existe independientemente de nuestro conocimiento, tiene masa y peso, se presenta en

cuatro estados fsicos, se distinguen entre s por sus propiedades fsicas y qumicas, es una forma de energa y se pueden

interconvertir y la propiedad ms importantede la materia es que tiene movimiento!8e di%e ,ue la materia o%u+a un

lu-ar en el es+a%io0 +ero esto nos )a%e su+oner en la e*isten%ia de un es+a%io dis+onible0 listo +ara ser o%u+ado +or la

materia0 el %on%e+to %orre%to es ,ue la +resen%ia de la materia -enera el es+a%io/ En este sentido en el universo no e*iste

el va%.o0 +or,ue esto su+one la no e*isten%ia de la materia ( +or lo tanto la im+osibilidad de ,ue e*ista el es+a%io/ La

materia tiene masa ( +eso0 estas +alabras a+arentemente sinnimas tienen una di1eren%ia de 1ondo0 la masa es la cantidadde materia contenida en un cuerpo y es una constante0 sin embar-o0 el +eso se re1iere a la 1uer9a -ravita%ional %on ,ue un

+laneta u otro%uer+o e'er%e sobre la materia0 en este sentido un material +esa di1erente en la Tierra0 la Luna o en movimiento de

rota%in ( transla%in? +ara rom+er los enla%es ,ue a:n est&n +resentes entre las mol%ulas0 se+ar&ndolas del

%on-lomerado mole%ular ( destru(endo as. el estado l.,uido0 el estado -aseoso al no tener enla%es intermole%ulares0 sus

%om+onentes tienen las dimensiones atmi%as ( +or ello son invisibles0 +or otro lado ellas son libres de moverse en todas

las dire%%iones +or lo ,ue o%u+an %ual,uier volumen ( su -ran se+ara%in los )a%e %om+resibles/ Todos los materiales o

sustan%ias ,ue e*isten +ueden distin-uirse +or sus +ro+iedades 1.si%as5 punto de fusin" punto de ebullicin" densidad"

color" conducti$idad el%ctrica" conducti$idad t%rmica" maleabilidad" ductilidad" dure&a" solubilidad" propiedades

ma!n%ticas" propiedades pticas" etc'"La +ro+iedad 1.si%a se +uede medir ( observar sin ,ue se modi1i,ue la %om+osi%in

o identidad de la sustan%ia3 ( +or sus +ro+iedades ,u.mi%as5 reacti$idad" poder o(idante" poder reductor" cualidades

)cidas" propiedades b)sicas" sabor" olor" efecto cataltico y en !eneral la capacidad que tiene la materia para

reordenarse internamente'La +ro+iedad ,u.mi%a se identi1i%a +or,ue o%urre siem+re un %ambio ,u.mi%o o me'or di%)o5

!


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BIOTECNOLOGA

Otoo!"#$Una rea%%in ,u.mi%a/ Las +ro+iedades de la materia %orres+onden a al-una de las dos %ate-or.as5 *ropiedad e(tensi$a o

*ropiedad intensi$a'a(.- Propiedad e)tensi*a depende de la cantidad de +ateria ue se considere: %asa, olu+en,

on/itud, etc. b(.- Propiedad intensi*a no depende de la cantidad de +ateria ue se considere: Densidad,te+peratura, etc. Para )ablar de las dos :ltimas %ualidades enumeradas ,ue +resenta la materia es ne%esario tener el

%on%e+to de ener-.a/ La +ro+iedad 1undamental ,ue tiene la materia es su %OI%IENO0 %ual,uiera ,ue sea su 1orma

de +resenta%in0 el movimiento es una +ro+iedad intr.nse%a de la materia0 es de%ir0 al e*istir la materia e*iste tambin su

movimiento0 ,ue es indestru%tible %omo la misma materia/ Este movimiento se mani1iesta de di1erentes maneras0 las

%uales +ueden +asar de una a otra/

Andrmeda Estados 1.si%os 6ateria

0.- ENE'12A es la medida del mo$imiento de la materia. La ener-.a se e*+resa %uantitativamente de un modo

determinado +or medio de +ar&metros0 ,ue son %ara%ter.sti%os +ara %ada 1orma %on%reta de movimiento/ As.0 +ara el

movimiento de transla%in de una masa libre la ener-.a se e*+resa mediante la ma-nitud5 E @>#!?mv!>m es la masa ( v la

velo%idad?/ La ener-.a de una %orriente el%tri%a es eE >e es la %antidad de ele%tri%idad ( E es la di1eren%ia de +oten%ial

el%tri%o?/ Un des%ubrimiento 1undamental reali9ado el si-lo I se re1iere a la trans1orma%in de la ener-.a de una 1orma

a otra0 +ero %onserv&ndose/ ;e esta manera0 la ener-.a %omo medida del movimiento de la materia ( ,ue se +uede

trans1ormar de una en otra0 re1le'a la unidad de todas las 1ormas de movimiento0 su trans1orma%in mutua ( la

im+osibilidad de destruir el movimiento/ En el ao #"$ el 1.si%o alem&n Albert Einstein +ubli% un art.%ulo llamado5

D;e+ende la iner%ia de un %uer+o de la ener-.a %ontenida en lF/ Este art.%ulo es un modelo +er1e%to de lo ,ue es el

+ro%edimiento dedu%tivo de la 1.si%a0 Einstein se ima-ino a un &tomo desinte-r&ndose radia%tivamente ( emitiendo ra(os

-amma/ A+li%ando el +rin%i+io de ,ue la ener-.a ( la %antidad de movimiento ten.an ,ue %onservarse en la desinte-ra%in

1ue %a+a9 de ra9onar ,ue el &tomo ,ue resultaba des+us de la desinte-ra%in deb.a tener menos masa ,ue el &tomo

ori-inal0 adem&s la %antidad de masa ,ue )ab.a +erdido tenia ,ue ser i-ual a la ener-.a total0 E0 emitida en 1orma de ra(os

-amma0 dividida entre la velo%idad de la lu9 al %uadrado0 es de%ir0 m @ E% !/ En sus +ro+ias +alabras D8i un %uer+o libera

ener-.a E en 1orma de radia%in su masa disminu(e en E%!/ Hue en este traba'o donde na%i su 1amosa 1ormula/ E 3 +c0

;e lo anterior se dedu%e la ey de conser*acin y trans4or+acin de la ener/5a: 6 La ener-.a no se %rea ni se destru(e0

sino ,ue en todos los +ro%esos ( 1enmenos0 la ener-.a total de todas las +artes del sistema material0 ,ue a%t:an en el

+ro%eso dado0 no aumenta ni disminu(e0 ,uedando %onstante4/ La ener-.a +uede dividirse en dos -randes se%tores +ara su


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BIOTECNOLOGA

Otoo!"#$estudio5 Calor ( traba'o/ CAO'.- Es la transmisin de ener-.a a travs de %)o,ues %ati%os de mol%ulas de dos %uer+os

en %onta%to/ El %alor0 ,0 es la medida de la ener-.a transmitida de esta 1orma/ 'A"A7O. 8 En este %aso se in%lu(en

distintas 1ormas de +aso del movimiento0 ,ue tienen %omo ras-o %om:n la transla%in de masas ,ue abar%an -ran %antidadde mol%ulas0 ba'o la a%%in de %iertas 1uer9as0 tales son la eleva%in de un %uer+o en el %am+o -ravita%ional >traba'o

me%&ni%o?0 el +aso de %ierta %antidad de ele%tri%idad desde un +oten%ial ele%trost&ti%o -rande a otro menor >traba'o

el%tri%o?0 la e*+ansin de un -as ,ue se en%uentra ba'o +resin >traba'o me%&ni%o?0 et%/ El traba'o es la medida -eneral

del movimiento transmitido de esta manera/ El %alor ( el traba'o son las dos -randes 1ormas en ,ue se mani1iesta la

ener-.a ( %ara%teri9an %ualitativa ( %uantitativamente dos 1ormas distintas de transmisin del movimiento de una +arte del

mundo material a otra/ El traba'o0 J0 se de1ine %omo una 1uer9a0 H0 multi+li%ada +or una distan%ia0 d5 J @ H/d3 El traba'o

,ue reali9a un -as sobre sus alrededores es J @ PK0 donde K @ 1i0 el 1a%tor de %onversin de unidades es

#L/#Atm@#"#/ < ( #< @ M- >m

!

s

!

?/ El si-no menos en la e%ua%in se debe a un %onvenio +ara J/ Para la e*+ansin de un-as0 K "0 +or lo tanto0 PK es una %antidad ne-ativa/ Para la %om+resin de un -as >se reali9a un traba'o sobre el

sistema?0 K "0 PK es una %antidad +ositiva/ Es im+ortante observar ,ue el %alor ( el traba'o no son funciones de

estado>o sea +ro+iedades determinadas +or el estado del sistema0 sin im+ortar %mo se )a(a al%an9ado esa %ondi%in?0 la

suma del %alor0 ,0 ( el traba'o es el %ambio de ener-.a0 KE0 ,ue si es una 1un%in de estado0 esto es5 KE @ , J/ En

resumen0 el %alor0 ,0 ( el traba'o0 J0 no son 1un%iones de estado +or,ue no son +ro+iedades de un sistema0 solo se

mani1iestan durante un +ro%eso ( sus valores de+enden de la ruta ,ue si-ue el +ro%eso ( var.an de a%uerdo a di%)a ruta/

rans4or+acin de la +ateria en ener/5a5 El as+e%to m&s si-ni1i%ativo es la uni1i%a%in natural de los dos -randes

%on%e+tos del universo5 la masa ( la ener-.a0 rela%ionados +or una sen%illa e%ua%in ( ,ue nos lleva a enun%iar una Le(

General de Conserva%in de la masa ( la ener-.a5 DEn el Universo e*iste una %antidad %onstante de masa ( ener-.a0

+udiendo inter%onvertirse una en otra/ Otro as+e%to es ,ue la e%ua%in de Einstein revel una nueva ( )asta enton%es

insos+e%)ada 1uente de ener-.a/ El mero )e%)o de ,ue un ob'eto material ten-a masa le +ro+or%iona una ener-.a0 m%!0 ,ue

es mu( sustan%ial +or,ue la velo%idad de la lu9 es mu( -rande/ En -eneral0 esta ener-.a no esta dis+onible desde un +unto

de vista +r&%ti%o0 +ero se )a demostrado la inter%onversin de la masa en ener-.a ( vi%eversa en el 1enmeno llamado

aniquilacin de pares0 todas las +art.%ulas tienen anti+art.%ulas0 +ero el +ar ele%trn+ositrn 1ue el +rimero en

des%ubrirse0 %uando el ele%trn en%uentra a un +ositrn o vi%eversa0 en re+oso0 +ueden ani,uilarse dando lu-ar a dos ra(os

de lu90 uno de los %uales trans+orta una ener-.a i-ual a m%!0 donde m re+resenta la masa del ele%trn o del +ositrn/ Otra

im+li%a%in mu( im+ortante de esta e%ua%in es la D1usin nu%lear0 ,ue al-:n d.a +uede %onvertirse en nuestra 1uente de

ener-.a barata ( no %ontaminante/ Para em+e9ar un +rotn ( un neutrn +ueden unirse +ara 1ormar un n:%leo +esado de

)idr-eno0 +erdiendo %ierta %antidad de ener-.a0 ,ue se la lleva en 1orma de lu9/ Esta +rdida de ener-.a si-ni1i%a ,ue el

n:%leo de )idr-eno tiene menos masa ,ue la suma del +rotn ( el neutrn/ No )a( en la 1.si%a %l&si%a nin-:n me%anismo

,ue +ueda e*+li%ar esta +rdida de masa0 la e%ua%in de Einstein +ro+or%iona una e*+li%a%in sen%illa ( natural/ Otro

+roblema ,ue 1ue resuelto +or la 1usin nu%lear ( la ener-.a -enerada en el +ro%eso 1ue %omo las estrellas0 in%lu(endo el

Q


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BIOTECNOLOGA

Otoo!"#$8ol0 %ontinuaban D,uem&ndose3 esto es0 emiten %antidades tan -randes de ener-.a durante tanto tiem+o ( %on tanta

intensidad/ La +rimera ( m&s in-enua e*+li%a%in ,ue se dio 1ue ,ue el 8ol es un montn de %arbn en%endido/ Esta idea

1eli9 se +od.a rebatir inmediatamente si uno %al%ula durante %u&nto tiem+o +odr.a ,uemarse tal montn de %arbn +ara+rodu%ir la misma %antidad de ener-.a ,ue la observada +ara el 8ol/ La res+uesta es de %er%a de #0$"" aos0 mientras ,ue

la edad del sistema solar es de varios miles de millones de aos/ ;es+us del des%ubrimiento de la radia%tividad se

+ro+uso la idea de ,ue ,ui9& la ener-.a del 8ol era debida a la desinte-ra%in radia%tiva/ 8i el 8ol estuviese )e%)o de

uranio +uro radiar.a ener-.a similar a la observada durante varios miles de millones de aos/ Pero el 8ol no esta )e%)o de

uranio sino de )idr-eno ( )elio0 se-:n lo revelan los es+e%tros de emisin atmi%a/ Esto %ondu'o a un %alle'n sin salida

