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Page 1: distribución de cargas y sindepa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/3-FUERZAS-INTERMOLECULARES_18243.pdf23 kJ/mol (unas 15 veces más que la energía de las fuerzas de dispersión de London)

Moleacutecula diatoacutemica sin distribucioacuten de cargas y sin

momento dipolar

Distorsioacuten de la nube electroacutenica entre dos aacutetomos con diferente

electronegatividad resulta en una moleacutecula polar

HUGO TORRENS

3305

d

H-Cl

H

O

H

H2O

H

H

O

CRISTAL DE NIEVE

ENTRE LAS FASCINANTES PROPIEDADES DEL AGUA LA CRISTALINIDAD DA ORIGEN A BELLISIMOS Y CALEIDOSCOPICOS ARREGLOS GEOMETRICOS

HUGO TORRENS

3312

H

H

O

H

H

O

H

H

O

H

H

O

H

H

O

H

H

O

H

H

O

LOS DIPOLOS SE ARREGLAN DE MODO QUE CONSTITUYEN

LO QUE SE CONOCE COMO ESTRUCTURA

SUPRAMOLECULARhellip

HUGO TORRENS

3314

H H

O

H H

O

H H

O

LAS INTERACCIONES ENTRE DIPOLOS Y IONES ES EL ORIGEN DE FENOMENOS COMO

SOLVATACION Y SOLUBILIDAD

ENTRE OTROShellip

HUGO TORRENS

3316

H

H

O

H

H

O

H

H

O

H

H

O

012 0 183 166 272 259 167

3362

HUGO TORRENS

HF ACIDO FLUORHIDRICO

MOMENTO DIPOLAR DEL ENLACE

3364

HUGO TORRENS

CH2F2 DIFLUOROMETANO

MOMENTO DIPOLAR DE ENLACE

MOMENTO DIPOLAR MOLECULAR

3366

HUGO TORRENS

MOMENTO DIPOLAR MOLECULAR

CO2 DIOXIDO DE CARBONO

2 MOMENTOS DIPOLARES DE ENLACE

= 0

3368

HUGO TORRENS

H2O AGUA

MOMENTO DIPOLAR MOLECULAR

2 MOMENTOS DIPOLARES DE ENLACE

3370

HUGO TORRENS

4 MOMENTOS DIPOLARES DE ENLACE

MOMENTO DIPOLAR MOLECULAR

= 0

CF4 TETRAFLUOROMETANO

3372

HUGO TORRENS

NOMBRE FORMULA

BENCENO C6H6 0

PROPANO C3H8 0084

TOLUENO C7H8 0375

TRIMETILAMINA N(C6H5)3 0612

FURANO C4H4O 066

CLOROFORMO CHCl3 102

DICLOROMETANO CH2Cl2 158

ETANOL C2H5OH 169

TETRAHIDROFURANO C4H8O 175

AGUA H20 185

11-DICLOROETANO C2H4Cl2 206

AC TRIFLUOROACETICO CF3COOH 228

ETILENGLICOL C2H6O2 228

FORMALDEHIDO CH2O 2332

ACETONA CH3COCH3 288

NOMBRE FORMULA

NITROMETANO CH3NO2 346

ACETAMIDA C2H5NO 376

DIMETILFORMAMIDA C3H7N0 3820

ACETONITRILO C2H3N 3924

DIMETILSULFOXIDO C2H6OS 396

PROPANONITRILO C3H5N 405

BENZONITRILO C7H5N 418

NITROBENCENO C6H5NO2 422

CIANAMIDA CH2N2 427

GLIOXAL C2H2O2 48

MOMENTOS DIPOLARES (D) DE DISOLVENTES COMUNES

HUGO TORRENS

3332

3344

HUGO TORRENS

ION + -

+ - DIPOLO

+ -

- +

DIPOLO INDUCIDO

DIPOLO INSTANTANEO

FUERZAS DE LONDON

3345

HUGO TORRENS

+ -

DIPOLO INDUCIDO

+

-

+ -

+ - + -

+ -

+ - -

+

+ -

+ -

- +

DIPOLO INSTANTANEO

- +

- +

- +

3345A

HUGO TORRENS

MOLECULA NO POLAR

3346

HUGO TORRENS

INTERACCIONES

+ -

+ -

+ -

+

ION ION

ION DIPOLO -

ION DIPOLO INDUCIDO + -

ION DIPOLO INSTANTANEO + - - +

ION FUERZAS DE LONDON + -

3348

HUGO TORRENS

INTERACCIONES

+ - DIPOLO DIPOLO

DIPOLO INDUCIDO

DIPOLO

DIPOLO INSTANTANEO - +

FUERZAS DE LONDON

+ - DIPOLO + - + -

+ -

+ - + -

+ -

+ -

DIPOLO

3350

HUGO TORRENS

INTERACCIONES

DIPOLO INDUCIDO

DIPOLO INSTANTANEO

FUERZAS DE LONDON

+ - + - - +

-

DIPOLO INDUCIDO + -

+ - -

3352

HUGO TORRENS

INTERACCIONES

FUERZAS DE LONDON

- +

DIPOLO INSTANTANEO - + - +

DIPOLO INSTANTANEO

DIPOLO INSTANTANEO

3353

HUGO TORRENS

INTERACCIONES

FUERZAS DE LONDON

FUERZAS DE LONDON

3354

HUGO TORRENS

PUENTES DE HIDROGENO

R H X Rrsquo

R H O Rrsquo

R H F Rrsquo

R H S Rrsquo

3356

HUGO TORRENS

RESUMEN

+ -

INTERACCION ION-ION MUY FUERTE

Na+---Cl-

H

O

H

+

INTERACCION ION-DIPOLO FUERTE

Na+---OH2

INTERACCION DIPOLO-DIPOLO FUERTE

H2O---H20

3358

HUGO TORRENS

RESUMEN

DEBIL INTERACCION ION-DIPOLO INDUCIDO

Cl----O=O + - -

MUY DEBIL INTERACCION DIPOLO-DIPOLO INDUCIDO

+ - H

O

H

H2O----O=O

3360

HUGO TORRENS

RESUMEN

INTERACCION FUERZAS DE LONDON-FUERZAS DE LONDON

MUY DEBIL

Ne---Ne

O=O---O=O

Dos vistas de la unioacuten de una moleacutecula de agua al grupo carboxilo terminal del Asp 32 superficial del citocromo cacute de Rodopseudomonas El agua se une a traveacutes de la parte positiva de su dipolo (uno de los hidroacutegenos) al oxiacutegeno anioacutenico del aspartato

