Introducción a la Química
Electroquímica
La electroquímica es la rama de la química que estudia los cambios químicos al contacto con la energía eléctrica.
Existen sustancias químicas que en solución son buenas conductoras de la electricidad. Ej: HCl, NaOH, NaCl, etc. Otras no presentan esta característica, por lo tanto, son llamadas no electrolitos. Ej: azúcar (H2O), alcohol, ácido acético.
Oxidación y Reducción
Oxidación: Pérdida de electrones por parte de los átomos de los elementos.
Reducción: Ganancia de electrones por parte de los átomos de los elementos.
Electrólisis
La electrólisis es el fenómeno mediante el cual una sustancia se separa en iones al contacto con la energía eléctrica.
Existen reacciones químicas que generan o consumen corriente eléctrica.
Balanceo de ecuaciones por el método redox (óxido-reducción) (cambio de estado de oxidación o valencia)
- Todo elemento aislado presenta valencia 0.
- El hidrógeno funciona con valencia 1 en la mayoría de los compuestos y el oxígeno con valencia -2.
- El número de cargas positivas y negativas de un compuesto o molécula es igual a 0.
- Algunos elementos exhiben una valencia característica. Ej: K, Na, Li 1 / Zn, Ca, Ba, Mg 2 / Al 3.
Química Orgánica
La química orgánica es la rama de la química cuyo objetivo es el estudio de los compuestos de carbono asociados con el hidrógeno y, en algunos casos, con oxígeno, nitrógeno, azufre y halógenos.
Origen
El término «orgánico», desde un principio, se aplicó a aquellos materiales que provenían de los seres vivos, por lo tanto, la relación entre el hombre y la química orgánica viene dada desde su propia existencia.
Importancia General
Se prueban nuevos compuestos para evitar o atacar las enfermedades; la quimioterapia para el tratamiento del cáncer; los antibióticos, las aspirinas, antipiréticos, la insulina para la diabetes, que en un principio fue aislada de glándulas animales y actualmente es sintetizada en el laboratorio; todos ellos son resultados de experiencias en laboratorios farmacológicos. Incluso la química orgánica extiende sus brazos hasta la genética, estudiando la transferencia de la información en la división celular.
Compuestos Orgánicos de Uso Diario
Combustibles (gasolina, alcohol, gas, diésel, acetona); productos fármacos (jarabes, vitaminas, analgésicos, sedantes); drogas (cocaína, marihuana, crack); fibras sintéticas (nylon, rayón, tergal); alimentación (proteínas, grasas o lípidos, carbohidratos); colorantes (azul de metileno, rojo congo, amarillo 5, anaranjado de metilo, violeta de Giemsa); pesticidas (aldrin, permetrina, malatión); productos de agricultura (abono, fertilizantes, urea, productos para animales).
Diferencias entre Compuestos Orgánicos e Inorgánicos
| Característica | Orgánicos | Inorgánicos |
|---|---|---|
| Elementos | C, H, N, O, P, S, Cl, Br, I | Todos |
| Enlace químico | Enlace covalente (compartición de electrones) | Enlace electrovalente (enlace iónico) |
| Conductividad eléctrica | Malos conductores | Buenos conductores |
| Solubilidad en H2O | Poco solubles – Insolubles (solubles en solventes no polares) | Bastante solubles |
| Punto de fusión y ebullición | Bajas temperaturas | Altas temperaturas |
| Volatilidad | Alta | Baja |
| Reacciones químicas | Lentas (con ayuda de catalizadores) | Rápidas con alto rendimiento |
| Densidad | Bajas (menor que 1) | Altas (mayor que 1) |
Reseña Histórica de la Química
La historia de la química está ligada al desarrollo del hombre y el estudio de la naturaleza, ya que abarca todas las transformaciones de materias y las teorías correspondientes. La ciencia química surge antes del siglo XVII a partir de los estudios de la alquimia, populares entre muchos científicos de la época.
- Rouelle: Análisis de la orina animal, descubre la urea.
- Antoine Lavoisier: Postula que existen cuatro elementos con función primordial en los seres vivos: C, H, N, O.
- Jöns Jacob Berzelius: «Teoría de la fuerza vital». Introduce por primera vez el término «Química Orgánica».
- Friedrich Wöhler: Calentó una solución de cianato de amonio y obtuvo urea sintética.
Conclusión: Los compuestos orgánicos pueden ser sintetizados sin necesidad de la materia viviente.
- Hermann Kolbe: Fermentación del ácido cloroacético con un metal. Obtiene ácido acético.
- August Kekulé – Archibald Scott Couper: Descubren los cuatro enlaces químicos del carbono (elemento tetravalente) y las largas cadenas carbonadas. Descubren la forma hexagonal del benceno.
- Jacobus Henricus van ‘t Hoff – Joseph Le Bel: Proponen que el carbono tiene una geometría tetraédrica (enlace simple), triangular (enlace doble) y lineal (enlace triple). Este avance dio lugar a la estereoquímica (rama de la química que estudia los arreglos espaciales de átomos, moléculas y macromoléculas).
- Aleksandr I. Oparin: Teoría de las moléculas precursoras de la vida (proteínas).