)asta los aos veinte0 %uando Geor-e Gamo=0 bas&ndose en las ideas de la me%&ni%a %u&nti%a0 su-iri ,ue el +ro%eso de

1usin +odr.a realmente tener lu-ar a las tem+eraturas e*istentes en el interior de las estrellas/ En # ( de 1orma

inde+endiente0 R/ A/ Bet)e ( C/ H/ on Jei9sa%Ser dieron los detalles de la ,u.mi%a nu%lear0 %om+letando de esta 1orma lae*+li%a%in de la -enera%in de la ener-.a solar/

Ener-.aEli%a 8olar Nu%lear Ti+os de ener-.a

9.- E%PE'AU'A mide el promedio de la ener!a cin%tica de las mol%culas / En ##Q el dans ;aniel GabrieHa)ren)eit 1ue el +rimero en desarrollar una es%ala termomtri%a +ara distin-uir ,ue tan 41r.o4 o 4%aliente4 esta un ob'eto0

l utili9 una %olumna de vidrio llena de mer%urio ( el %ero -rados >)o( llamado " -rados Ha)ren)eit? lo estable%i %on la

tem+eratura m&s ba'a ,ue le 1ue +osible obtener en el laboratorio0 esto se )i9o %on una me9%la en +artes i-uales de

Rielo%loruro de amonio0 #""oH los mar%o %on la tem+eratura de su +ro+io %uer+o0 al saber ,ue los seres )umanos tenemos

una tem+eratura %or+oral %onstante/ En #Q! el astrnomo 8ue%o Anders Celsius diseo un termmetro m&s %on1iable (

sustentado en +ro+iedades 1.si%as de la materia0 adem&s de usar vidrio %a+ilar +ara me'orar la observa%in ( una m&s

r&+ida res+uesta a los %ambios de tem+eratura/ Celsius tom +ara mar%ar los " oC el +unto de 1usin del a-ua0 es de%ir, e

+unto donde el a-ua slida >)ielo? se en%uentra en e,uilibrio %on el estado l.,uido0 los #""o

C se estable%ieron %uando ea-ua lle-a a su +unto de ebulli%in0 es de%ir0 %uando la +resin de va+or de va+or del l.,uido esta en e,uilibrio %on la

+resin atmos1ri%a/ Los termmetros modernos est&n basados en esta es%ala llamada indistintamente %ent.-rada o

Celsius3 se utili9a %omo material sensible el mer%urio0 +or ser un metal l.,uido ,ue se e*+ande o %ontrae %on el aumento o

disminu%in de la tem+eratura0 a+arte de ser buen %ondu%tor del %alor0 su brillo lo )a%e mu( distin-uible/

Hinalmente la es%ala %ient.1i%a +ara medir la tem+eratura es la Melvin ,ue esta basada en la Le( de C)arles ( Ga(Lussa%/

Estos dos investi-adores en%ontraron en el si-lo +asado la rela%in matem&ti%a ,ue e*iste entre el volumen de un -as ( su$


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BIOTECNOLOGA

Otoo!"#$tem+eratura0 a +resin%onstante ( se +uede es%ribir %omo5 3 o& ; < t(0 a,u. es el volumen de una %antidad 1i'a de

un -as a +resin %onstante0 oes el volumen ,ue l o%u+a a la tem+eratura de %ero -rados en la es%ala Celsius0 al1a es una

%onstante ,ue tiene a+ro*imadamente el valor de #! +ara todos los -ases0 ( t es la tem+eratura en la es%ala Celsius0 estae%ua%in de estado estable%e ,ue el volumen de un -as aumenta linealmente %on su tem+eratura/ En los -ases0 la

de+enden%ia del volumen res+e%to a la tem+eratura es %onsiderablemente m&s sen%illa ,ue en los slidos ( en los l.,uidos0

el )e%)o de ,ue todos los -ases se %om+orten i-ualmente %uando son sometidos a un %ambio dado de la tem+eratura

su-iere ,ue se deber.an utili9ar las +ro+iedades de los -ases +ara de1inir una es%ala de tem+eratura0 esto es e*a%tamente lo

,ue se )a%e0 la e*+resin dada anteriormente +ara e*+resar la Le( de C)arles ( Ga(Lussa% +uede es%ribirse de nuevo

%omo5 t 3 - o(=o


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BIOTECNOLOGA

Otoo!"#$

/ 8u+n-ase ,ue0 en lu-ar de la barra %il.ndri%a del +rimer +roblema0 se desea +re+arar una es1era de %obre de #/""" S-0

se %ono%e ,ue su densidad es V/W -/%m/ Cu&l debe ser el radio de la bolaF

Q/ 8e +esa un tro9o de %arbn dos ve%es0 sus+endido de una balan9a/ Cuando el slido se sus+ende en el aire0 +esa #$W -3

( %uando se sus+ende en a-ua a !"XC +esa $ -/ Cu&l es la densidad del %arbnF/ La densidad del a-ua a !"XC es "/V!

- %m

es+uesta5 #/W - %m

$/ Una +robeta %ontiene /V mL de a-ua/ 8e introdu%e una +iedra de masa !V/Q - ( el nivel del a-ua se eleva a QQ/# mL

Cu&l es la densidad de la +iedraF

W/ La densidad de la +lata es de #"/$ -%m/

a?/ Cu&l es el volumen0 en %m0 de un lin-ote de +lata %on masa de "/Q S-F

b?/ 8i esta muestra de +lata es un %ubo0 2u lon-itud0 en %m0 tendr.a %ada ladoF

%?/ Cu&l ser.a la lon-itud de %ada lado en +ul-adasF

/ La masa de un re%i+iente va%.o es de /WWQ - ( %uando se llena %on a-ua es de /WQW -/

a?/ Cal%ular el volumen del re%i+iente %onsiderando ,ue la densidad del a-ua es de #/"""" -%m/

b?/ 8e introdu%e un tro9o de metal en el re%i+iente va%.o ( la masa del %on'unto es de V$/"V -/ Cal%ular la masa del

metal/

%?/ El re%i+iente %on el metal se llen %on a-ua ( la masa de todo el sistema 1ue de #"W/QQ! -/ 2u masa de a-ua se

a-re-F

d?/ 2u volumen de a-ua se a-re-F

e?/ Cu&l es el volumen del tro9o de metalF

1?/ Cal%ular la densidad del metal/

V/ Una muestra de &%ido sul1:ri%o %on%entrado %ontiene $/ Y en +eso de R !8OQ( su densidad es #/VQ -%m/

a? Cu&ntos -ramos de R!8OQ+uro %ontiene # litro de &%idoF

b? Cu&ntos %mde &%ido %ontienen #"" - de R!8OQ+uroF

/ La densidad del a-ua a !"XC0 es "/V! - %m/ E*+rese la densidad del a-ua en5 a?/ - L#3 b?/ S- m3 %?/ S- Sm3 d?/

lb +ie

>.- #O%O es la parte m)s peque+a de la materia que inter$iene en una reaccin qumica' La observa%in de los

%uer+os ,ue nos rodean no nos +ermite %on%ebir una estru%tura %or+us%ular de la materia/ El as+e%to de los ob'etos ,ue

nos son 1amiliares una )o'a de +a+el0 un tro9o de madera o de a%ero0 un l.,uido nos )ar.a +ensar m&s en una distribu%in


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BIOTECNOLOGA

Otoo!"#$%ontinua de la materia0 +or tanto resulta di1.%il e*+li%ar0 a +artir de tal )i+tesis de %ontinuidad0 las +ro+iedades de los

di1erentes %uer+os ( sus trans1orma%iones ,u.mi%as ( 1.si%as0 +or e'em+lo la %om+resin ( e*+ansin de los -ases se

e*+li%an 1&%ilmente si se admite ,ue est&n %onstituidos +or +art.%ulas se+aradas entre s. +or el va%.o3 sin embar-o0 los-ases +ueden +asar al estado slido ( l.,uido0 +or %onsi-uiente la )i+tesis de una estru%tura %or+us%ular debe ser v&lida

res+e%to de todos los estados 1.si%os0 si tomamos sal ( la disolvemos en un vaso de a-ua0 el l.,uido )omo-neo as.

obtenido ser& di1erente del a-ua +ura0 este 1enmeno se e*+li%a di%iendo ,ue la sal se divide en +art.%ulas elementales0 las

%uales son re+artidas entre todas las +art.%ulas del a-ua/

Atomo 6ol%ula Ima-en de atomos

?.- !U!ANCIA es una forma de materia que tiene composicin definida y propiedades distinti$as' Al-unos e'em+los

son el A-ua0 Amonia%o0 8al de mesa0 Cobre0 Rierro0 Plata0 Zin%0 A9:%ar0 O*.-eno0 Petrleo0 ,ue identi1i%amos

r&+idamente +or sus +ro+iedades ,u.mi%as ( 1.si%as5 densidad0 olor0 sabor0 l.,uido0 slido0 -as0 brillo met&li%o0 et%/ En el

si-uiente dibu'o se )a%e una %lasi1i%a%in de la materia/

@.- %ECA:Es una combinacin de dos o m)s sustancias en las que %stas conser$an sus propiedades distinti$as'

Las me9%las +ueden ser )omo-neas o )etero-neas0 en la +rimera se observa una %om+osi%in uni1orme0 +or e'em+lo

%uando me9%lamos a-ua %on el a9:%ar0 en %ambio la me9%la )etero-nea tiene una %om+osi%in no uni1orme0 +or e'em+lo

%uando observamos la arena +odemos distin-uir las di1erentes +art.%ulas ,ue la %om+onen/ Las me9%las se +ueden se+arar

+or di1erentes mtodos 1.si%os5 Eva+ora%in0 sublima%in0 %ristali9a%in0 destila%in0 %entri1u-a%in0 %romato-ra1.a

de%anta%in0 1iltra%in0 imanta%in0 et%/

V


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BIOTECNOLOGA

Otoo!"#$6e9%las )omo-neas A-ua %on sal ( %on

le%)e

6e9%la )etero-nea

B.- EE%ENO:,ustancia puraque est) formado por )tomos de la misma especie / En la tierra e*isten " elementos

naturales ( otros arti1i%iales ,ue +odemos en%ontrar en la tabla +eridi%a/ Por e'em+lo5 %arbn0 +lata0 %obre0 )idr-eno0

a9u1re0 oro0 o*.-eno0 nitr-eno0 et%/ Es una sustan%ia +ura ,ue no se +uede se+arar en sustan%ias m&s sen%illas +or al-:n

mtodo ,u.mi%o/-(!eno .abla peridica Corte&a terrestre /iamante

.- CO%PUE!O: ,ustancia pura que est) formada por )tomos de dos o m)s elementos qumicos unidos en

proporciones fi0as' Los %om+uestos se +ueden se+arar en sus elementos +or mtodos ,u.mi%os/ Los %om+uestos ,u.mi%os

se identi1i%an +or su 1rmula ( +or su nombre ,u.mi%o ( se %lasi1i%an se-:n su %om+osi%in ( sus +ro+iedades 1.si%as (

,u.mi%as5 [*idos0 7%idos0 Ridr*idos0 8ales0 Ridro%arburos0 Al%o)oles0 Alde).dos0 Cetonas0 Arom&ti%os0 Aminas0 et%/

Co+puestos eptano ADN r+acos

F.- %OECUA:Es una partcula compuesta de dos o m)s )tomos i!uales o diferentes que puede mantenerse libre e

independiente/ e+resenta a los -ases )omonu%leares5 R!0 O!0 N!0 H!0 Cl!0 O3 ( %om+uestos )eteronu%leares5 RCl0 NR

R!O0 R!8OQ0 CRQ0 CWRW/ La mol%ula es la estru%tura ,u.mi%a m&s sen%illa de los -ases ( de todos los %om+uestos


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BIOTECNOLOGA

Otoo!"#$,u.mi%os slidos ( l.,uidos0 %ontiene su -eometr.a mole%ular debido al enla%e ,u.mi%o ( a la estru%tura ele%trni%a0 su

estudio nos +ermite saber si tiene +ro+iedades +olares o no +olares0 las re+resentamos %on los s.mbolos ( las 1rmulas en

1orma mole%ular0 estru%tural o semi%ondensada ( las +odemos estudiar %on di1erentes modelos5 Es1eras0 barras oes+a%iales/ En el dibu'o se +lantean al-unos e'em+los/

A/ua 0O, e, !al, i A/ua Prote5nas

&G.- ION: Un ion es un )tomo o !rupo de )tomos que tiene una car!a el%ctrica positi$a o ne!ati$a' El &tomo mantienesu n:mero de +rotones en el n:%leo en %ual,uier rea%%in ,u.mi%a ( +or lo tanto +ierde o -ana uno o m&s ele%trones ,ue

son las +art.%ulas ,ue tienen %ar-a ne-ativa/ 8i el &tomo neutro +ierde uno o m&s ele%trones0 ad,uiere una %ar-a neta

+ositiva ( a este ion 1ormado se le %ono%e %omo CATI[N/ E'em+lo5 6- \ 6- ! !e]/ 8i el &tomo neutro -ana uno o

m&s ele%trones ad,uiere una %ar-a neta ne-ativa ( a este ion 1ormado se le %ono%e %omo ANI[N/ E'em+lo5 N e \N

8e di%e ,ue un %om+uesto es ini%o +or,ue es la unin ,u.mi%a de un ANI[N ( de un CATI[N/