Puentes de hidroacutegeno

En condiciones oacuteptimas la energiacutea de un enlace de hidroacutegeno puede alcanzar unos 23 kJmol (unas 15 veces maacutes que la energiacutea de las fuerzas de dispersioacuten de London) La fuerza relativamente alta de estos enlaces y su direccionalidad hacen que sean muy importantes en la estructura de las macromoleacuteculas Un ejemplo bien conocido es el emparejamiento de bases en el ADN Por ejemplo en este par GC perteneciente a un dodecaacutemero cuya estructura en disolucioacuten ha sido determinada por RMN lo que permite visualizar los aacutetomos de hidroacutegeno

Puentes de hidroacutegeno

La energiacutea del enlace de hidroacutegeno depende del aacutengulo de enlace es maacutexima cuando los tres aacutetomos (dador-hidroacutegeno-aceptor) estaacuten alineados y disminuye cuando se disponen en aacutengulo Es un enlace muy direccional aunque pequentildeas variaciones de hasta 20ordm no tienen demasiada importancia Por uacuteltimo la energiacutea de un enlace de hidroacutegeno depende de los aceptores y dadores De mayor a menor energiacutea de enlace tenemos las siguientes posibilidades

Puentes de hidroacutegeno

Por definicioacuten una sustancia es hidrofoacutebica si no es miscible con el agua Baacutesicamente la hidrofobicidad ocurre cuando la moleacutecula en cuestioacuten no es capaz de interaccionar con las moleacuteculas de agua ni por interacciones ioacuten-dipolo ni mediante puentes de hidroacutegeno Tal es el caso de los hidrocarburos saturados En esta situacioacuten las moleacuteculas de agua en la vecindad del hidrocarburo se orientan y se asocian formando una estructura parecida al hielo creaacutendose una especie de jaula de moleacuteculas de agua alrededor de la moleacutecula hidrofoacutebica Esta estructura se conoce como clatrato

Interacciones hidrofoacutebicas

Clatrato Modelo de una moleacutecula de ciclohexano (en amarillo no se muestran sus hidroacutegenos) rodeada de moleacuteculas de agua En la imagen de la derecha se han eliminado las moleacuteculas delanteras para poder apreciar la estructura de la jaula y la falta de enlaces entre el ciclohexano y el agua

Una moleacutecula que no pueda interaccionar con el agua incrementa el orden del agua a su alrededor es decir disminuye la entropiacutea del agua Supongamos que tenemos dos moleacuteculas de un hidrocarburo

El sistema agua + hidrocarburo puede estar en dos estados diferentes

Estado 1 Las dos moleacuteculas de hidrocarburo estaacuten separadas y cada una tiene su propia jaula de moleacuteculas de agua ordenadas alrededor

Estado 2 Las dos moleacuteculas de hidrocarburo estaacuten juntas compartiendo una jaula de moleacuteculas de agua comuacuten El nuacutemero total de moleacuteculas de agua que forman el clatrato es menor por lo que parte de las moleacuteculas que estaban fijas estaacute libres en la disolucioacuten (cuente las moleacuteculas)

Simulacioacuten de una bicapa lipiacutedica de fosfatidilcolina en estado fluiacutedo Las moleacuteculas de agua muy desorganizadas pero unidas entre siacute por puentes de hidroacutegeno se encuentran en las dos caras de la bicapa No atraviesan el interior de la membrana altamente hidrofoacutebico En este interior las cadenas de aacutecidos grasos estaacuten estrechamente unidas La estructura es muy dinaacutemica -el interior es praacutecticamente un fluido bidimensional- pero resulta muy estable debido al intenso efecto hidrofoacutebico

EXTREMO HIDROFILICO POLAR

EXTREMO HIDROFILICO POLAR

EXTREMOS HIDROFOBIVOS NO POLARES

HUGO TORRENS

3396

MOMENTOS DIPOLARES (D) PARA MOLECULAS AB2

MOLECULA

CO2 0

CS2 0

HgX2 0

N2O 0166

SCTe 0173

HCP 039

OCS 07124

OCSe 073

FCN 217

ClCN 282

HCN 298

CsOH 75

HUGO TORRENS

3334

MOMENTOS DIPOLARES (D) DE COMPUESTOS DE PLATINO

MOLECULA -cis -trans

PtI2(PEt3)2 82 0

PtBr2(PEt3)2 112 0

PtCl2(PEt3)2 109 0

PtCl2(AsEt3)2 105 0

PtCl2(SbEt3)2 92 0

PtCl2(PBu3)2 115 0

PtCl2(PPr3)2 115 0

PtCl2(PMe3)2 131 0

PtMeCl(PEt3)2 84 340

HUGO TORRENS

3342

3380

HUGO TORRENS

LITIO FLOTANDO EN ACEITE QUE A SU VEZ FLOTA EN AGUA SISTEMA TRIFASICO LIQUIDO-LIQUIDO-SOLIDO

LOS SISTEMAS BIFASICOS LIQUIDOS SON MUY COMUNES Y NORMALMENTE CONSISTEN DE UN DISOLVENTE ORGANICO CON UNA FASE ACUOSA (AGUA Y ACEITE) LAS MULTIFASES LIQUIDAS SON RARAS Y SOLO SE CONOCEN LAS TRI Y TETRAFASICAS QUE SE USAN PARA PROCESOS DE EXTRACCION LIQUIDO-LIQUIDO ES POSIBLE OBTENER SISTEMAS DE MULTIPLES FASES ACOMODANDO CAPAS DE LIQUIDOS NO POLARES Y FASES ACUOSAS DE DENSIDAD DECRECIENTE SIN EMBARGO SI ESTOS SISTEMAS SE AGITAN NO SE SEPARARAN DE NUEVO LAS FASES INICIALES COMO EN LOS SISTEMAS MULTIFASICOS GENUINOS

HUGO TORRENS

3382

ORGANICO NORMAL = 0 1

AGUA 0 2

SISTEMA TRIFASICO

ORGANICO FLUORADO = 0 3

POR EJEMPLO

EN LOS SISTEMAS AGUA + 2-HEPTANONA + CAPROLACTAMA + SULFATO DE AMONIO Y AGUA + BENCENO + CAPROLACTAMA + SULFATO DE AMONIO SE ENCUENTRAN EQUIBRIOS ENTRE TRES FASES LIQUIDAS

