Grado 12
  1. Estado sólido  1.1. Clasificación de sólidos  1.2. Celosía cristalina y celda unitaria  1.3. Eficiencia de Embalaje  1.4. Densidad de la celda unidad  1.5. Imperfecciones en sólidos (defectos puntuales y lineales)  1.6. Propiedades Eléctricas de los Sólidos (Conductores, Aislantes y Semiconductores)  1.7. Propiedades Magnéticas de los Sólidos (Materiales Diamagnéticos, Paramagnéticos y Ferromagnéticos)
  2. Solución  2.1. Tipos de Soluciones (Homogéneas y Heterogéneas)  2.2. Expresando la concentración de soluciones (masa %, volumen %, molaridad, molalidad, normalidad, fracción molar)  2.3. Solubilidad de sólidos y gases en líquidos (ley de Henry)  2.4. La ley de Raoult y las soluciones ideales y no ideales  2.5. Propiedades del síndrome  2.6. Masa molar anormal y factor de Van't Hoff
  3. Electroquímica  3.1. Celdas electroquímicas (celdas galvánicas y electrolíticas)  3.2. Célula galvánica y EMF de la célula  3.3. Pontencial de electrodo estándar y serie electroquímica  3.4. Ecuación de Nernst y sus aplicaciones  3.5. Conductividad y celdas electrolíticas (conductividad específica, molar y equivalente)  3.6. La ley de Kohlrausch y sus aplicaciones  3.7. Baterías (celdas primarias y secundarias)  3.8. Corrosión y su prevención
  4. Cinética química  4.1. Velocidad de reacción química  4.2. Factores que afectan la velocidad de reacción (concentración, temperatura, catalizador, área superficial)  4.3. Orden y molecularidad de la reacción  4.4. Ecuaciones de tasa integrada (orden cero, primero y segundo)  4.5. Vida media de una reacción  4.6. Teoría de colisiones y energía de activación  4.7. Ecuación de Arrhenius y sus aplicaciones
  5. Química de superficies  5.1. Adsorción y sus tipos (Fisisorción y Quimisorción)  5.2. Catalisis y sus tipos (homogénea y heterogénea)  5.3. Coloides y sus propiedades (efecto Tyndall, movimiento Browniano, coagulación)  5.4. Emulsiones y geles  5.5. Aplicaciones de los coloides
  6. Principios generales y procesos de separación de elementos  6.1. Presencia de metales y minerales  6.2. Concentración de minerales (separación por gravedad, flotación por espuma, separación magnética)  6.3. Extracción de metales en bruto (tostado, calcinación, reducción)  6.4. Principios termodinámicos y electroquímicos de la metalurgia  6.5. Refinación de Metales
  7. Elementos del bloque p  7.1. Elementos del grupo 15 (nitrógeno y fósforo)  7.2. Elementos del Grupo 16 (Oxígeno, Azufre y sus Compuestos)  7.3. Elementos del Grupo 17 (Halógenos y sus Compuestos)  7.4. Elementos del Grupo 18  7.5. Propiedades y Tendencias en Elementos del Bloque p  7.6. Compuestos importantes de los elementos del bloque p (amoníaco, fosfina, ácido sulfúrico, ácido clorhídrico)  7.7. Compuestos interhalógenos y sus aplicaciones
  8. Elementos del bloque d y del bloque f  8.1. Propiedades Generales de los Metales de Transición  8.2. Propiedades de los metales de transición interna (lantanoides y actinoides)  8.3. Contracciones de los lantanoides y actinoides  8.4. Química de Coordinación de Elementos del Bloque d
  9. Compuestos de coordinación  9.1. La teoría de Werner y los conceptos modernos  9.2. Número de coordinación y tipo de ligando  9.3. Nomenclatura de Compuestos de Coordinación  9.4. Isomería (geométrica y óptica) en compuestos de coordinación  9.5. Enlace en compuestos de coordinación (Teoría del enlace de valencia y teoría del campo cristalino)  9.6. Estabilidad y aplicaciones de los compuestos de coordinación en medicina e industria
  10. Haloalcanos y haloarenos  10.1. Clasificación y nomenclatura de haloalcanos y haloarenos  10.2. Propiedades Físicas y Químicas de Haloalcanos y Haloarenos  10.3. Mecanismo de Reacciones de Sustitución Nucleofílica (SN1 y SN2)  10.4. Usos y efectos ambientales (agotamiento del ozono, CFCs)
  11. Alcohol, fenol y éter  11.1. Estructura y clasificación de alcoholes, fenoles y éteres  11.2. Preparación y propiedades de los alcoholes  11.3. Preparación y propiedades del fenol  11.4. Preparación y propiedades de los éteres  11.5. Reacciones y Usos Químicos
  12. Aldehídos, cetonas y ácidos carboxílicos  12.1. Estructura y nomenclatura de aldehídos, cetonas y ácidos carboxílicos  12.2. Preparación y propiedades de aldehídos y cetonas  12.3. Reacciones químicas en aldehídos, cetonas y ácidos carboxílicos (adición nucleofílica, oxidación y reducción)  12.4. Preparación y propiedades de los ácidos carboxílicos  12.5. Reacciones químicas y usos de los ácidos carboxílicos
  13. Compuestos orgánicos que contienen nitrógeno  13.1. Aminas (clasificación, estructura, basicidad)  13.2. Preparación y propiedades de las aminas  13.3. Reacciones de Aminas (Diazotización, Reacción de Carbylamina)  13.4. Sales de diazonio y sus aplicaciones en la industria de pinturas
  14.1. Carbohidratos (clasificación y propiedades)  14.2. Proteínas (Estructura y Función)  14.3. Enzimas (Mecanismo y Función)  14.4. Ácidos nucleicos (ADN y ARN)  14.5. Vitaminas y hormonas
  15. Polímero  15.1. Clasificación de polímeros (Adición, Condensación, Copolímeros)  15.2. Tipos de polimerización (radical libre, iónica, condensación)  15.3. Polímeros importantes y sus usos  15.4. Polímeros biodegradables y no biodegradables
  16. La química en la vida cotidiana  16.1. Medicamentos y su clasificación (analgésicos, antipiréticos, antibióticos, antiácidos)  16.2. Químicos en alimentos y cosméticos (conservantes, edulcorantes artificiales, antioxidantes)  16.3. Agentes de limpieza y detergentes (jabones, detergentes sintéticos, surfactantes)  16.4. Química Ambiental (Contaminación, Química Verde, Química Sostenible)