IonesNo+enclatura de

anionesCationes y aniones

Espectr+etro de +asas

iones(

&&.- AO'OPO: Las di1erentes 1ormas ,ue ad,uiere un elemento ,u.mi%o0 aun en el mismo estado de a-re-a%in0 se le

denomina HO6A8 ALOT[PICA80 ( este 1enmeno se %ono%e %omo alotrop5a, +or ser el %aso m&s %om:n0 nos

re1eriremos %omo e'em+lo al %arbn0 del %ual e*isten dos 1ormas alotr+i%as am+liamente %ono%idas5 dia+ante( /ra4itola e*isten%ia de ambas demuestra ,ue las +ro+iedades de las sustan%ias no de+enden slo de los &tomos ,ue las

%onstitu(en0 sino tambin de %mo se en%uentran arre-lados0 el -ra1ito ( el diamante de una 'o(a slo %ontienen &tomos de

%arbono0 +ero ^,u di1erentes son ambos slidos_ el -ra1ito es ne-ru9%o0 brillante0 ,uebradi9o ( buen %ondu%tor de la

ele%tri%idad0 mientras ,ue el diamante es trans+arente0 aislante ( duro >tanto ,ue +ermite %ortar vidrio o blo,ues de

-ranito?0 a +esar de las enormes di1eren%ias0 si se %alienta un diamante )asta #V"" `C0 lentamente se %onvierte en -ra1ito0

#"


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GRAFITO

FULLERENO O FUTBOLENO


BIOTECNOLOGA

Otoo!"#$,ue es el altro+o m&s estable0 ( a la inversa0 a+li%ando +resiones enormes0 +e,ue.simas muestras de -ra1ito )an +odido

trans1ormarse en diamante/ e%ientemente se )an dete%tado otras dos 1ormas alotr+i%as del %arbono0 no tan %ono%idas

%omo las anteriores 5 carbn I( 4ullerenos0 el +rimero est& %onstituido +or una lar-a %adena de &tomos de %arbono enlos ,ue se alternan enla%es sen%illos ( tri+les0 ( se le )a en%ontrado en +eteoritos( en de+sitos terrestres de -ra1ito0 +or

su +arte0 los 1ullerenos )an sido la novedad %ient.1i%a de la se-unda mitad de los aos o%)enta3 su s.ntesis se lo-r en #V$

mediante la eva+ora%in del -ra1ito +or medio de un ra(o l&ser/ Uno de los 1ra-mentos 1ormados ten.a W" &tomos de

%arbono ( se en%ontr ,ue +ose.a una estru%tura simtri%a %uasi es1ri%a0 mu( +are%ida al baln de 1:tbol0 %on +ent&-onos

( )e*&-onos alternados0 +or esta ra9n se le da el nombre 1ormal de Hullerenos en )onor del ar,uite%to i%)ard

Bu%Sminster Huller inventor del domo -eodsi%o ,ue tiene una estru%tura similar/

1ra4ito Dia+ante ullereno

s4oro roHoHs1oro blan%o

Los %om+onentes de la +art.%ula m&s +e,uea ,ue entra en una rea%%in ,u.mi%a0 el &tomo0 son5 electrones, protones y

neutrones0 los ele%trones 1ueron des%ubiertos en #VW +or el 1.si%o in-les


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BIOTECNOLOGA

Otoo!"#$

Rayos catdicos 1tomo&0.- N%E'O AJ%ICO2 Es el n3mero de protones que 4ay en el n3cleo de un )tomo( numri%amente es i-ual al

n:mero de ele%trones en un &tomo neutro/;os &tomos %on la misma %ar-a nu%lear >mismo n:mero de +rotones?0 no deben

tener ne%esariamente el mismo n:mero de neutrones0 %omo un neutrn no tiene %ar-a el%tri%a0 no in1lu(e en el n:mero de

ele%trones en un &tomo/

&9. 8 I!OOPO:1tomos con el mismo n3mero de protones" pero con diferente n3mero de neutrones y por lo mismo

diferente masa atmica/ E*isten isto+os de Ridr-eno5 )idr-eno >un +rotn?3 deuterio >un +rotn ( un neutrn? (

tritio >un +rotn ( dos neutrones?/ 8e +uede ver ,ue todos tienen un +rotn ( +or eso se %ara%teri9an %omo )idr-eno0 +ero

al tener di1erente n:mero de neutrones0 +oseen di1erente masa/

&>.- %A!A AJ%ICA5Es la suma de protones y neutrones que 4ay en el n3cleo atmico/ ;e esta de1ini%in debemos

entender ,ue el +eso o masa atmi%a ,ue viene en la tabla +eridi%a slo es el +romedio de los +esos atmi%os de los

isto+os de %ada elemento/ 2u 1un%in desem+ean los neutrones dentro del n:%leoF Aun,ue los neutrones 1ueron

des%ubiertos en #! no se entend.a %u&l era su 1un%in en el interior del n:%leo0 )asta ,ue en #Q el 1.si%o 'a+ons

ReideSi uSa=a e*+li%o su +resen%ia +or las 1uer9as de inter%ambio0 m&s +oderosas ,ue las -ravita%ionales o las 1uer9as

el%tri%as0 en ellas %ontinuamente se est&n inter%ambiando o inter%onvirtiendo los +rotones en neutrones ( los neutrones

en +rotones +ara redu%ir al m.nimo las 1uer9as de re+ulsin el%tri%as ( estabili9ar el n:%leo atmi%o ,ue de otra manerase desinte-rar.a. %A!A AJ%ICA K %A!A NUCEA': El n:mero de masa o masa atmi%a es una indi%a%in

a+ro*imada de la masa de un &tomo/ Las medidas indi%an ,ue los &tomos ,ue %ontienen mu%)os +rotones ( neutrones no

son m:lti+los enteros de la masa del Ridr-eno0 las medidas reales de la masa se e1e%t:an %on un es+e%tr-ra1o de masas0

instrumentos ,ue usan una %ombina%in de %am+os el%tri%os ( ma-nti%os +ara e'er%er 1uer9a sobre &tomos ioni9ados0

de a%uerdo a la masa de di%)os iones se +rodu%e una de1le*in >%urvatura? ,ue es +ro+or%ional a su masa atmi%a/

&?.- A UNIDAD DE %A!A AJ%ICA: Aun,ue es +osible la medi%in absoluta de la masa atmi%a en -ramos0 es

mu%)o m&s 1&%il usar medidas relativas0 +or este motivo0 las masas atmi%as se dan usualmente en trminos de una masa

asi-nada arbitrariamente/ Ristri%amente0 las medidas de masa relativa de diversos ti+os de &tomos +re%edieron a lasmedidas absolutas0 (a ,ue esto +udo )a%erse +or mtodos ,u.mi%os sim+les0 se eli-i una es%ala basada en el o*.-eno0

tomando la masa del &tomo de o*.-eno e*a%tamente %omo #W unidades de masa atmi%a >uma?0 de modo ,ue una uma @

##W de la masa del &tomo de o*.-eno/ Todo 1ue mu( bien )asta el des%ubrimiento de los isto+os (0 de modo es+e%ial0

)asta el des%ubrimiento )e%)o en #! +or Giau,ue (


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BIOTECNOLOGA

Otoo!"#$acepta una nueva unidad de masa at&mica, uma, '( uma ) (!**+ (+ -./0g1 y es exactamente (2(. de la masa de C(./ En

esta es%ala el o*.-eno +esa #$/Q# u/

&@.- %O:Es la cantidad de una sustancia que contiene tantas partculas 5)tomos" mol%culas" iones" electrones" etc'6como )tomos que 4ay e(actamente en 78 ! de carbono978'El n:mero de +art.%ulas se )a %al%ulado e*+erimentalmente (

se le %ono%e %omo NU6EO ;E AOGA;O0 >NA?0 en )onor del %ient.1i%o italiano Amadeo Avo-adro0 su valor

redondeado es5 NA@ W/"!! #" !/ ;e tal 1orma ,ue si tenemos un mol de &tomos de )idr-eno0 tiene W/"!! #" !

&tomos de )idr-eno3 un mol de mol%ulas de )idr-eno >R!?0 tendr& W/"!! #" !mol%ulas/ Un mol de &tomos de

%arbono#! tiene una masa e*a%ta de #! - ( W/"!! #"!&tomos0 a esta %antidad se le %ono%e %omo masa molar/

&B.- %A!A %OA':,e define como la masa en !ramos o :ilo!ramos de un mol de )tomos o mol%culas de una

sustancia'La masa atmi%a de un elemento se e*+resa en uma ( la masa molar en -ramos0 +ero el valor es el mismo/

I-ual si )ablamos de masa mole%ular de un %om+uesto en uma ( su masa molar en -ramos/A'EA 0.- Istopos, pesos at+icos, pesos +oleculares y +ol.

#/ Cono%ido el s.mbolo del elemento0 %al%ular el n:mero de +rotones0 neutrones ( ele%trones/ a?/ Un &tomo de bario#$3

b?/ Un ion de selenioV" %on doble %ar-a ne-ativa/

!/ Con los datos del es+e%trmetro de masas se en%uentra ,ue la masa de un &tomo de o*.-eno#W es #/"WW! ve%es

ma(or ,ue la masa de un &tomo de nitr-eno#$/ ;ado ,ue el #WX tiene una masa de #$/Q uma/ Cu&l es la masa de un

&tomo de nitr-eno#$ en umaF

/ El $Cl ( Cl son los :ni%os isto+os naturales del %loro/ 2ue distribu%in +or%entual e*+li%ar.a el +eso atmi%o de

$/Q$ umaF

Q/ Com+letar los es+a%ios va%ios de la tabla5

8.mbolo Fe2654

!

Protones $ VWNeutrones W #W ## #WEle%trones $ #V Car-a neta "

$/ ;e la si-uiente tabla resolver las si-uientes +re-untas5 a?/ Cu&les es+e%ies son neutrasF0 b?/ Cu&les es+e%ies tienen

%ar-a ne-ativaF0 %?/ Cu&les es+e%ies tienen %ar-a +ositivaF0 d?/ Cu&les es el s.mbolo ,u.mi%o de %ada es+e%ieF

7tomo oion

A B C ; E H G

Ele%trones

$ #" #V !V W $

Protones $ # " $ $ Neutrone

s$ !" W QW W #"

#


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BIOTECNOLOGA

Otoo!"#$W/ Los isto+os naturales de litio0 LitioW ( Litio0 tienen masas nu%l.di%as de W/"#$# u ( /"#W"" u0 res+e%tivamente/

Cu&l de ellos tiene ma(or abundan%ia naturalF

/ Cu&ntos moles de He ( 8 est&n %ontenidos en5 a? #mol de He8!3 b? #M- de He8! 3 %? Cu&ntos M- de 8 est&n%ontenidos e*a%tamente en # M- de He8!F

V/ Cu&ntos moles de Ba ( Cl est&n %ontenidos en #"/""- de Ba>ClO ?!/ R!OF Cu&ntas mol%ulas de )idrata%in est&n

en la misma %antidadF

/ Cu&ntos &tomos de %ada uno de los elementos %onstitu(entes est&n %ontenidos en un mol de5 a? # mol de metano

%ontiene5 #! - de C ( Q/"#W - de R3 b? # mol de He!O %ontiene5 ###/WV - de He ( QV - de O3 %? # mol de CaP

%ontiene5 #!" - de Ca ( W! - de PF

#"/ Cu&l es el +eso +romedio de un &tomo en - de5 a? mer%urio3 b? nitr-eno3 %? uranioF

##/ Cu&l es el +eso +romedio de una mol%ula de5 a? CROR3 b? CW"R#!!FEKE! UNDA%ENAE! DE A CO%"INACIJN $U2%ICA

Antoine a*oisier 7osepL ouis

Proust

7oLn Dalton "enHa+5n

'icLter

La teor.a de las %uatro 4sustan%ias4 o 4+rin%i+ios 1undamentales4 de1endida o +er1e%%ionada +or Aristteles en el si-lo I

antes de Cristo0 se mantuvo en el 1ondo de todas las ideas sobre la naturale9a de las %osas )asta lle-ar al si-lo II/

Para%elso0 mdi%o ( al,uimista alem&n0 )ab.a de1endido en el si-lo I la e*isten%ia de un 4+rin%i+io de %ombustin4 al

,ue llam 4a9u1re40 %ontenido +or las sustan%ias %a+a%es de arder/ Las ,ue no se ,uemaban0 o+inaba Para%elso0 %are%.an

de este 4+rin%i+io4/ En el si-lo si-uiente los in-leses obert Bo(le ( obert RooSe estudiaron el 1ue-o %on +ro1undo

inters/ Para Bo(le0 las ideas de Para%elso ( los al,uimistas eran +rodu%to de la i-noran%ia ( el os%urantismo3 re%)a9aba la

e*isten%ia de las sustan%ias 1undamentales0 sim+les0 entre las ,ue se en%ontraba el 1ue-o/ Para los al,uimistas el 1ue-o

re+resentaba un medio de 4matar la materia40 de destruir su 1orma +ara dar ori-en a otra di1erente/ En la +o%a de Bo(leel %alentamiento de los metales se %ono%.a %omo %al%ina%in0 Bo(le )i9o dos im+ortantes observa%iones5 2ue al %al%inar

el metal se %onsum.a aire0 ( ,ue la %al met&li%a +esaba m&s ,ue el metal ori-inal/ Conviene advertir ,ue la 2u.mi%a del

si-lo I no era todav.a una +ro1esin0 era una a1i%in0 una o%u+a%in de los 41ilso1os de la naturale9a40 1arma%uti%os (

mdi%os0 en su ma(or.a +reo%u+ados +or %ono%er la estru%tura ( +ro+iedades de la materia/ En el si-lo III sur-i la

teor.a del 1ue-o ( la %ombustin ,ue seria %onsiderada %omo una de las m&s +er1e%tas del si-lo III0 su m&*imo