HUGO TORRENS

3384

ALGUNAS MACROMOLECULAS SOLUBLES MUESTRAN UN COMPORTAMIENTO PECULIAR EN DISOLUCION PERMITIENDO

OBTENER TRES FASES LIQUIDAS MUTUAMEMENTE INSOLUBLES CON

AGUA-DICLOROMETANO-PERFLUOROMETILCICLOHEXANO

Chem Commun 2005 1034 - 1036

ESTOS POLIMEROS PUEDEN SER USADOS COMO SOPORTES PARA REACTIVOS O CATALIZADORES CUYA PREFERENCIA DE SOLUBILIDAD PUEDE MODULARSE EN PROCESOS DE SEPARACION

2

3

1

HUGO TORRENS

3386

SISTEMAS TETRAFASICOS 1 DISOLVENTE NO POLAR A 2 DISOLVENTE B 3 POLIMERO SOLUBLE EN DISOLVENTE B Y AGUA 4 SAL + AGUA

EJEMPLO 1 109 HEPTANO 2 155 DICLOROMETANO 3 71 OXIDO DE POLIETILENO 4 665 SULFATO DE SODIO (gt 01) EN AGUA

Chem Commun 1998 787 Polymer induced multiphase generation in waterorganic solvent mixtures Strategies towards the design of triphasic and tetraphasic liquid systems US patent application 20050215443 Multiphase aqueous cleansing composition

1

2

3

4

3388

SISTEMAS TRIFASICOS DISOLVENTE NO POLAR MEZCLA ACUOSA BIFASICA POR EJEMPLO USANDO HEXANO HEPTANO CICLOHEXANO O ACEITE MINERAL COMO EL DISOLVENTE NO POLAR DISOLVENTE POLAR AGUA +SAL

EJEMPLO 100 ml ACEITE MINERAL 100 ml ISOPROPANOL 75 ml AGUA 35 g CLORURO DE CALCIO

DISOLVENTE NO POLAR POLIMERO A SOLUBLE EN AGUA POLIMERO B SOLUBLE EN AGUA AGUA

EJEMPLO HEXANO OXIDO DE POLIETILENO-AGUA DEXTRAN-AGUA

HUGO TORRENS

3390

SISTEMAS TRIFASICOS DISOLVENTE NO POLAR POLIMERO SOLUBLE EN AGUA AGUA+SAL EJEMPLO HEXANO OXIDO DE POLIETILENO-AGUA SULFATO DE SODIO-AGUA

DISOLVENTE NO POLAR A DISOLVENTE B POLIMERO SOLUBLE EN EL DISOLVENTE B Y AGUA AGUA EJEMPLO HEPTANO DICLOROMETANO OXIDO DE POLIETILENO AGUA

HUGO TORRENS

3392

SISTEMAS TRIFASICOS DISOLVENTE NO POLAR A DISOLVENTE B POLIMERO SOLUBLE EN EL DISOLVENTE B Y AGUA AGUA EJEMPLO 163 HEPTANO 217 DICLOROMETANO 95 OXIDO DE POLIETILENO 515 AGUA 01 SULFATO DE SODIO-AGUA DISOLVENTE NO POLAR SAL HIDROFOBICA AGUA EJEMPLO ISOOCTANO ALIQUAT 336 (METIL TRIOOCTIL AMONIO UN CATALIZADOR DE TRANSFERENCIA DE FASE) AGUA EJEMPLO CICLOHEXANO BMIM-PF6 (UN LIQUIDO IONICO) AGUA

HUGO TORRENS

3394

Page 2: distribución de cargas y sindepa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/3-FUERZAS-INTERMOLECULARES_18243.pdf23 kJ/mol (unas 15 veces más que la energía de las fuerzas de dispersión de London)

HUGO TORRENS

3305

d

H-Cl

H

O

H

H2O

H

H

O

CRISTAL DE NIEVE

ENTRE LAS FASCINANTES PROPIEDADES DEL AGUA LA CRISTALINIDAD DA ORIGEN A BELLISIMOS Y CALEIDOSCOPICOS ARREGLOS GEOMETRICOS