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Preparación y propiedades de los ácidos carboxílicos


Los ácidos carboxílicos son un grupo importante de compuestos orgánicos conocidos por su amplia presencia en la naturaleza y aplicaciones industriales. Los ácidos carboxílicos contienen el grupo funcional -COOH. En este artículo, exploraremos cómo preparar ácidos carboxílicos y examinaremos sus propiedades.

Preparación de ácidos carboxílicos

1. Oxidación de alcoholes y aldehídos

Los ácidos carboxílicos pueden prepararse oxidando alcoholes primarios o aldehídos. Esta reacción procede mediante la transformación del alcohol o aldehído en un ácido.

RCH2OH → RCHO → RCOOH

Aquí, RCH2OH es un alcohol primario, que se oxida al aldehído RCHO, y una ulterior oxidación da el ácido carboxílico RCOOH.

2. Fragmentación oxidativa de alquenos

Los alquenos pueden convertirse en ácidos carboxílicos usando la ruptura oxidativa. El doble enlace en el alqueno se rompe, y se forman ácidos carboxílicos.

RCH=CHR' + [O] → RCOOH + R'COOH

En esta reacción, el alqueno RCH=CHR' se oxida para formar dos ácidos carboxílicos RCOOH y R'COOH.

3. Hidrólisis de nitrilos

Los nitrilos pueden producir ácidos carboxílicos por hidrólisis. Esta reacción se lleva a cabo en condiciones ácidas o alcalinas.

RCN + 2H2O → RCOOH + NH3

En esta reacción, el nitrilo RCN reacciona con agua para formar el ácido carboxílico RCOOH y amoníaco NH3.

4. Carbonatación de reactivos de Grignard

Los reactivos de Grignard pueden usarse para preparar ácidos carboxílicos al reaccionar con dióxido de carbono.

RMgX + CO2 → RCOOMgX
RCOOMMgX + H2O → RCOOH + MgX(OH)

El reactivo de Grignard RMgX reacciona con dióxido de carbono CO2 para formar sales de carboxilato, que al hidrolizar dan ácidos carboxílicos RCOOH.

Propiedades de los ácidos carboxílicos

1. Propiedades físicas

Los ácidos carboxílicos son generalmente compuestos polares, ya que pueden formar enlaces de hidrógeno con el agua y entre ellos mismos, lo que provoca que tengan puntos de ebullición más altos que otros compuestos orgánicos de peso molecular similar. A menudo son solubles en agua debido a la formación de enlaces de hidrógeno.

Por ejemplo, el ácido acético, comúnmente conocido como ácido carboxílico, es soluble en agua.

2. Acidez de los ácidos carboxílicos

Los ácidos carboxílicos son ácidos porque pueden donar un protón H+ del grupo -COOH para formar el ion carboxilato RCOO-.

RCOOH ⇌ RCOO− + H+

Esta ecuación muestra la disociación reversible de un ácido carboxílico en un ion carboxilato y un ion hidrógeno. Debido a su capacidad para donar protones, estos compuestos son ácidos y tienen un sabor agrio.

3. Reacciones químicas de los ácidos carboxílicos

3.1. Esterificación

Los ácidos carboxílicos reaccionan con alcoholes en presencia de un catalizador ácido para formar ésteres, un proceso llamado esterificación.

RCOOH + R'OH → RCOOR' + H2O

Por ejemplo, el ácido acético reacciona con etanol para formar acetato de etilo y agua.

3.2. Reducción

Los ácidos carboxílicos pueden reducirse a alcoholes primarios usando agentes reductores como el hidruro de litio y aluminio LiAlH4.

RCOOH + 4[H] → RCH2OH + H2O

Este proceso implica la reducción del grupo carboxilo al grupo hidroxilo.

3.3. Descarboxilación

La descarboxilación es el proceso en el cual los ácidos carboxílicos pierden una molécula de dióxido de carbono para formar alquenos.

RCOOH → RH + CO2

Por ejemplo, calentar sales de sodio de ácidos carboxílicos con cal sódica provoca la descarboxilación.

Representación visual

Miremos la estructura de los ácidos carboxílicos y sus reacciones.

C=O Oh R

La ilustración anterior muestra la estructura de un ácido carboxílico típico, donde R se refiere a cualquier grupo alquilo o arilo unido al grupo carboxilo -COOH.

Conclusión

Los ácidos carboxílicos son compuestos versátiles que son esenciales en una variedad de procesos químicos y productos cotidianos. Los métodos para su preparación, que abarcan desde la oxidación de alcoholes hasta la hidrólisis de nitrilos, proporcionan múltiples vías para sintetizar estos ácidos. Las propiedades de los ácidos carboxílicos, en particular su acidez y reactividad, los hacen importantes tanto en la síntesis en laboratorio como en aplicaciones industriales.

Comprender la formación y propiedades de los ácidos carboxílicos proporciona una base sólida para profundizar en la química orgánica y explorar la amplia gama de derivados y aplicaciones que surgen de estos compuestos básicos.


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