#Q


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BIOTECNOLOGA

Otoo!"#$re+resentante era el mdi%o alem&n Geor- Ernst 8ta)l ( su teor.a se llamo del Hlo-isto/ Pro+on.a ,ue las sustan%ias

%a+a%es de arder lo eran +or %ontener un 4+rin%i+io de %ombustin4 al ,ue llamo 1lo-isto0 de la +alabra -rie-a P)lo-ists

in1lamable0 ,ue es%a+aba al aire o se trasladaba de una sustan%ia a otra durante la %ombustin a travs de la 1lama/ La%al%ina%in de los metales iba a%om+aada de esa 1u-a mientras stos se trans1ormaban en la %al met&li%a

%orres+ondiente/ La teor.a del 1lo-isto en%ontr a+o(o en observa%iones %omo la si-uiente5 aadiendo %arbn0 %onsiderado

%omo 1lo-isto %asi +uro0 a la %al met&li%a0 ( +ro%ediendo a la %ombustin0 se re%u+eraba el metal ori-inal0 observa%in ,ue

se inter+retaba en el sentido de ,ue 4se )ab.a devuelto el 1lo-isto anteriormente +erdido4 al trans1ormarse el metal en %al

met&li%a0 ( en %onse%uen%ia se )ab.a lo-rado la reversibilidad del +ro%eso5 6etal >%ombustin? 1lo-isto liberado %a

met&li%a3 Cal met&li%a %arbn >%ombustin? metal >1lo-isto?/ As.0 %re(ndose 4iluminados40 los investi-adores de la

2u.mi%a del si-lo III +ermane%ieron en la m&s densa os%uridad res+e%to a las %ausas ( e1e%tos del 1ue-o0 )asta ,ue

lle-o Lavoisier a ordenar el %aos/ EPEI6ENTO8 2UE EALIZO LAOI8IE5 Em+e9 +or 4%al%inar4 estao en unre%i+iente %errado )asta trans1ormarlo en 4%al met&li%a4 (0 +esando %uidadosamente0 demostr ,ue el +eso total del

re%i+iente %on su %ontenido no %ambiaba a lo lar-o del +ro%eso/ a9onando %omo lo )ar.a un observador de la +o%a

+ensar.amos ,ue0 de ser verdadera la e*isten%ia del 1lo-isto0 ste se )abr.a des+rendido del metal durante la %al%ina%in0

+ero %omo el +eso total del re%i+iente %errado no se )ab.a modi1i%ado0 di%)o 1lo-isto ten.a ,ue )aberse ,uedado dentro0

me9%lado %on el aire en%errado en el re%i+iente0 llen&ndolo sobre %al met&li%a/ Lavoisier +ens ,ue de ser as.0 la +resin

interior0 la del aire en%errado0 4deber.a )aber aumentado4/ En esas %ondi%iones0 ,u o%urrir.a al desta+ar el re%i+ienteF El

investi-ador 1ran%s ra9on ,ue el aire en%errado tendr.a ,ue salir violentamente ( enton%es s notaria la e*+ulsin de la

%orriente de aire0 sin embar-o0 al abrir el re%i+iente0 o%urri e*a%tamente lo %ontrario0 en lu-ar de salir0 entrviolentamente el aire del e*terior del re%i+iente0 Lavoisier ra9ono ,ue la %onserva%in del +eso total antes de abrir el

re%i+iente ,uedaba e*+li%ada al %onsiderar ,ue %ierto +eso de una sustan%ia )ab.a sim+lemente %ambiado de lu-ar0 del aire

al metal0 +ara )a%erlo %al0 des+us de desta+ar0 al +enetrar el aire del e*terior0 el +eso total del %on'unto deber.a +esar m&s0

%omo e1e%tivamente veri1i% Lavoisier0 %on estos resultados Lavoisier lle-a en #V a las si-uientes %on%lusiones m&s

sobresalientes5

#/ En todo +ro%eso ,u.mi%o la %antidad total de rea%tivos ( +rodu%tos es %onstante >se %onserva? antes ( des+us del

e*+erimento/

!/ El aire esta %om+uesto de dos -ases Nitr-eno VY ( O*.-eno !!Y3 +o%o des+us se des%ubri la +resen%ia de Ar-nen #Y0 +or lo ,ue )a( de O*.-eno slo un !#Y/

/ Lavoisier %re(0 e,uivo%adamente ,ue el o*.-eno era un %onstitu(ente esen%ial de los &%idos ( +or esta ra9n a este

elemento le llamo O*.-eno > Generador de &%idos ?/

Q/ Com+rob e*+erimentalmente ,ue la +arte a%tiva del aire ,ue entra en rea%%in ,u.mi%a %on los metales es el o*.-eno

( no la 1alsa idea de ,ue los metales %onten.an una sustan%ia ,ue los )a%ia arder o entrar en %ombustin llamado

1lo-isto/#$


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BIOTECNOLOGA

Otoo!"#$$/ 6ostr ,ue este mismo -as era indis+ensable +ara la res+ira%in ( ,ue al entrar el o*.-eno a los +ulmones sal.a

%onvertido en bi*ido de %arbono >CO!?/

C[6O INTEPET[ LAOI8IE 8U8 E8ULTA;O8F En #V las ideas revividas de la teor.a atmi%a erana,uellas +ro+uestas en el si-lo antes de Cristo +or Leu%i+o ( ;em%rito5 en los 1enmenos de trans1orma%in de la

materia se )a%ia evidente ,ue esta +od.a %ambiar de 1orma +ero no sur-ir de la nada o desa+are%er en ella/ La materia es

eterna e indestru%tible/ As. +odemos entender ,ue en una rea%%in ,u.mi%a slo )a( una re%ombina%in o reordenamiento

de &tomos0 +ero la %antidad total de ellos +ermane%e %onstante0 as. sur-e la5 EK DE A CON!E'ACIJN DE A

%AE'IA: ;En todo proceso fsico o qumico la cantidad total de materia antes y despu%s del proceso es una

cantidad constante" lo que implica que la materia no se puede crear ni destruir;'

EK DE A! P'OPO'CIONE! CON!ANE!: Esta le( 1ue +ostulada +or 1ran%s? ( Ben'amin

i%)ter >alem&n? en #V""0 su +resenta%in 1ue +rodu%to de las investi-a%iones sobre los an&lisis elementales de varios

%om+uestos/El in-ls Renr( Cavendis) des%ubri %omo des%om+oner el a-ua +or ele%trlisis0 es de%ir0 ,ue al +asar una

%orriente el%tri%a a travs del a-ua a%idulada >+ara )a%erla %ondu%tora? sta se des%om+on.a en )idr-eno ( o*.-eno ( la

+ro+or%in de vol:menes siem+re era en una rela%in de ! vol:menes de Ridr-eno ( # volumen de O*.-eno0 +ero m&s

im+ortante a:n era ,ue no im+ortaba la +ro%eden%ia de la muestra de a-ua0 sta +od.a ser obtenida de un +o9o0 de la

lluvia0 un r.o0 del mar0 del des)ielo de una montaa0 et%/ ( el e*+erimento revelaba ,ue siem+re e*ist.a la misma

+ro+or%in de Ridr-eno ( de O*.-eno >!5#?/ As. se en%ontr en +rin%i+io ,ue un mismo %om+uesto siem+re tiene la

misma +ro+or%in de &tomos/ Otro e*+erimento reali9ado +ara validar esta idea se en%uentra en la s.ntesis del bi*ido de

%arbono >CO!? donde se +uede dar una idea %lara de la di1i%ultad +ara obtener las masas de o*.-eno ( %arbono ,ue se

%ombinan0 se determin ,ue se re,uiere ! Y en masa de %arbn ( Y en masa de o*.-eno0 de donde se %on%lu(e ,ue5


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BIOTECNOLOGA

Otoo!"#$a?/ Los &tomos tienen di1erente +eso0 +or eso los en%ontramos en di1erentes +ro+or%iones en +eso en un %om+uesto/

b?/ El en%ontrar en %ual,uier muestra de un mismo %om+uesto siem+re la misma %antidad im+li%a ,ue los &tomos0 se

%ombinan en %antidades enteras0 es de%ir0 son indivisibles/

EK DE A! P'OPO'CIONE! %IPE!: )o( %ono%ida %omo valen%ia?/ b?/ 2ue las +ro+or%iones de +esos nos de una rela%in de n:meros

enteros0 nos indi%a ,ue los &tomos se %ombinan en %antidades enteras0 es de%ir0 son indivisibles/

#


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BIOTECNOLOGA

Otoo!"#$

A EK DE O! PE!O! E$UIAENE!: MLos pesos de los diferentes elementos que se combinan con el mismo

peso de un elemento dado" son los pesos relati$os a aquellos elementos cuando se combinan entre s" o bien m3ltiplos o

subm3ltiplos de estos pesos Atmico de estos elementos.Esto si-ni1i%a ,ue la %ombina%in siem+re se da entre los +esos

e,uivalentes de los elementos0 +or de1ini%in534eso equivalente es el peso de un elemento que se combina o reemplaza a

(!++ g de 5idr&geno o bien a 6!++ g de Oxgeno3!Tambin de1inimos el +eso e,uivalente de un elemento ,u.mi%o %omo

la masa molar dividida entre la valen%ia del elemento0 o sea Pe, @ 6asa molarvalen%ia/

E'em+lo # E'em+lo !

EO'2A AJ%ICA DE 7ON DAON: #WW#VQQ? +ro1esor in-ls ,ue des%ubri la Le( de las

+resiones +ar%iales0 la Le( de las +ro+or%iones m:lti+les0 un +rimer modelo sobre la naturale9a de los -ases (

+rimordialmente0 su teor.a atmi%a/ La im+ortan%ia del +ensamiento de


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BIOTECNOLOGA

Otoo!"#$to+os.

b(.- a +ateria no se

crea ni se destruye.c(.- os to+os son

indestructibles.

d(.- a reaccin

u5+ica es

redistribucin de los

to+os.

e(.- a +asa se

+antiene constante.

di4erentes ele+entos

tienen di4erente peso.

b(.- os to+os seco+binan en

cantidades enteras.

c(.- os to+os son

indi*isibles.

di4erente capacidad de

reaccin.

b(.- os to+os tienendi4erente *alencia.

di4erentes ele+entos

tienen di4erente peso.

b(.- os to+os seco+binan en cantidades

enteras.

c(.- os to+os son

indi*isibles.

d(.- os to+os tienen

di4erente *alencia.

LO8 ACIETO8 LO8 EOE8 ;E ;ALTON5 ;es+us de tantos aos de vi-en%ia del modelo atmi%o de ;alton

varios de sus +ostulados )an resultado tener errores0 +or e'em+lo5 #/Los &tomos si son divisibles0 +ues tienen una

estru%tura interna0 est&n 1ormados +or +art.%ulas m&s +e,ueas >neutrones0 +rotones0 ele%trones?/ !/ Los &tomos de un

mismo elemento +ueden ser di1erentes0 +ues e*isten isto+os0 %ada uno de ellos %on di1erente masa/ / Con el

des%ubrimiento de la radia%tividad en #VW0 ( su inter+reta%in0 se su+o ,ue el &tomo de un elemento si +uede %onvertirse

en un &tomo de otro elemento0 todos los elementos se )an 1ormado a +artir del )idr-eno/ Q/ ;alton no %onsider la

+osibilidad de ,ue se 1ormaran mol%ulas %on &tomos de un mismo elemento0 %omo R !o N!/ $/ Hinalmente las le(es de

%ombina%in 2u.mi%a >el n:mero de &tomos de un elemento ,ue se %ombina %on otros? se des%ubrieron aos m&s tarde

Hueron +rede%ibles desde la +resenta%in de la Tabla Peridi%a de 6endeleiev/

A'EA 9.- eyes de la co+binacin u5+ica.