HUGO TORRENS

3312

H

H

O

H

H

O

H

H

O

H

H

O

H

H

O

H

H

O

H

H

O

LOS DIPOLOS SE ARREGLAN DE MODO QUE CONSTITUYEN

LO QUE SE CONOCE COMO ESTRUCTURA

SUPRAMOLECULARhellip

HUGO TORRENS

3314

H H

O

H H

O

H H

O

LAS INTERACCIONES ENTRE DIPOLOS Y IONES ES EL ORIGEN DE FENOMENOS COMO

SOLVATACION Y SOLUBILIDAD

ENTRE OTROShellip

HUGO TORRENS

3316

H

H

O

H

H

O

H

H

O

H

H

O

012 0 183 166 272 259 167

3362

HUGO TORRENS

HF ACIDO FLUORHIDRICO

MOMENTO DIPOLAR DEL ENLACE

3364

HUGO TORRENS

CH2F2 DIFLUOROMETANO

MOMENTO DIPOLAR DE ENLACE

MOMENTO DIPOLAR MOLECULAR

3366

HUGO TORRENS

MOMENTO DIPOLAR MOLECULAR

CO2 DIOXIDO DE CARBONO

2 MOMENTOS DIPOLARES DE ENLACE

= 0

3368

HUGO TORRENS

H2O AGUA

MOMENTO DIPOLAR MOLECULAR

2 MOMENTOS DIPOLARES DE ENLACE

3370

HUGO TORRENS

4 MOMENTOS DIPOLARES DE ENLACE

MOMENTO DIPOLAR MOLECULAR

= 0

CF4 TETRAFLUOROMETANO

3372

HUGO TORRENS

NOMBRE FORMULA

BENCENO C6H6 0

PROPANO C3H8 0084

TOLUENO C7H8 0375

TRIMETILAMINA N(C6H5)3 0612

FURANO C4H4O 066

CLOROFORMO CHCl3 102

DICLOROMETANO CH2Cl2 158

ETANOL C2H5OH 169

TETRAHIDROFURANO C4H8O 175

AGUA H20 185

11-DICLOROETANO C2H4Cl2 206

AC TRIFLUOROACETICO CF3COOH 228

ETILENGLICOL C2H6O2 228

FORMALDEHIDO CH2O 2332

ACETONA CH3COCH3 288

NOMBRE FORMULA

NITROMETANO CH3NO2 346

ACETAMIDA C2H5NO 376

DIMETILFORMAMIDA C3H7N0 3820

ACETONITRILO C2H3N 3924

DIMETILSULFOXIDO C2H6OS 396

PROPANONITRILO C3H5N 405

BENZONITRILO C7H5N 418

NITROBENCENO C6H5NO2 422

CIANAMIDA CH2N2 427

GLIOXAL C2H2O2 48

MOMENTOS DIPOLARES (D) DE DISOLVENTES COMUNES

HUGO TORRENS

3332

3344

HUGO TORRENS

ION + -

+ - DIPOLO

+ -

- +

DIPOLO INDUCIDO

DIPOLO INSTANTANEO

FUERZAS DE LONDON

3345

HUGO TORRENS

+ -

DIPOLO INDUCIDO

+

-

+ -

+ - + -

+ -

+ - -

+

+ -

+ -

- +

DIPOLO INSTANTANEO

- +

- +

- +

3345A

HUGO TORRENS

MOLECULA NO POLAR

3346

HUGO TORRENS

INTERACCIONES

+ -

+ -

+ -

+

ION ION

ION DIPOLO -

ION DIPOLO INDUCIDO + -

ION DIPOLO INSTANTANEO + - - +

ION FUERZAS DE LONDON + -

3348

HUGO TORRENS

INTERACCIONES

+ - DIPOLO DIPOLO

DIPOLO INDUCIDO

DIPOLO

DIPOLO INSTANTANEO - +

FUERZAS DE LONDON

+ - DIPOLO + - + -

+ -

+ - + -

+ -

+ -

DIPOLO

3350

HUGO TORRENS

INTERACCIONES

DIPOLO INDUCIDO

DIPOLO INSTANTANEO

FUERZAS DE LONDON

+ - + - - +

-

DIPOLO INDUCIDO + -

+ - -

3352

HUGO TORRENS

INTERACCIONES

FUERZAS DE LONDON

- +

DIPOLO INSTANTANEO - + - +

DIPOLO INSTANTANEO

DIPOLO INSTANTANEO

3353

HUGO TORRENS

INTERACCIONES

FUERZAS DE LONDON

FUERZAS DE LONDON

3354

HUGO TORRENS

PUENTES DE HIDROGENO

R H X Rrsquo

R H O Rrsquo

R H F Rrsquo

R H S Rrsquo

3356

HUGO TORRENS

RESUMEN

+ -

INTERACCION ION-ION MUY FUERTE

Na+---Cl-

H

O

H

+

INTERACCION ION-DIPOLO FUERTE

Na+---OH2

INTERACCION DIPOLO-DIPOLO FUERTE

H2O---H20

3358

HUGO TORRENS

RESUMEN

DEBIL INTERACCION ION-DIPOLO INDUCIDO

Cl----O=O + - -

MUY DEBIL INTERACCION DIPOLO-DIPOLO INDUCIDO

+ - H

O

H

H2O----O=O

3360

HUGO TORRENS

RESUMEN

INTERACCION FUERZAS DE LONDON-FUERZAS DE LONDON

MUY DEBIL

Ne---Ne

O=O---O=O

Dos vistas de la unioacuten de una moleacutecula de agua al grupo carboxilo terminal del Asp 32 superficial del citocromo cacute de Rodopseudomonas El agua se une a traveacutes de la parte positiva de su dipolo (uno de los hidroacutegenos) al oxiacutegeno anioacutenico del aspartato

Puentes de hidroacutegeno

En condiciones oacuteptimas la energiacutea de un enlace de hidroacutegeno puede alcanzar unos 23 kJmol (unas 15 veces maacutes que la energiacutea de las fuerzas de dispersioacuten de London) La fuerza relativamente alta de estos enlaces y su direccionalidad hacen que sean muy importantes en la estructura de las macromoleacuteculas Un ejemplo bien conocido es el emparejamiento de bases en el ADN Por ejemplo en este par GC perteneciente a un dodecaacutemero cuya estructura en disolucioacuten ha sido determinada por RMN lo que permite visualizar los aacutetomos de hidroacutegeno

Puentes de hidroacutegeno

La energiacutea del enlace de hidroacutegeno depende del aacutengulo de enlace es maacutexima cuando los tres aacutetomos (dador-hidroacutegeno-aceptor) estaacuten alineados y disminuye cuando se disponen en aacutengulo Es un enlace muy direccional aunque pequentildeas variaciones de hasta 20ordm no tienen demasiada importancia Por uacuteltimo la energiacutea de un enlace de hidroacutegeno depende de los aceptores y dadores De mayor a menor energiacutea de enlace tenemos las siguientes posibilidades

Puentes de hidroacutegeno

Por definicioacuten una sustancia es hidrofoacutebica si no es miscible con el agua Baacutesicamente la hidrofobicidad ocurre cuando la moleacutecula en cuestioacuten no es capaz de interaccionar con las moleacuteculas de agua ni por interacciones ioacuten-dipolo ni mediante puentes de hidroacutegeno Tal es el caso de los hidrocarburos saturados En esta situacioacuten las moleacuteculas de agua en la vecindad del hidrocarburo se orientan y se asocian formando una estructura parecida al hielo creaacutendose una especie de jaula de moleacuteculas de agua alrededor de la moleacutecula hidrofoacutebica Esta estructura se conoce como clatrato

Interacciones hidrofoacutebicas

Clatrato Modelo de una moleacutecula de ciclohexano (en amarillo no se muestran sus hidroacutegenos) rodeada de moleacuteculas de agua En la imagen de la derecha se han eliminado las moleacuteculas delanteras para poder apreciar la estructura de la jaula y la falta de enlaces entre el ciclohexano y el agua

Una moleacutecula que no pueda interaccionar con el agua incrementa el orden del agua a su alrededor es decir disminuye la entropiacutea del agua Supongamos que tenemos dos moleacuteculas de un hidrocarburo

El sistema agua + hidrocarburo puede estar en dos estados diferentes

Estado 1 Las dos moleacuteculas de hidrocarburo estaacuten separadas y cada una tiene su propia jaula de moleacuteculas de agua ordenadas alrededor

Estado 2 Las dos moleacuteculas de hidrocarburo estaacuten juntas compartiendo una jaula de moleacuteculas de agua comuacuten El nuacutemero total de moleacuteculas de agua que forman el clatrato es menor por lo que parte de las moleacuteculas que estaban fijas estaacute libres en la disolucioacuten (cuente las moleacuteculas)

Simulacioacuten de una bicapa lipiacutedica de fosfatidilcolina en estado fluiacutedo Las moleacuteculas de agua muy desorganizadas pero unidas entre siacute por puentes de hidroacutegeno se encuentran en las dos caras de la bicapa No atraviesan el interior de la membrana altamente hidrofoacutebico En este interior las cadenas de aacutecidos grasos estaacuten estrechamente unidas La estructura es muy dinaacutemica -el interior es praacutecticamente un fluido bidimensional- pero resulta muy estable debido al intenso efecto hidrofoacutebico