#/ 8e ,uema una muestra de "/Q$$ - de ma-nesio en +resen%ia de !/#$ - de -as o*.-eno ( el :ni%o +rodu%to es *ido de

ma-nesio/ ;es+us de la rea%%in no ,ueda ma-nesio ( la masa de o*.-eno sin rea%%ionar es !/"#$ -/ 2u masa de *ido

de ma-nesio se +rodu%eF

es+uesta5 "/$ -ramos

!/ Una muestra de "/V! - de ma-nesio rea%%iona %on !/W$! - de -as nitr-eno/ El :ni%o +rodu%to es nitruro de

ma-nesio/ ;es+us de la rea%%in la masa de nitr-eno sin rea%%ionar es !/$"$ - 2u masa de nitruro de ma-nesio se

+rodu%eF

/ Una masa de /#! - de ma-nesio se %alienta %on #/V" - de bromo/ 8e %onsume todo el bromo0 ( el :ni%o +rodu%to es

!/" - de bromuro de ma-nesio/ 2u masa de ma-nesio +ermane%e sin rea%%ionarF

#


20/50


BIOTECNOLOGA

Otoo!"#$Q/ 8e-:n el +roblema # %uando rea%%ionan "/Q$$ - de ma-nesio %on !/#$ - de o*.-eno0 se obtienen "/$$ - de *ido de

ma-nesio/ Cal%ule la masa de ma-nesio %ontenida en una muestra de "/$"" - de o*ido de ma-nesio/

es+uesta5 "/"# -$/ 2u masas de ma-nesio ( o*.-eno deben rea%%ionar +ara obtener e*a%tamente !/""" - de o*ido de ma-nesioF

W/ En un e*+erimento0 se ,uemaron "/#! - de a9u1re ( se obtuvieron "/W! - de di*ido de a9u1re %omo :ni%o +rodu%to

de la rea%%in/ En un se-undo e*+erimento0 se obtuvieron "/VQ! - de di*ido de a9u1re/ 2u masa de a9u1re se )a tenido

,ue ,uemar en el se-undo e*+erimentoF

/ ;eterminar la %om+osi%in +or%entual del %arbonato de +otasio0 M!CO/

V/ El a9u1re 1orma dos %om+uestos %on el o*.-eno/ En el +rimer %om+uesto se %ombina #/""" - de a9u1re %on "/V - de

o*.-eno ( en el se-undo0 #/""" - de a9u1re se %ombina %on #/Q - de o*.-eno/ ;emuestre ,ue estos resultados son

%onsistentes %on la le( de ;alton de las +ro+or%iones m:lti+les// Una masa de /!Q$ - de %admio rea%%iona %on un &%ido ( se des+rende "/"$V! - de )idr-eno/ Cal%ular el +eso

e,uivalente del %admio ( su estado de o*ida%in/

#"/ Un *ido de molibdeno %ontiene "/$V Y de molibdeno/ ;eterminar el +eso e,uivalente ( el estado de o*ida%in del

molibdeno en este %om+uesto/

##/ El +eso e,uivalente de la +lata es #"/V/ Cal%ular el +eso e,uivalente del ma-nesio si "/WW - de ma-nesio des+la9a

a /!!$ - de +lata de sus sales/

II.- APICACIONE! DE A! EKE! DE O! 1A!E!.

Nuestra vida trans%urre ba'o un manto -aseoso3 la atms1era/ Tres %uartas +artes de la su+er1i%ie terrestre son l.,uidas5 loso%anos/ El resto de la %orte9a es slido5 los %ontinentes/ El entendimiento de estos estados de la materia ( de su

interrela%in resulta esen%ial +ara mane'ar ade%uadamente las sustan%ias ,ue nos rodean ( ,ue determinan al-o %ru%ial

+ara la vida )umana5 el %lima terrestre/ En los +ro%esos industriales ( en ob'etos de uso %om:n abundan tambin slidos

l.,uidos ( -ases5 en aerosoles0 lim+iadores0 e*tin-uidores0 llantas de ve).%ulos0 -as domsti%o0 -ases industriales0 ( en el

+ro%eso mismo de la res+ira%in/ Con la a+ari%in de los ve-etales verdes se ini%io la rea%%in de 1otos.ntesis0 en la ,ue se

+rodu%en o*.-eno0 a9:%ares ( almidones a +artir de CO!0 a-ua ( lu90 %on ello0 la atms1era +erdi su %ar&%ter redu%tor ( se

o*idaron mu%)os de los metales ,ue a:n se en%ontraban en la su+er1i%ie0 adi%ionalmente0 se 1orm la %a+a de o9ono0 ,ue

sirvi %omo 4es%udo4 +ara +rote-er el subsi-uiente desarrollo de la vida en la Tierra/P'OPIEDADE! 1ENE'AE! DE O! 1A!E!

a(. -Los -ases se e*+anden uni1ormemente0 +ueden llenar %ual,uier re%i+iente0 no im+orta ,ue tan -rande sea/

b(. -8e di1unden r&+idamente uno en otro/

c(. -Tienden a e*+andirse )a%ia +untos de menor +resin/

!"


21/50


BIOTECNOLOGA

Otoo!"#$d(. -E'er%en +resin sobre las +aredes del re%i+iente ,ue los %ontiene0 la +resin %re%e %on la tem+eratura si el -as est&

en%errado en un re%i+iente r.-ido/

e(. -A +resin %onstante0 el volumen de un -as %re%e %on la tem+eratura/4(. -8e les +uede %om+rimir0 +or deba'o de %ierta tem+eratura0 llamada 4%riti%a40 la %om+resin termina +or li%uarlos/

/(. -8u densidad es +e,uea %om+arada %on la de los otros dos estados/

La %om+rensin del %om+ortamiento de los -ases es +arte 1undamental de la ,u.mi%a moderna/ 6edir el volumen de

un -as es e,uivalente a %ontar el n:mero de mol%ulas e*istentes en ese volumen0 ( no es +osible e*a-erar la im+ortan%ia

de esta %lase de medida/ Adem&s0 mu%)os %om+uestos ( elementos de im+ortan%ia industrial son -aseosos ba'o las

%ondi%iones en ,ue se utili9an/ El traba'o del ,u.mi%o %onsiste en vin%ular las +ro+iedades de los materiales a -ranel %on

las +ro+iedades de las mol%ulas individuales/ La teor.a %inti%a de los -ases es un e'em+lo satis1a%torio de la 1eli9

inter+reta%in de los 1enmenos mi%ros%+i%os en 1un%in de la %ondu%ta mole%ular/ Por la b:s,ueda de la %onse%uen%iamatem&ti%a del )e%)o de ,ue un -as %onsiste en un -ran n:mero +art.%ulas ,ue %)o%an %on las +aredes del re%i+iente ,ue

lo %ontiene0 es +osible derivar la Le( de Bo(le0 ( obtener una %om+rensin m&s %om+leta del %on%e+to de tem+eratura/ A

tratar de e*+li%ar +or ,u los -ases no obede%en e*a%tamente a la le( de Bo(le0 +odemos %ono%er a%er%a del tamao de las

mol%ulas ( de las 1uer9as ,ue e'er%en unas %on otras/ ;e modo ,ue este estudio nos %ondu%e a %on%e+tos m&s

universales/

1A!E! IDEAE!

El mundo real es tan %om+le'o ,ue a:n el estudio del estado m&s sen%illo de la materia0 los -ases0 tiene ,ue )a%erse a

travs de un modelo0 es de%ir0 una abstra%%in de la mente )umana ,ue tiende a imitar una realidad0 la %ual +odemos

%ono%er a travs de nuestros sentidos/ As. el ob'eto de un modelo es el de sim+li1i%ar la realidad +ara redu%irla en lo

+osible a los +rin%i+ios 1undamentales/

As.0 el modelo de un -as ideal %ontiene los si-uientes +rin%i+ios5

&. -8e %onsidera ,ue un -as ideal no tiene volumen0 es de%ir0 ste es des+re%iable %on res+e%to al re%i+iente ,ue los

%ontiene/

0. -8us %)o,ues son %om+letamente el&sti%os0 es de%ir0 no inter%ambian ener-.a/

9. -E*isten a altas tem+eraturas ( ba'as +resiones/

>. -El aumento de tem+eratura +rovo%a un aumento en la velo%idad del -as ( +or lo tanto en su ener-.a%inti%a/

?. -8i-uen linealmente las le(es de los -ases0 esto es5 Le( de Bo(le0 C)arles0 Avo-adro/

A! EKE! DE O! 1A!E!

En -eneral0 el volumen de %ual,uier material slido0 l.,uido o -aseoso0 es determinado +or la tem+eratura ( la +resin ,ue

so+orta/ E*iste una rela%in matem&ti%a entre el volumen de una %antidad dada de material ( los valores de la +resin ( la

tem+eratura3 esta rela%in matem&ti%a se llama ECUACION DE E!ADO0 ( +uede es%ribirse simbli%amente %omo5

!#


22/50


BIOTECNOLOGA

Otoo!"#$ 3 , P, n(

2ue +odemos leer %omo5 es una 1un%in de la tem+eratura0 de la +resin ( del n:mero de moles del material/ En el %aso

de los l.,uidos o los slidos0 las e%ua%iones son mu%)o m&s %om+li%adas ( di1ieren de una sustan%ia a otra/ Pero los -asesson :ni%os +or %uanto ,ue las e%ua%iones de estado de todos ellos son a+ro*imadamente i-uales0 esto se debe al )e%)o de

,ue en el estado -aseoso las mol%ulas son esen%ialmente inde+endientes unas de otras (0 en %onse%uen%ia0 la naturale9a

+arti%ular de las mol%ulas individuales no a1e%ta %onsiderablemente al %om+ortamiento -eneral del -as/

Inevitablemente0 la determina%in de una e%ua%in de estado de los -ases im+li%a una medida de la +resin0 o 1uer9a +or

&rea ,ue un -as e'er%e sobre las +aredes del re%i+iente ,ue las %ontiene/ Com:nmente0 la +resin de los -ases se e*+resa

en atms1eras o mil.metros de mer%urio %omo unidades de +resin %on la idea 1undamental de 1uer9a +or unidad de &rea0

slo se ne%esita e*aminar %mo se mide la +resin e*+erimentalmente/

!!


23/50

Vaco

Columna de

mercurio

Presin

atmos!rica

"#$ mm de %&

'ara atmosera

normal


BIOTECNOLOGA

Otoo!"#$La +resin ,ue e'er%e la atms1era de la tierra se mide %om:nmente +or el dis+ositivo llamado barmetro/ El tubo verti%al

,ue %ontiene el mer%urio est& totalmente va%i de todo -as/ La altura de la %olumna de mer%urio0 en%ima de la su+er1i%ie

de mer%urio0 est& determinada +or el re,uisito de ,ue la 1uer9a debido al mer%urio ,ue est& en la %olumna debe ser i-ual ala 1uer9a ,ue e'er%e la atms1era %ir%undante sobre el &rea unitaria de la su+er1i%ie de mer%urio/ Ba'o las %ondi%iones

atmos1ri%as ordinarias0 al nivel del mar0 esta altura est& +r*ima a los W" mil.metros/ Por %onsi-uiente0 se )a%e la

de1ini%in arbitraria de ,ue una atms1era normal %orres+onde a W" mm/ de mer%urio0 %uando la tem+eratura es de "XC/

UE'A 3 %A!A ACEE'ACIJN 3 Densidad del / L A /.

;onde ) es la altura de mer%urio3 A es el &rea ,ue so+orta la su+er1i%ie del mer%urio ( - la a%elera%in de la -ravedad/

& at+s4era 3 B@G orr 3 &.GG&9 &G@dinas=c+03 &.G&9 &G@N=+0o Pascal.

&.- EK DE 'O"E' "OKE

La rela%in aritmti%a ,ue e*iste entre la +resin ( el volumen de una %antidad dada de -as a una tem+eratura determinada

1ue des%ubierto +or obert Bo(le en #WW!/ Bo(le en%err una %antidad de aire en el e*tremo %errado de un tubo en U0

em+leando mer%urio %omo 1luido en el re%i+iente0 tal %omo se muestra en la 1i-ura su+erior/ En este ti+o de e*+erimento0

la +resin ,ue e*iste en el tubo %errado es i-ual a la +resin de la atms1era m&s la +resin e'er%ida +or la %olumna de

mer%urio de altura )/ ertiendo m&s mer%urio en el tubo m&s lar-o +uede aumentarse la +resin sobre el -as ( anotarse la

%orres+ondiente disminu%in del volumen del -as/ Bo(le des%ubri ,ue el +rodu%to de la +resin +or el volumen de una%antidad 1i'a de -as era un valor a+ro*imadamente %onstante/ Tambin not ,ue el %alentamiento de un -as aumentaba su

volumen %uando se manten.a %onstante la +resin/ 8in embar-o0 l no investi- este 1enmeno m&s all&0 +osiblemente

debido al )e%)o de ,ue la idea de la tem+eratura no estaba bien de1inida en ese tiem+o/ 8in embar-o0 la observa%in de

Bo(le relativa al e1e%to %ualitativo del %alentamiento de un -as 1ue im+ortante +or,ue demostr ,ue0 a 1in de )a%er

determina%iones si-ni1i%ativas de la rela%in entre +resin ( volumen0 ten.a ,ue mantenerse %onstante la tem+eratura del

medio %ir%undante durante el e*+erimento/

!


24/50


BIOTECNOLOGA

Otoo!"#$;e estos valores se +ueden dedu%ir ,ue a una tem+eratura %onstante la %antidad de -as en%errado en un re%i+iente varia

inversamente +ro+or%ional a la +resin a+li%ada0 esto +uede es%ribirse as.5

P. 3 Q constante(P&.& 3 P0. 0 &= 03 P0= P&

6u( a menudo en las investi-a%iones e*+erimentales se obtienen los datos %omo %on'untos de n:meros >tales %omo

valores simult&neos de P ( ? ,ue de+enden mutuamente en %ierto modo des%ono%ido/ Una t%ni%a mu( :til ( %onveniente

+ara des%ubrir la rela%in entre una serie de valores simult&neos de la +resin ( el volumen %onsiste en re+resentar los

datos en un sistema de %oordenadas re%tan-ulares ,ue tienen la +resin ( el volumen %omo e'es/ Una %urva %ontinua ,ue

+asa +or los +untos determinados e*+erimentalmente +uede enton%es indi%ar la rela%in matem&ti%a entre dos variables

En las si-uientes -r&1i%as se muestran di1erentes rela%iones5

a(. -ela%in entre la +resin ( el volumen de un -as ideal/b(. -Presin de un -as %omo una 1un%in inversa del volumen/

c(. -Produ%to +resinvolumen %omo una 1un%in de un -as ideal/

La %urva A se +resenta %omo una )i+rbola re%tan-ular %on los e'es %oordenados %omo as.ntotas/ Como la e%ua%in

al-ebrai%a ,ue %orres+onde a la )i+rbola tiene la 1orma *( @ M0 se dedu%e ,ue +ara una %antidad 1i'a de un -as a una

tem+eratura %onstante0 P/ @ Constante0 ,ue es en e1e%to la Le( de Bo(le/ El tra9ado de la -r&1i%a de la +resin %omo una

1un%in del volumen es %on 1re%uen%ia un modo :til de re+resentar el %om+ortamiento de un -as0 +ero tiene la desventa'a

de ,ue es di1.%il0 utili9ando la vista0 de%ir %u&n %er%a est& %ada %urva e*+erimental de una )i+rbola +er1e%ta/ En

%onse%uen%ia0 es di1.%il de%ir si un -as obede%e a la Le( de Bo(le e*a%ta o slo a+ro*imadamente/ Este +roblema +uede

resolverse re+resentando la +resin %omo una 1un%in inversa del volumen0 -r&1i%a B/

Otro modo a:n m&s :til de traba'ar %on estos datos e*+erimentales es re+resentar el +rodu%to de la +resin ( el volumen

%omo una 1un%in0 (a sea de la +resin o de la inversa del volumen/ La -r&1i%a C muestra ,ue +ara un -as ,ue si-ue

e*a%tamente la Le( de Bo(le el resultado de esta -r&1i%a ser.a una l.nea re%ta de +endiente %ero/ Los datos e*+erimentales

muestran ,ue de )e%)o los -ases obede%en a la Le( de Bo(le mu( estre%)amente en el orden de las +resiones investi-adas

Cuales,uiera ,ue sean las desvia%iones0 se deben a las 1uer9as ,ue las mol%ulas e'er%en mutuamente0 ( tienden a

desa+are%er %uando la densidad del -as se )a%e +e,uea/ En el l.mite de una +resin mu( ba'a a de un -ran volumen0

todos los -ases si-uen e*a%tamente la Le( de Bo(le/

!/ EK DE CA'E! K 1AK-U!!AC

La rela%in matem&ti%a ,ue e*iste entre el volumen de un -as ( su tem+eratura0 a una +resin %onstante0 se %ono%e %omo

Le( de C)arles ( Ga(Lussa%0 ( +uede es%ribirse en la 1orma5

3 o& ; t(

A,u. es el volumen de una %antidad 1i'a de un -as a +resin %onstante0 oes el volumen ,ue o%u+a a la tem+eratura de

%ero -rados en la es%ala Celsius0 al1a es una %onstante ,ue tiene a+ro*imadamente el valor de #! +ara todos los -ases0 (

!Q


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BIOTECNOLOGA

Otoo!"#$t es la tem+eratura en la es%ala Celsius/ Esta e%ua%in de estado estable%e ,ue el volumen de un -as aumenta linealmente

%on su tem+eratura/ Poder +resentar este enun%iado %omo un )e%)o e*+erimental im+li%a ,ue se dis+one de un

%ono%imiento +revio de %mo se mide la tem+eraturaEn los -ases0 la de+enden%ia del volumen res+e%to a la tem+eratura es %onsiderablemente m&s sen%illa ,ue en los l.,uidos/

A:n sin una es%ala de tem+eratura es +osible determinar ,ue el volumen de %ual,uier -as a la tem+eratura de ebulli%in

del a-ua es #/WW ve%es ma(or ,ue el volumen ,ue se tenia a la tem+eratura del +unto de 1usin del a-ua/ Lo im+ortante

a,u. es ,ue la %onstante de +ro+or%ionalidad es la misma +ara todos los -ases/ El )e%)o de ,ue todos los -ases se

%om+orten i-ualmente %uando son sometidos a un %ambio dado de tem+eratura su-iere ,ue se deber.an utili9ar las

+ro+iedades de los -ases +ara de1inir una es%ala de tem+eratura/ Esto es e*a%tamente lo ,ue se )a%e0 la e*+resin dada

anteriormente +ara e*+resar la Le( de C)arles ( Ga(Lussa% +uede es%ribirse de nuevo del modo si-uiente5

3 o& ; t( t 3 - o=oV1

V2=

1

+ t1

1

+ t2

!

#

!

#

#$/!TI

#$/!TI

t

t

7

7

+

+=

La se-unda e%ua%in +uede inter+retarse di%iendo ,ue e*iste la tem+eratura t0 ,ue +or de1ini%in0 es

una %antidad ,ue aumenta linealmente %on el volumen de un -as/ Es de%ir0 ,ue en realidad la 4le(4 de C)arles ( Ga(

Lussa% no es una le(0 sino una de1ini%in de la tem+eratura/

En realidad no todos los -ases se %om+ortan e*a%tamente del mismo modo %uando %ambia su tem+eratura3 +ero esasdi1eren%ias disminu(en %uando la +resin se redu%e0 (0 +or lo -eneral0 son bastante +e,ueas %omo +ara ser insi-ni1i%ante

en la ma(or.a de los %asos/ Aun,ue se +ueden utili9ar termmetros de -as +ara de1inir una es%ala de tem+eratura0 se

em+lean otros dis+ositivos m&s %onvenientes +ara las medidas +r&%ti%as de la tem+eratura0 +or e'em+lo5

CO%PA'ACIJN DE E'%J%E'O!

0 Aire 'esistencia de Pt

er+opar

E%(

/

G G G G G

0G 0G.GG 0G.0>G 0G.&?G 0G.GF&>G >G.G

G&>G.9@G >G.0FB >G.&

&&@G ?F.F

[email protected]@G @G.0F9 @G.G

@G BF.F

BG.&>B G.0>B G.G

>&&GG &GG &GG &GG &GG

!$


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BIOTECNOLOGA

Otoo!"#$A E!CAA DE E%PE'AU'A A"!OUA

La rela%in entre tem+eratura ( el volumen de un -as +uede ser sim+li1i%ada de1iniendo una nueva es%ala de tem+eratura/

Como se en%uentra +or e*+erimenta%in dire%ta ,ue # @ !/#$ %uando t se e*+resa en -rados %elsius0 enton%es5

La1orma de esta e%ua%in su-iere ,ue ser.a mu( %onveniente de1inir una nueva es%ala de tem+eratura +or la e%ua%in5

3 0B9.&? ; t

!W


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BIOTECNOLOGA

Otoo!"#$La tem+eratura T se llama TE6PEATUA AB8OLUTA o tem+eratura en la es%ala Melvin0 ( se denota +or M/

Utili9ando la es%ala Selvin0 la rela%in entre la tem+eratura ( el volumen de una %antidad 1i'a de -as a +resin %onstante

asume una 1orma mu( sim+le5

!


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BIOTECNOLOGA

Otoo!"#$

!

#

!

#

8

8

7

7=

La dedu%%in de este :ltimo enun%iado es ,ue el volumen de un -as disminu(e a medida ,ue T0 la

tem+eratura absoluta0 disminu(e > T?0 ( ,ue ser.a %ero %uando T @ "0 esto su-iere ,ue la tem+eratura m&s ba'a +osible

es T @ " M o bien0 t @ !/#$X C0 (a ,ue %ual,uier tem+eratura menor %orres+onder.a a un volumen ne-ativo de -as0 en

realidad0 a tem+eraturas mu( ba'as no se +uede +robar e*+erimentalmente la e%ua%in anterior (a ,ue todos los -ases se

%ondensan a l.,uidos %uando la tem+eratura se a+ro*ima al %ero de la es%ala Selvin/ 8in embar-o0 ar-umentos mu%)o m&s

detallados demuestran ,ue !/#$X C o " M0 es la tem+eratura m&s ba'a %on%ebible0 ( ,ue en los e*+erimentos +r&%ti%os

no se +uede al%an9ar esta tem+eratura m.nima sino tan solo a+ro*imarse a ella/ La tem+eratura m&s ba'a ,ue )a sido

al%an9ada se re%ono%e -eneralmente ,ue es de "/"""# M en e*+erimentos mu( %ontrolados/

'A"A7O DE 1AK-U!!AC K A! 'EACCIONE! DE O! 1A!E!

El traba'o de Ga(Lussa%0 +ubli%ado en #V"V0 +ro+or%iono lo ,ue eventualmente lle- a ser la base +ara el estable%imiento

de las 1rmulas mole%ulares/ Una investi-a%in de las rea%%iones -aseosas demostr ,ue los vol:menes de %ombina%in

medidas ba'o %ondi%iones de tem+eratura ( +resin %onstante0 ,uedaban en ra9n de n:meros enteros ( +e,ueos/

& ol. de N0; & ol. de O0 0 ol. de NO

0 ol. de 0; & ol. de O0 0 ol. de 0O

9 ol. de 0; & ol. de N0 0 ol. de N9

La +resen%ia a+arentemente ine*orable de las rela%iones de n:meros enteros +are%.a a Ga(Lussa% ( a otros0 ,ue a+o(aba

a la teor.a atmi%a0 +ero estos resultados en%ontraron m.nimo a+o(o de


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BIOTECNOLOGA

Otoo!"#$su+osi%in mu( arbitraria5 las 4+art.%ulas4 de los elementos son &tomos individuales/ ;alton +re1iri no inda-ar a%er%a de

la valide9 de esta su+osi%in0 (0 en su lu-ar0 re%)a9 la idea de 4vol:menes i-uales n:meros i-uales4 ( los datos en los

%uales estaba basada/Un ar-umento en 1avor de la )i+tesis 4vol:menes i-ualesn:meros i-uales de +art.%ulas4 1ue enun%iado en #V## +or el

Italiano Amadeo Avo-adro0 %ombinando esta idea %on su nueva su-eren%ia de ,ue los elementos -aseosos +od.an %onsistir

de mol%ulas +oliatmi%as0 Avo-adro armoni9 satis1a%toriamente los datos de los vol:menes de %ombina%in %on el

%on%e+to del &tomo indivisible0 sealo ,ue una ve9 ,ue se admite ,ue el nitr-eno ( el o*.-eno +ueden ser +oliatmi%os0

las rela%iones volumtri%as ,ue a%om+aan a la 1orma%in del mon*ido de nitr-eno +ueden e*+li%arse di%iendo5

&. -Nitr-eno O*.-eno mon*ido de nitr-eno

0. -# volumen # volumen ! vol:menes9. -n mol%ulas n mol%ulas ! n mol%ulas

>. - N ! O ! ! NO

?. - N Q O Q !N!O!

;e estos )e%)os e*+erimentales el italiano Amadeo Avo-adro lle-a a dos %on%lusiones 1undamentales5

&. -Los -ases %omo el O*.-eno0 Nitr-eno0 Cloro0 Ridr-eno0 a+or de Iodo0 no se en%uentran %omo &tomos0 sino %omo

mol%ulas diatmi%as/

0. -4A las mismas %ondi%iones de tem+eratura ( +resin vol:menes i-uales de -ases di1erentes %ontienen el mismo

n:mero de +art.%ulas4/

;e estas %on%lusiones se des+rende ,ue %uando el n:mero de +art.%ulas o mol%ulas de un -as se du+li%a a tem+eratura (

+resin %onstante0 el volumen tambin se du+li%a/ En otras +alabras el volumen de un -as es dire%tamente +ro+or%ional al

n:mero de +art.%ulas >%uando P ( T son %onstantes?/ As. n0 siendo n el n:mero de moles o +art.%ulas/

A ECUACIJN 1ENE'A DE O! 1A!E! IDEAE!.

Las medidas e*+erimentales )an demostrado ,ue el volumen de un -as es una 1un%in de la +resin0 la tem+eratura ( el

n:mero de +art.%ulas0 ba'o este %onte*to se )an estable%ido di1erentes le(es +ar%iales ,ue en su %on'unto nos llevan a

%ono%er ( +rede%ir las +ro+iedades de los -ases/

&. -Le( de Bo(le5 S

&=P

A Tem+eratura ( N:mero de +art.%ulas %onstante/

0. -Le( de C)arles5 S

A Presin ( N:mero de +art.%ulas %onstante/

9. -Le( de Avo-adro5 n

A Presin ( Tem+eratura %onstante/!


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BIOTECNOLOGA

Otoo!"#$8i %on'u-amos estas Le(es +odemos e*+resar las varia%iones del volumen de un -as %omo5

n.=P

8i ,ueremos e*+resar esta rela%in %omo una i-ualdad debe introdu%ir una %onstante0 ,ue en este %aso llamaremos oConstante Universal de los Gases Ideales/

3 n.'.=P. P. 3 n.'..

donde5

@ olumen de un -as >lt?