EXTREMO HIDROFILICO POLAR

EXTREMO HIDROFILICO POLAR

EXTREMOS HIDROFOBIVOS NO POLARES

HUGO TORRENS

3396

MOMENTOS DIPOLARES (D) PARA MOLECULAS AB2

MOLECULA

CO2 0

CS2 0

HgX2 0

N2O 0166

SCTe 0173

HCP 039

OCS 07124

OCSe 073

FCN 217

ClCN 282

HCN 298

CsOH 75

HUGO TORRENS

3334

MOMENTOS DIPOLARES (D) DE COMPUESTOS DE PLATINO

MOLECULA -cis -trans

PtI2(PEt3)2 82 0

PtBr2(PEt3)2 112 0

PtCl2(PEt3)2 109 0

PtCl2(AsEt3)2 105 0

PtCl2(SbEt3)2 92 0

PtCl2(PBu3)2 115 0

PtCl2(PPr3)2 115 0

PtCl2(PMe3)2 131 0

PtMeCl(PEt3)2 84 340

HUGO TORRENS

3342

3380

HUGO TORRENS

LITIO FLOTANDO EN ACEITE QUE A SU VEZ FLOTA EN AGUA SISTEMA TRIFASICO LIQUIDO-LIQUIDO-SOLIDO

LOS SISTEMAS BIFASICOS LIQUIDOS SON MUY COMUNES Y NORMALMENTE CONSISTEN DE UN DISOLVENTE ORGANICO CON UNA FASE ACUOSA (AGUA Y ACEITE) LAS MULTIFASES LIQUIDAS SON RARAS Y SOLO SE CONOCEN LAS TRI Y TETRAFASICAS QUE SE USAN PARA PROCESOS DE EXTRACCION LIQUIDO-LIQUIDO ES POSIBLE OBTENER SISTEMAS DE MULTIPLES FASES ACOMODANDO CAPAS DE LIQUIDOS NO POLARES Y FASES ACUOSAS DE DENSIDAD DECRECIENTE SIN EMBARGO SI ESTOS SISTEMAS SE AGITAN NO SE SEPARARAN DE NUEVO LAS FASES INICIALES COMO EN LOS SISTEMAS MULTIFASICOS GENUINOS

HUGO TORRENS

3382

ORGANICO NORMAL = 0 1

AGUA 0 2

SISTEMA TRIFASICO

ORGANICO FLUORADO = 0 3

POR EJEMPLO

EN LOS SISTEMAS AGUA + 2-HEPTANONA + CAPROLACTAMA + SULFATO DE AMONIO Y AGUA + BENCENO + CAPROLACTAMA + SULFATO DE AMONIO SE ENCUENTRAN EQUIBRIOS ENTRE TRES FASES LIQUIDAS

HUGO TORRENS

3384

ALGUNAS MACROMOLECULAS SOLUBLES MUESTRAN UN COMPORTAMIENTO PECULIAR EN DISOLUCION PERMITIENDO

OBTENER TRES FASES LIQUIDAS MUTUAMEMENTE INSOLUBLES CON

AGUA-DICLOROMETANO-PERFLUOROMETILCICLOHEXANO

Chem Commun 2005 1034 - 1036

ESTOS POLIMEROS PUEDEN SER USADOS COMO SOPORTES PARA REACTIVOS O CATALIZADORES CUYA PREFERENCIA DE SOLUBILIDAD PUEDE MODULARSE EN PROCESOS DE SEPARACION

2

3

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HUGO TORRENS

3386

SISTEMAS TETRAFASICOS 1 DISOLVENTE NO POLAR A 2 DISOLVENTE B 3 POLIMERO SOLUBLE EN DISOLVENTE B Y AGUA 4 SAL + AGUA

EJEMPLO 1 109 HEPTANO 2 155 DICLOROMETANO 3 71 OXIDO DE POLIETILENO 4 665 SULFATO DE SODIO (gt 01) EN AGUA

Chem Commun 1998 787 Polymer induced multiphase generation in waterorganic solvent mixtures Strategies towards the design of triphasic and tetraphasic liquid systems US patent application 20050215443 Multiphase aqueous cleansing composition

1

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4

3388

SISTEMAS TRIFASICOS DISOLVENTE NO POLAR MEZCLA ACUOSA BIFASICA POR EJEMPLO USANDO HEXANO HEPTANO CICLOHEXANO O ACEITE MINERAL COMO EL DISOLVENTE NO POLAR DISOLVENTE POLAR AGUA +SAL

EJEMPLO 100 ml ACEITE MINERAL 100 ml ISOPROPANOL 75 ml AGUA 35 g CLORURO DE CALCIO

DISOLVENTE NO POLAR POLIMERO A SOLUBLE EN AGUA POLIMERO B SOLUBLE EN AGUA AGUA

EJEMPLO HEXANO OXIDO DE POLIETILENO-AGUA DEXTRAN-AGUA

HUGO TORRENS

3390

SISTEMAS TRIFASICOS DISOLVENTE NO POLAR POLIMERO SOLUBLE EN AGUA AGUA+SAL EJEMPLO HEXANO OXIDO DE POLIETILENO-AGUA SULFATO DE SODIO-AGUA

DISOLVENTE NO POLAR A DISOLVENTE B POLIMERO SOLUBLE EN EL DISOLVENTE B Y AGUA AGUA EJEMPLO HEPTANO DICLOROMETANO OXIDO DE POLIETILENO AGUA

HUGO TORRENS

3392

SISTEMAS TRIFASICOS DISOLVENTE NO POLAR A DISOLVENTE B POLIMERO SOLUBLE EN EL DISOLVENTE B Y AGUA AGUA EJEMPLO 163 HEPTANO 217 DICLOROMETANO 95 OXIDO DE POLIETILENO 515 AGUA 01 SULFATO DE SODIO-AGUA DISOLVENTE NO POLAR SAL HIDROFOBICA AGUA EJEMPLO ISOOCTANO ALIQUAT 336 (METIL TRIOOCTIL AMONIO UN CATALIZADOR DE TRANSFERENCIA DE FASE) AGUA EJEMPLO CICLOHEXANO BMIM-PF6 (UN LIQUIDO IONICO) AGUA

HUGO TORRENS

3394

Page 3: distribución de cargas y sindepa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/3-FUERZAS-INTERMOLECULARES_18243.pdf23 kJ/mol (unas 15 veces más que la energía de las fuerzas de dispersión de London)

CRISTAL DE NIEVE

ENTRE LAS FASCINANTES PROPIEDADES DEL AGUA LA CRISTALINIDAD DA ORIGEN A BELLISIMOS Y CALEIDOSCOPICOS ARREGLOS GEOMETRICOS

HUGO TORRENS

3312

H

H

O

H

H

O

H

H

O

H

H

O

H

H

O

H

H

O

H

H

O

LOS DIPOLOS SE ARREGLAN DE MODO QUE CONSTITUYEN

LO QUE SE CONOCE COMO ESTRUCTURA

SUPRAMOLECULARhellip

HUGO TORRENS

3314

H H

O

H H

O

H H

O

LAS INTERACCIONES ENTRE DIPOLOS Y IONES ES EL ORIGEN DE FENOMENOS COMO

SOLVATACION Y SOLUBILIDAD

ENTRE OTROShellip

HUGO TORRENS

3316

H

H

O

H

H

O

H

H

O

H

H

O

012 0 183 166 272 259 167

3362

HUGO TORRENS

HF ACIDO FLUORHIDRICO

MOMENTO DIPOLAR DEL ENLACE

3364

HUGO TORRENS

CH2F2 DIFLUOROMETANO

MOMENTO DIPOLAR DE ENLACE

MOMENTO DIPOLAR MOLECULAR

3366

HUGO TORRENS

MOMENTO DIPOLAR MOLECULAR

CO2 DIOXIDO DE CARBONO

2 MOMENTOS DIPOLARES DE ENLACE

= 0

3368

HUGO TORRENS

H2O AGUA

MOMENTO DIPOLAR MOLECULAR

2 MOMENTOS DIPOLARES DE ENLACE

3370

HUGO TORRENS

4 MOMENTOS DIPOLARES DE ENLACE

MOMENTO DIPOLAR MOLECULAR

= 0

CF4 TETRAFLUOROMETANO

3372

HUGO TORRENS

NOMBRE FORMULA

BENCENO C6H6 0

PROPANO C3H8 0084

TOLUENO C7H8 0375

TRIMETILAMINA N(C6H5)3 0612

FURANO C4H4O 066

CLOROFORMO CHCl3 102

DICLOROMETANO CH2Cl2 158

ETANOL C2H5OH 169

TETRAHIDROFURANO C4H8O 175

AGUA H20 185

11-DICLOROETANO C2H4Cl2 206

AC TRIFLUOROACETICO CF3COOH 228

ETILENGLICOL C2H6O2 228

FORMALDEHIDO CH2O 2332

ACETONA CH3COCH3 288

NOMBRE FORMULA

NITROMETANO CH3NO2 346

ACETAMIDA C2H5NO 376

DIMETILFORMAMIDA C3H7N0 3820

ACETONITRILO C2H3N 3924

DIMETILSULFOXIDO C2H6OS 396

PROPANONITRILO C3H5N 405

BENZONITRILO C7H5N 418

NITROBENCENO C6H5NO2 422

CIANAMIDA CH2N2 427

GLIOXAL C2H2O2 48

MOMENTOS DIPOLARES (D) DE DISOLVENTES COMUNES

HUGO TORRENS

3332

3344

HUGO TORRENS

ION + -

+ - DIPOLO

+ -

- +

DIPOLO INDUCIDO

DIPOLO INSTANTANEO

FUERZAS DE LONDON

3345

HUGO TORRENS

+ -

DIPOLO INDUCIDO

+

-

+ -

+ - + -

+ -

+ - -

+

+ -

+ -

- +

DIPOLO INSTANTANEO

- +

- +

- +

3345A

HUGO TORRENS

MOLECULA NO POLAR

3346

HUGO TORRENS

INTERACCIONES

+ -

+ -

+ -

+

ION ION

ION DIPOLO -

ION DIPOLO INDUCIDO + -

ION DIPOLO INSTANTANEO + - - +

ION FUERZAS DE LONDON + -

3348

HUGO TORRENS

INTERACCIONES

+ - DIPOLO DIPOLO

DIPOLO INDUCIDO

DIPOLO

DIPOLO INSTANTANEO - +

FUERZAS DE LONDON

+ - DIPOLO + - + -

+ -

+ - + -

+ -

+ -

DIPOLO

3350

HUGO TORRENS

INTERACCIONES

DIPOLO INDUCIDO

DIPOLO INSTANTANEO

FUERZAS DE LONDON

+ - + - - +

-

DIPOLO INDUCIDO + -

+ - -

3352

HUGO TORRENS

INTERACCIONES

FUERZAS DE LONDON

- +

DIPOLO INSTANTANEO - + - +

DIPOLO INSTANTANEO

DIPOLO INSTANTANEO

3353

HUGO TORRENS

INTERACCIONES

FUERZAS DE LONDON

FUERZAS DE LONDON

3354

HUGO TORRENS

PUENTES DE HIDROGENO

R H X Rrsquo

R H O Rrsquo

R H F Rrsquo

R H S Rrsquo

3356

HUGO TORRENS

RESUMEN

+ -

INTERACCION ION-ION MUY FUERTE

Na+---Cl-

H

O

H

+

INTERACCION ION-DIPOLO FUERTE

Na+---OH2

INTERACCION DIPOLO-DIPOLO FUERTE

H2O---H20

3358

HUGO TORRENS

RESUMEN

DEBIL INTERACCION ION-DIPOLO INDUCIDO

Cl----O=O + - -

MUY DEBIL INTERACCION DIPOLO-DIPOLO INDUCIDO

+ - H

O

H

H2O----O=O

3360

HUGO TORRENS

RESUMEN

INTERACCION FUERZAS DE LONDON-FUERZAS DE LONDON

MUY DEBIL

Ne---Ne

O=O---O=O

Dos vistas de la unioacuten de una moleacutecula de agua al grupo carboxilo terminal del Asp 32 superficial del citocromo cacute de Rodopseudomonas El agua se une a traveacutes de la parte positiva de su dipolo (uno de los hidroacutegenos) al oxiacutegeno anioacutenico del aspartato

Puentes de hidroacutegeno

En condiciones oacuteptimas la energiacutea de un enlace de hidroacutegeno puede alcanzar unos 23 kJmol (unas 15 veces maacutes que la energiacutea de las fuerzas de dispersioacuten de London) La fuerza relativamente alta de estos enlaces y su direccionalidad hacen que sean muy importantes en la estructura de las macromoleacuteculas Un ejemplo bien conocido es el emparejamiento de bases en el ADN Por ejemplo en este par GC perteneciente a un dodecaacutemero cuya estructura en disolucioacuten ha sido determinada por RMN lo que permite visualizar los aacutetomos de hidroacutegeno