P@ Presin del -as >atms1eras?

n@ N:mero de +art.%ulas >mol?

@ Tem+eratura absoluta >M?

'@ Constante Universal de los Gases Ideales @ "/"V! lt/atm/ M/mol

A'EA >.- *ol+enes, pesos +oleculares y reacciones de /ases.

#/ Cu&l es la altura de una %olumna de a-ua ,ue e'er%e la misma +resin ,ue una %olumna de mer%urio %on una altura de

W %m o sea W" mmF/ La densidad del mer%urio es #/W - %m/

es+uesta5 #"/ m

!/ Un barmetro se llena %on dietilen-li%ol %u(a densidad es #/##V - %m / La altura del l.,uido resulta ser /!$ m/ Cu&l

es la +resin baromtri%a o atmos1ri%a e*+resada en mil.metros de mer%urioF

/ Un barmetro se llena %on trietilen-li%ol/ Cuando la +resin atmos1ri%a es de $ mm de R-0 la altura del li,uido

resulta ser /#Q m Cu&l es la densidad del trietilen-li%olF

Q/ Un %ilindro tiene un di&metro de Q/#" %m ( una masa de #/""" S-/ Cu&l es la +resin0 e*+resada en torr ,ue e'er%e el

%ilindro sobre la su+er1i%ie en ,ue se a+o(aF

es+uesta5 $$/ Torr

$/ Un %ilindro de $" L %ontiene -as nitr-eno >N!?0 a !#/$ atm de +resin/ El %ontenido del %ilindro se va%.a en un tan,ue

+reviamente eva%uado0 de volumen des%ono%ido/ 8i la +resin 1inal en el tan,ue es #/$$ atm/ Cu&l ser& el volumen del

tan,ueF

es+uesta5 W/$ L

"


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BIOTECNOLOGA

Otoo!"#$W/ Un -lobo se in1la )asta un volumen de !/$" L dentro de una %asa %u(a tem+eratura es !QXC/ En se-uida se sa%a al

e*terior en un 1rio d.a de invierno donde la tem+eratura es !$XC/ Cu&l ser& el volumen del -lobo en el e*teriorF

8u+onemos ,ue la %antidad de aire ( su +resin son %onstantes/es+uesta5 !/" L

/ Cu&l es el volumen o%u+ado +or #/ - de Cl!a Q$XC ( Q$ mm de R-F

es+uesta5 $/#Q L

V/ Cu&l es el volumen o%u+ado +or !"/! - de amonia%o0 NR0 a !$XC ( $! mm de R-F

/ Una muestra de #/ - de Cl !est& en%errada en un re%i+iente de /$" L A ,u tem+eratura e'er%er& el -as una +resin

de "/" barF

#"/ Cual es la densidad del -as o*.-eno0 O!0 a !V M ( "/V atmF

##/ La densidad de una muestra de -as es #/"" - L

#

a Q$ mmR- ( #" XC Cu&l es la masa molar del -asF

CO%PUE!O! $U2%ICO!

Los de1inimos %omo sustan%ias +uras ,ue est&n 1ormadas +or dos o m&s elementos ,u.mi%os0 al-unos son mu( %ono%idos

en la vida diaria0 a-ua0 di*ido de %arbono0 a9:%ar0 sal0 bi%arbonato0 vina-re0 as+irina0 vitamina C/ a todos los %om+uestos

,u.mi%os los re+resentamos %on su 1rmula ,u.mi%a0 la %ual siem+re -uarda una rela%in este,uiomtri%a ,ue de+ende de

las +ro+iedades ,u.mi%as ( +ro+iedades 1.si%as de los elementos ,u.mi%os ,ue la %onstitu(en0 sin embar-o el %om+uesto

tiene sus +ro+ias %ara%ter.sti%as ,u.mi%as ( 1.si%as/ Ra( dos ti+os de %om+uestos5 6ole%ulares ( Ioni%os de+endiendo del

ti+o de enla%e ,u.mi%o %ovalente ( ioni%o res+e%tivamente/ Los %om+uestos mole%ulares est&n 1ormados +or mol%ulas

%u(os &tomos se unen +or enla%e %ovalente ( siem+re se re+resentan +or su 1rmula mole%ular3 los %om+uestos ioni%os

son la %ombina%in de iones +ositivos ( ne-ativos unidos +or una 1uer9a ele%trost&ti%a debido a la trans1eren%ia de

ele%trones/ Las 1rmulas ,u.mi%as +ueden re+resentarse de di1erentes maneras5 4or+ula condensadasi solo in1orma e

n:mero de &tomos ,ue %onstitu(en la mol%ula0 +or e'em+lo &%ido sul1:ri%o0 R !8OQ0 ,ue inter+retamos %omo # mol de

&%ido sul1:ri%o %ontiene ! moles de &tomos de )idr-eno0 # mol de &tomos de a9u1re ( Q moles de &tomos de o*.-eno0

siem+re %onsiderando ,ue un mol es la unidad ,ue %ontiene el n:mero de Avo-adro0 o sea W/"!!#" !3 4r+ula

estructural ,ue nos muestra el orden en ,ue se unen los &tomos en una mol%ula ( los ti+os de enla%e ,ue est&n +resentes

si el e'em+lo es en &%ido sul1:ri%o0 su 1rmula es5

S

OO

O

O

H

H

Para +oder %ono%er una 1rmula ,u.mi%a se re,uiere un +ro%edimiento e*+erimental ,ue en +rin%i+io +ermite determinar

la 1rmula em+.ri%a0 ,ue es la rela%in m&s sen%illa entre los elementos ,u.mi%os ,ue 1orman el %om+uesto0 +or e'em+lo el

#


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BIOTECNOLOGA

Otoo!"#$ben%eno0 su 1rmula m.nima o em+.ri%a es CR o CR!O es la 1rmula em+.ri%a de &%ido a%ti%o0 C !RQO!0 tambin de

1ormalde)ido0 CR!O0 es 1rmula em+.ri%a tambin de -lu%osa0 CWR#!OW/ 8i e*+erimentalmente se %ono%e la masa molar de

la sustan%ia enton%es se determina la Hormula 6ole%ular0 +or e'em+lo el ben%eno5 6asa molar i-ual V - mol#

0 es de%ir,ue la 1rmula real o mole%ular del %om+uesto es CWRW0 es W ve%es su+erior a la masa de la 1rmula m.nima o mole%ular5

CWRW

H

H

H

H

H

H

A'EA ?.- r+ulas y clculos de co+posicin.&.- El su%%inato de dibutilo es un re+elente de inse%tos utili9ado en el )o-ar %ontra )ormi-as ( %u%ara%)as/ 8u

%om+osi%in es W!/$V Y de C3 /W Y de R3 !/ Y de O/ 8u masa mole%ular determinada e*+erimentalmente es !" u

a?/ Cu&l es la 1rmula em+.ri%aF

b?/ Cu&l es la 1rmula mole%ularF

!/ El sorbitol0 utili9ado %omo edul%orante en al-unos alimentos Dsin a9:%ar3 tiene una masa mole%ular i-ual a #V! u (

una %om+osi%in +or%entual de /$W Y de C3 /Q Y de R ( $!/" Y de O/

a?/ Cu&l es la 1rmula em+.ri%a del sorbitolF

b?/ Cu&l es la 1rmula mole%ular del sorbitolF/ El )i+nti%o +entaeritriol %lorado %ontiene %loro ( los +or%enta'es en masa de los otros elementos son !#/$# Y de C3

!/!! Y de R ( #/WQ Y de O/ 8u masa molar es !W u/

a?/ Cu&l es la 1rmula em+.ri%aF

b?/ Cu&l es la 1rmula mole%ularF

Q/ La vitamina C es indis+ensable +ara la +reven%in del es%orbuto/ La %ombustin de una muestra de "/!""" - de este

%om+uesto 1ormado +or %arbono0 )idr-eno ( o*.-eno +rodu%e "/!V - de CO !( "/"V# - de a-ua/ Cu&l es la 1rmula

m.nima de la vitamina CF

$/-Una muestra de /!Q$- de %loruro de titanio se redu'o %on sodio )asta titanio met&li%o/ Posteriormente se elimin el%loruro de sodio resultante0 el titanio met&li%o residual se se% ( se +es0 ( se obtuvo"/V#-/ Cu&l es la 1rmula

em+.ri%a del %loruro de titanioF

W/ La %ombustin de una muestra de #/$"$ - de tio1eno0 %om+uesto 1ormado +or %arbono0 )idr-eno ( a9u1re0 +rodu%e

/#Q - de CO!0 "/WQ$ - de R!O ( #/#QW - de 8O!%omo :ni%os +rodu%tos de la %ombustin/ Cu&l es la 1rmula

em+.ri%a del tio1enoF

III.- NO%ENCAU'A DE CO%PUE!O! INO'1#NICO! K E!E$UIO%E'2A.!


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BIOTECNOLOGA

Otoo!"#$NO%ENCAU'A.- Las re-las +ara nombrar ( es%ribir la 1rmula de un %om+uesto ,u.mi%o )an sido a+robadas

interna%ionalmente ( +ubli%adas +or la Unin Interna%ional de 2u.mi%a Pura ( A+li%ada0 de esta manera se lo-ra tener una

sistemati9a%in0 +ero )a( ,ue tomar en %uenta ,ue al-unos %om+uestos se les si-ue nombrando tradi%ionalmente0 e'em+loel Amonia%o0 NR0 a-ua0 R!O0 *ido n.tri%o0 NO0 *ido nitroso0 N!O0 et%/

N+ero de O)idacin: Este %on%e+to es mu( im+ortante0 nos a(uda a es%ribir el nombre %orre%to ( sobre todo a es%ribir

la 1rmula del %om+uesto0 se de1ine %omo5 La %ar-a el%tri%a del elemento ,ue re+resenta el n:mero de ele%trones ,ue

+ierde > %ar-a +ositiva ? o el n:mero de ele%trones ,ue -ana > %ar-a ne-ativa ?/ La suma de los n:meros de o*ida%in nos

indi%a lo si-uiente5

a?/ 8i el resultado es %ero es una mol%ula/

b?/ 8i el resultado es +ositivo es un %atin/

%?/ 8i el resultado es ne-ativo es un anin/E'em+lo5 8ul1ato de aluminio0 Al!>8OQ?!/ 8i sumamos los estados de o*ida%in5 ! &tomos de %ar-a 0 da W3 iones

sul1ato de %ar-a !0 da W0 el resultado es %ero/ El ion sul1ato > anin ?tiene %ar-a de !0 El &tomo de a9u1re es W ( Q

&tomos de %ar-a !0 da V0 +or lo tanto la suma WV @ !/ El Ales el %atin/ Nos %onviene memori9ar los estados de

o*ida%in de al-unos elementos +ara 1ines +r&%ti%os5 R#0 O!0 Ralo-enuros >#?0 metales al%alinos >#?0 metales al%alino

trreos >!?0 sul1uros >8!?0 et%/

N+ero de coordinacin: Es el n:mero de &tomos0 iones o mol%ulas ,ue se en%uentran unidos al &tomo %entral0

%ono%idos %omo li-andos/

Por e'em+lo5 cCo>NR?>NO!?0 El %obalto es el &tomo %entral ( tienen un n:mero de %oordina%in de W0 las tres

mol%ulas de amonia%o0 NR( los tres iones nitrito0 NO!#son los seis li-andos/ En %ambio el n:mero de o*ida%in del

%obalto es /

Iones +s co+unes:

CationesNombre Hrmula

Ion amonio NRQ#

Ion sodio Na#

Ion ma-nesio 6-!

Ion aluminio Al

Ion +lata A-#

Ion %romo >II? Cr !Ion %rom >III? Cr

Ion Rierro >II? He!

Ion Rierro >III? He

Ion %obalto >II? Co!

Ion %obalto >III? Co

Ion mer%urio >I? R-!!

Ion mer%urio >II? R-!


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BIOTECNOLOGA

Otoo!"#$Aniones

Ion )idruro R#

Ion 1luoruro H#

Ion %loruro Cl#

Ion bromuro Br #

Ion *ido O!

Ion sul1uro 8!

Ion nitruro N

Ion %arbonato CO!

Ion )i+o%lorito ClO#

Ion %lorito ClO!#

Ion %lorato ClO#

Ion +er%lorato ClOQ#

Ion %romato CrOQ!

Ion di%romato Cr !O!

Ion %ianuro CN#

Ion )idr*ido OR#

Ion nitrito NO!#

Ion nitrato NO#

Ion o*alato C!OQ!

Ion +erman-anato 6nOQ#

Ion 1os1ato POQ

Ion )idr-eno 1os1ato RPOQ!

Ion di)idr-eno 1os1ato R!POQ#

Ion sul1ito 8O!

Ion sul1ato 8OQ!

Ion tiosul1ato 8!O!

Ion a%etato C!RO!#

Para escribir la 4r+ula:Primero se es%ribe el %atin ( en se-uida el anin0 el n:mero de &tomos o iones se es%ribe

%omo sub.ndi%es0 de tal 1orma ,ue la suma de las %ar-as siem+re sea %ero/ E'em+los5

Na# NO# Na!# 8OQ!