Puentes de hidroacutegeno

La energiacutea del enlace de hidroacutegeno depende del aacutengulo de enlace es maacutexima cuando los tres aacutetomos (dador-hidroacutegeno-aceptor) estaacuten alineados y disminuye cuando se disponen en aacutengulo Es un enlace muy direccional aunque pequentildeas variaciones de hasta 20ordm no tienen demasiada importancia Por uacuteltimo la energiacutea de un enlace de hidroacutegeno depende de los aceptores y dadores De mayor a menor energiacutea de enlace tenemos las siguientes posibilidades

Puentes de hidroacutegeno

Por definicioacuten una sustancia es hidrofoacutebica si no es miscible con el agua Baacutesicamente la hidrofobicidad ocurre cuando la moleacutecula en cuestioacuten no es capaz de interaccionar con las moleacuteculas de agua ni por interacciones ioacuten-dipolo ni mediante puentes de hidroacutegeno Tal es el caso de los hidrocarburos saturados En esta situacioacuten las moleacuteculas de agua en la vecindad del hidrocarburo se orientan y se asocian formando una estructura parecida al hielo creaacutendose una especie de jaula de moleacuteculas de agua alrededor de la moleacutecula hidrofoacutebica Esta estructura se conoce como clatrato

Interacciones hidrofoacutebicas

Clatrato Modelo de una moleacutecula de ciclohexano (en amarillo no se muestran sus hidroacutegenos) rodeada de moleacuteculas de agua En la imagen de la derecha se han eliminado las moleacuteculas delanteras para poder apreciar la estructura de la jaula y la falta de enlaces entre el ciclohexano y el agua

Una moleacutecula que no pueda interaccionar con el agua incrementa el orden del agua a su alrededor es decir disminuye la entropiacutea del agua Supongamos que tenemos dos moleacuteculas de un hidrocarburo

El sistema agua + hidrocarburo puede estar en dos estados diferentes

Estado 1 Las dos moleacuteculas de hidrocarburo estaacuten separadas y cada una tiene su propia jaula de moleacuteculas de agua ordenadas alrededor

Estado 2 Las dos moleacuteculas de hidrocarburo estaacuten juntas compartiendo una jaula de moleacuteculas de agua comuacuten El nuacutemero total de moleacuteculas de agua que forman el clatrato es menor por lo que parte de las moleacuteculas que estaban fijas estaacute libres en la disolucioacuten (cuente las moleacuteculas)

Simulacioacuten de una bicapa lipiacutedica de fosfatidilcolina en estado fluiacutedo Las moleacuteculas de agua muy desorganizadas pero unidas entre siacute por puentes de hidroacutegeno se encuentran en las dos caras de la bicapa No atraviesan el interior de la membrana altamente hidrofoacutebico En este interior las cadenas de aacutecidos grasos estaacuten estrechamente unidas La estructura es muy dinaacutemica -el interior es praacutecticamente un fluido bidimensional- pero resulta muy estable debido al intenso efecto hidrofoacutebico

EXTREMO HIDROFILICO POLAR

EXTREMO HIDROFILICO POLAR

EXTREMOS HIDROFOBIVOS NO POLARES

HUGO TORRENS

3396

MOMENTOS DIPOLARES (D) PARA MOLECULAS AB2

MOLECULA

CO2 0

CS2 0

HgX2 0

N2O 0166

SCTe 0173

HCP 039

OCS 07124

OCSe 073

FCN 217

ClCN 282

HCN 298

CsOH 75

HUGO TORRENS

3334

MOMENTOS DIPOLARES (D) DE COMPUESTOS DE PLATINO

MOLECULA -cis -trans

PtI2(PEt3)2 82 0

PtBr2(PEt3)2 112 0

PtCl2(PEt3)2 109 0

PtCl2(AsEt3)2 105 0

PtCl2(SbEt3)2 92 0

PtCl2(PBu3)2 115 0

PtCl2(PPr3)2 115 0

PtCl2(PMe3)2 131 0

PtMeCl(PEt3)2 84 340

HUGO TORRENS

3342

3380

HUGO TORRENS

LITIO FLOTANDO EN ACEITE QUE A SU VEZ FLOTA EN AGUA SISTEMA TRIFASICO LIQUIDO-LIQUIDO-SOLIDO

LOS SISTEMAS BIFASICOS LIQUIDOS SON MUY COMUNES Y NORMALMENTE CONSISTEN DE UN DISOLVENTE ORGANICO CON UNA FASE ACUOSA (AGUA Y ACEITE) LAS MULTIFASES LIQUIDAS SON RARAS Y SOLO SE CONOCEN LAS TRI Y TETRAFASICAS QUE SE USAN PARA PROCESOS DE EXTRACCION LIQUIDO-LIQUIDO ES POSIBLE OBTENER SISTEMAS DE MULTIPLES FASES ACOMODANDO CAPAS DE LIQUIDOS NO POLARES Y FASES ACUOSAS DE DENSIDAD DECRECIENTE SIN EMBARGO SI ESTOS SISTEMAS SE AGITAN NO SE SEPARARAN DE NUEVO LAS FASES INICIALES COMO EN LOS SISTEMAS MULTIFASICOS GENUINOS

HUGO TORRENS

3382

ORGANICO NORMAL = 0 1

AGUA 0 2

SISTEMA TRIFASICO

ORGANICO FLUORADO = 0 3

POR EJEMPLO

EN LOS SISTEMAS AGUA + 2-HEPTANONA + CAPROLACTAMA + SULFATO DE AMONIO Y AGUA + BENCENO + CAPROLACTAMA + SULFATO DE AMONIO SE ENCUENTRAN EQUIBRIOS ENTRE TRES FASES LIQUIDAS

HUGO TORRENS

3384

ALGUNAS MACROMOLECULAS SOLUBLES MUESTRAN UN COMPORTAMIENTO PECULIAR EN DISOLUCION PERMITIENDO

OBTENER TRES FASES LIQUIDAS MUTUAMEMENTE INSOLUBLES CON

AGUA-DICLOROMETANO-PERFLUOROMETILCICLOHEXANO

Chem Commun 2005 1034 - 1036

ESTOS POLIMEROS PUEDEN SER USADOS COMO SOPORTES PARA REACTIVOS O CATALIZADORES CUYA PREFERENCIA DE SOLUBILIDAD PUEDE MODULARSE EN PROCESOS DE SEPARACION