Para escribir el no+bre de la 4r+ula: Primero se es%ribe el nombre del anin0 ense-uida la +re+osi%in de ( +or

:ltimo el nombre del %atin/ E'em+los5

NaNO Nitrato de sodio

Na!8OQ 8ul1ato de sodio

He8OQ 8ul1ato de 1ierro >II? o sul1ato 1erroso

He!>8OQ? 8ul1ato de 1ierro >III? o sul1ato 1rri%o/

NaClO Ri+o%lorito de sodio

NaClO! Clorito de sodio/

NaClO Clorato de sodio/

NaClOQ Per%lorato de sodio/

Q


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BIOTECNOLOGA

Otoo!"#$eor5a de Terner.- Al1red Jerner +lantea sus ideas a%er%a de la estru%tura de los %om+uestos de %oordina%in donde

)a%e una di1eren%ia entre las valen%ias estables de los elementos o n:meros de o*ida%in ( el n:mero de %oordina%in del

&tomo %entral0 +or e'em+lo e*+li%a las +ro+iedades de los si-uientes %om+le'os del %loruro de %obalto >III? %on amonia%o,ue )ab.an sido des%ubiertos ( nombrados en base a sus %olores5

Co+pleHo Color No+bre ori/inalCoCl/WNR Amarillo Com+le'o l:teoCoCl/$NR P:r+ura Com+le'o

+ur+:reoCoCl/QNR erde Com+le'o +raseoCoCl/QNR ioleta Com+le'o vileo

Jerner determin ,ue las rea%%iones de los iones %loruro de los %uatro %om+uestos es di1erente0 adi%ionando nitrato de

+lata0 A-NO0 +rodu%e di1erentes %antidades de %loruro de +lata +re%i+itado5

CoCl/WNR A-# A-Cl

CoCl/$NR A-# !A-Cl

CoCl/QNR A-# #A-Cl >violeo o +raseo?

A +artir de su %on%lusin0 +ostula ,ue en la serie de %om+uestos0 el %obalto muestra un n:mero de %oordina%in %onstante

de seis0 las mol%ulas de amonia%o son rem+la9adas +or el %loro/ Para des%ribir la ,u.mi%a del %obalto )a( ,ue tomar en

%uenta su n:mero de %oordina%in de W ( su n:mero de o*ida%in de / Por lo tanto determin ,ue las 1rmulas +ara

estos %om+uestos %om+le'os se deben es%ribir de la si-uiente 1orma5

cCo>NR?WCl

cCo>NR?$ClCl!

cCo>NR?QCl!Cl

La se-unda %ontribu%in a la ,u.mi%a de %oordina%in 1ue +ostular ,ue los li-andos tienen +osi%iones 1i'as en el es+a%io0

es de%ir ,ue tienen una -eometr.a ( +ueden ser ismeros0 ,ue tienen la misma 1rmula mole%ular +ero di1erente estru%tura

mole%ular/

cCo>NR?W cCo>NR?$Cl cCo>NR?QCl! cCo>NR?QCl!Ismero trans Ismero %is

Al-unos li-andos mu( %omunes son los si-uientes5

Li-ando Nombre Li-ando NombreR!O A%uo OR# Ridro*o

$


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BIOTECNOLOGA

Otoo!"#$NR Amino C!OQ! O*alato

O! O*o 8OQ! 8ul1atoCl# Cloro CO Carbonilo

CN# Ciano NO Nitrosilo'e/las para no+brar los co+puestos de coordinacin o co+pleHos:

&.- Los nombres de los li-andos termina %on la letra o/

0.- 8e nombra +rimero los li-andos indi%ando el n:mero %on los +re1i'os5 di0 tri0 tetra0 et%/

9.- En se-uida se es%ribe el nombre del &tomo %entral %on su estado de o*ida%in en n:meros romanos ( entre +arntesis/

>.- 8i el %om+le'o es un %atin o mol%ula neutra0 el nombre del &tomo %entral no %ambia/

?.- 8i el %om+le'o es un anin0 se )a%e terminar el nombre del &tomo %entral en ATO/

E'em+los5

cA->NR?!#

in diamino+lata >I?cZn>NR?Q! intetraamino9in% >II?

cCo>NR?>NO!? triaminotrinitro%obalto >III?

cPtClW! in )e*a%loro+latinato>I?

cHe>CN?WQ in )e*a%iano1errato >II?

cHe>CN?W in )e*a%iano1errato >III?

A'EA @.- No+enclatura

Es%ribir la 1rmula %orre%ta ( su nombre a +artir de la %ombina%in del %atin %on el anin/

Aniones

Cationes

OR# ClO# 8OQ! 6nOQ# POQ CO! NO# cHe>CN?W

NRQ#

M#

Ca!

He

Al

cA->NR?!#

OIDACIJN K 'EDUCCIJN/ 6u%)as o*ida%iones -eneran enormes %antidades de %alor0 ( en ellas a+are%e la llama

%omo una e*+resin de las e*%ita%iones ele%trni%as +rovo%adas +or la eleva%in de la tem+eratura/ El 1ue-o )a sido

%onsiderado +or mu%)os %omo el +romotor de la %ivili9a%in )umana0 ( +ara todos es %lara su im+ortan%ia0 en es+e%ial

%uando re,uerimos de lu9 ( %alor/ La llama es tambin s.mbolo de vida0 ( sta +uede redu%irse0 al i-ual ,ue el 1ue-o0 a

una serie de rea%%iones ,u.mi%as0 mu%)as de ellas de o*idoredu%%in/ Ra( una enorme %antidad de 1enmenos ,ue

+odr&s e*+li%arte %on un %ono%imiento m&s +ro1undo de este tema0 ,ue em+e9aremos %on un e'em+lo mu( %ono%ido/

PIA!:En la vida moderna0 la trans1orma%in dire%ta de ener-.a ,u.mi%a en el%tri%a es %osa de todos los d.as3 sin

bater.a no arran%an los %o%)es0 ni 1un%ionan los radios o los relo'es Dde +ilas/ Pero %mo 1un%iona una bater.aF

W


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BIOTECNOLOGA

Otoo!"#$Un e'em+lo sen%illo +uede a(udarnos5 se trata de rea%%iones ,u.mi%as ,ue o%urren es+ont&neamente ( +rodu%en un 1lu'o

de ele%trones3 una +arte del sistema los dona ( otra los re%ibe/ La +ila m&s %om:n es la +ila se%a0 inventada en #VW +or el

1ran%s G/ Le%lan%)/ 8u &nodo de Zin% es el re%i+iente mismo0 ( el %&todo es una varilla de -ra1ito im+re-nada dedi*ido de man-aneso0 6nO!/ El ele%trlito es una +asta ):meda de ZnCl!0 NRQCl0 a-ua ( +olvo de -ra1ito/ Las

rea%%iones son5

C&todo >O*ida%in?5

0%nO0; 0N>;; 0 e- %n0O9; 0N9; 0O

7nodo >edu%%in?5

n n;0; 0 e-

En el interior de la %ubierta se 1orma un +o%o de )idr*ido de Zin% slido0 lo ,ue in%rementa la resisten%ia/ 8in embar-o el

Zn>OR?!rea%%iona %on el amonia%o NR+ara 1ormar un %om+uesto de %oordina%in0 Zn>NR?Q!0 ,ue mi-ra )a%ia adentrode &nodo de Zn0 lo %ual +rolon-a la a%%in de la +ila/ Como se +uede observar0 la varilla de -ra1ito no +arti%i+a en las

rea%%iones0 1un%iona :ni%amente %omo %ondu%tor de la %orriente el%tri%a/ La es+e%ie ,ue se redu%e es el 6nO!/ El volta'e

-enerado +or esta +ila %uando esta nueva es #/$ 0 +ero va de%re%iendo )asta al%an9ar un valor de "/V0 momento en ,ue

es in:til/

Cuando se sustitu(e el NRQCl +or el MOR se tiene la +ila se%a al%alina/ Las rea%%iones ,ue se +resentan son seme'antes3

sin embar-o0 esta +ila tiene un me'or rendimiento0 ( +uede +ro+or%ionar )asta un $" Y m&s de ener-.a :til ,ue una no

al%alina0 su ma(or +re%io lo %om+ensa su menor tamao0 %osa ,ue las )a%e im+res%indibles en %&maras 1oto-r&1i%as0

%al%uladoras ( relo'es/En 1e%)as re%ientes0 investi-a%iones intensas )an dado lu-ar a +ilas ,ue em+lean litio met&li%o ( (odo3 tienen una vida de

#" aos0 ( se em+lean en los mar%a+asos %ardia%os/ Otra manera menos es+e%ta%ular de aumentar la vida :til de una +ila

%onsiste en )a%erla re%ar-able/ El e'em+lo m&s %om:n es la de ni,uel%admio0 ( su em+leo en )erramientas0 %al%uladoras

( %om+utadoras es %om:n/

La o(idacines un %ambio ,u.mi%o en el %ual un &tomo o -ru+o de &tomos +ierden ele%trones0 ( la reduccines e

%ambio ,u.mi%o en el %ual un &tomo o -ru+o de &tomos -anan ele%trones5 Estas de1ini%iones +ueden a+li%arse en 1orma

mu( sim+le en el %aso de elementos o sus iones/ Una trans1orma%in ,ue %onvierte un &tomo neutro en un ion +ositivo

debe estar a%om+aada +or la +rdida de ele%trones ( debe0 +or lo tanto0 ser una o*ida%in/ Considrese el si-uientee'em+lo5

e e;0 ; 0e

Los ele%trones >s.mbolo e? se es%riben e*+l.%itamente en el lado dere%)o ( +ro+or%ionan la i-ualdad de %ar-a total en los

dos lados de la e%ua%in/ En 1orma similar0 la trans1orma%in de un elemento neutro en un anin debe estar a%om+aada

+or la -anan%ia de ele%trones ( se %lasi1i%a %omo redu%%in0 %omo en el %aso si-uiente5


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BIOTECNOLOGA

Otoo!"#$Cl0 ; 0e 0Cl-

La o*ida%in ( la redu%%in siem+re o%urren de manera simult&nea0 ( el n:mero total de ele%trones +erdidos en la

o*ida%in debe ser i-ual al n:mero de ele%trones -anados en la redu%%in/"AANCEO DE ECUACIONE! PO' E %EODO DE ION-EEC'ON

&. -Es%r.base la e%ua%in ,ue muestre todos los rea%tivos ( +rodu%tos de la rea%%in ,u.mi%a/

0. -Es%r.base una e%ua%in es,uem&ti%a +ar%ial +ara el a-ente o*idante0 %on el elemento ,ue esta su1riendo una redu%%in

en su estado de o*ida%in en %ada lado de la e%ua%in/ El elemento no debe es%ribirse %omo &tomo o ion libre a

menos ,ue realmente e*ista %omo tal/ ;ebe es%ribirse %omo una es+e%ie mole%ular o ini%a real/

9. -Es%r.base otra e%ua%in es,uem&ti%a +ar%ial +ara el a-ente redu%tor0 %on el elemento ,ue est& su1riendo un aumento en

el estado de o*ida%in de %ada lado de la e%ua%in/

>. -Para balan%ear %ada e%ua%in +ar%ial debemos observar si esta se reali9a en5a(6edio &%ido o neutro0 esto se sabe +or,ue entre los rea%tivos a+are%e al-:n &%ido o bien el a-ua/ Los &tomos de

o*.-eno se balan%ean +rimero/ Para %ada &tomo de o*.-eno en e*%eso de un lado de la e%ua%in0 el balan%eo se

ase-ura a-re-ando una mol%ula de R!O del otro lado/ Enton%es0 se utili9a R+ara balan%ear )idr-enos/

b( 8i la solu%in es al%alina0 esto se sabe +or,ue entre los rea%tivos debe a+are%er al-:n %om+uesto al%alino

>)idr*ido?/ Primero se balan%ea el o*.-eno0 +or %ada o*.-eno en e*%eso de un lado de la e%ua%in0 el balan%eo se

ase-ura a-re-ando mol%ulas de R!O del mismo lado ( !OR +or %ada mol%ula de a-ua del otro lado/

?. -Balan%ear %ada e%ua%in +ar%ial %on res+e%to al n:mero de %ar-as a-re-ando ele%trones0 (a sea en el lado i9,uierdo o

dere%)o de la e%ua%in/ 8i se si-uieron %uidadosamente los +asos anteriores0 se en%ontrara ,ue los ele%trones debena-re-arse a la i9,uierda en la e%ua%in +ar%ial +ara el a-ente o*idante ( a la dere%)a en la e%ua%in +ar%ial +ara el

a-ente redu%tor/

@. -6ulti+l.,uese %ada e%ua%in +ar%ial +or un n:mero determinado0 de tal manera ,ue el n:mero total de ele%trones

+erdidos +or el a-ente redu%tor sea i-ual al n:mero de ele%trones -anados +or el a-ente o*idante/

B. -8:mense las dos e%ua%iones +ar%iales ,ue resultan de la multi+li%a%in/ En la e%ua%in sumada0 %an%lense los

trminos %omunes de los dos lados/ Todos los ele%trones se deben %an%elar/

. -eri1.,uese la e%ua%in 1inal %ontando el n:mero de &tomos de %ada elemento en %ada lado de la e%ua%in0 ,ue

obviamente debe ser i-ual/

A'E

Quimica General para universidad

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