2

3

1

HUGO TORRENS

3386

SISTEMAS TETRAFASICOS 1 DISOLVENTE NO POLAR A 2 DISOLVENTE B 3 POLIMERO SOLUBLE EN DISOLVENTE B Y AGUA 4 SAL + AGUA

EJEMPLO 1 109 HEPTANO 2 155 DICLOROMETANO 3 71 OXIDO DE POLIETILENO 4 665 SULFATO DE SODIO (gt 01) EN AGUA

Chem Commun 1998 787 Polymer induced multiphase generation in waterorganic solvent mixtures Strategies towards the design of triphasic and tetraphasic liquid systems US patent application 20050215443 Multiphase aqueous cleansing composition

1

2

3

4

3388

SISTEMAS TRIFASICOS DISOLVENTE NO POLAR MEZCLA ACUOSA BIFASICA POR EJEMPLO USANDO HEXANO HEPTANO CICLOHEXANO O ACEITE MINERAL COMO EL DISOLVENTE NO POLAR DISOLVENTE POLAR AGUA +SAL

EJEMPLO 100 ml ACEITE MINERAL 100 ml ISOPROPANOL 75 ml AGUA 35 g CLORURO DE CALCIO

DISOLVENTE NO POLAR POLIMERO A SOLUBLE EN AGUA POLIMERO B SOLUBLE EN AGUA AGUA

EJEMPLO HEXANO OXIDO DE POLIETILENO-AGUA DEXTRAN-AGUA

HUGO TORRENS

3390

SISTEMAS TRIFASICOS DISOLVENTE NO POLAR POLIMERO SOLUBLE EN AGUA AGUA+SAL EJEMPLO HEXANO OXIDO DE POLIETILENO-AGUA SULFATO DE SODIO-AGUA

DISOLVENTE NO POLAR A DISOLVENTE B POLIMERO SOLUBLE EN EL DISOLVENTE B Y AGUA AGUA EJEMPLO HEPTANO DICLOROMETANO OXIDO DE POLIETILENO AGUA

HUGO TORRENS

3392

SISTEMAS TRIFASICOS DISOLVENTE NO POLAR A DISOLVENTE B POLIMERO SOLUBLE EN EL DISOLVENTE B Y AGUA AGUA EJEMPLO 163 HEPTANO 217 DICLOROMETANO 95 OXIDO DE POLIETILENO 515 AGUA 01 SULFATO DE SODIO-AGUA DISOLVENTE NO POLAR SAL HIDROFOBICA AGUA EJEMPLO ISOOCTANO ALIQUAT 336 (METIL TRIOOCTIL AMONIO UN CATALIZADOR DE TRANSFERENCIA DE FASE) AGUA EJEMPLO CICLOHEXANO BMIM-PF6 (UN LIQUIDO IONICO) AGUA

HUGO TORRENS

3394

Page 4: distribución de cargas y sindepa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/3-FUERZAS-INTERMOLECULARES_18243.pdf23 kJ/mol (unas 15 veces más que la energía de las fuerzas de dispersión de London)

LOS DIPOLOS SE ARREGLAN DE MODO QUE CONSTITUYEN

LO QUE SE CONOCE COMO ESTRUCTURA

SUPRAMOLECULARhellip

HUGO TORRENS

3314

H H

O

H H

O

H H

O

LAS INTERACCIONES ENTRE DIPOLOS Y IONES ES EL ORIGEN DE FENOMENOS COMO

SOLVATACION Y SOLUBILIDAD

ENTRE OTROShellip

HUGO TORRENS

3316

H

H

O

H

H

O

H

H

O

H

H

O

012 0 183 166 272 259 167

3362

HUGO TORRENS

HF ACIDO FLUORHIDRICO

MOMENTO DIPOLAR DEL ENLACE

3364

HUGO TORRENS

CH2F2 DIFLUOROMETANO

MOMENTO DIPOLAR DE ENLACE

MOMENTO DIPOLAR MOLECULAR

3366

HUGO TORRENS

MOMENTO DIPOLAR MOLECULAR

CO2 DIOXIDO DE CARBONO

2 MOMENTOS DIPOLARES DE ENLACE

= 0

3368

HUGO TORRENS

H2O AGUA

MOMENTO DIPOLAR MOLECULAR

2 MOMENTOS DIPOLARES DE ENLACE

3370

HUGO TORRENS

4 MOMENTOS DIPOLARES DE ENLACE

MOMENTO DIPOLAR MOLECULAR

= 0

CF4 TETRAFLUOROMETANO

3372

HUGO TORRENS

NOMBRE FORMULA

BENCENO C6H6 0

PROPANO C3H8 0084

TOLUENO C7H8 0375

TRIMETILAMINA N(C6H5)3 0612

FURANO C4H4O 066

CLOROFORMO CHCl3 102

DICLOROMETANO CH2Cl2 158

ETANOL C2H5OH 169

TETRAHIDROFURANO C4H8O 175

AGUA H20 185

11-DICLOROETANO C2H4Cl2 206

AC TRIFLUOROACETICO CF3COOH 228

ETILENGLICOL C2H6O2 228

FORMALDEHIDO CH2O 2332

ACETONA CH3COCH3 288

NOMBRE FORMULA

NITROMETANO CH3NO2 346

ACETAMIDA C2H5NO 376

DIMETILFORMAMIDA C3H7N0 3820

ACETONITRILO C2H3N 3924

DIMETILSULFOXIDO C2H6OS 396

PROPANONITRILO C3H5N 405

BENZONITRILO C7H5N 418

NITROBENCENO C6H5NO2 422

CIANAMIDA CH2N2 427

GLIOXAL C2H2O2 48

MOMENTOS DIPOLARES (D) DE DISOLVENTES COMUNES

HUGO TORRENS

3332

3344

HUGO TORRENS

ION + -

+ - DIPOLO

+ -

- +

DIPOLO INDUCIDO

DIPOLO INSTANTANEO

FUERZAS DE LONDON

3345

HUGO TORRENS

+ -

DIPOLO INDUCIDO

+

-

+ -

+ - + -

+ -

+ - -

+

+ -

+ -

- +

DIPOLO INSTANTANEO

- +

- +

- +

3345A

HUGO TORRENS

MOLECULA NO POLAR

3346

HUGO TORRENS

INTERACCIONES

+ -

+ -

+ -

+

ION ION

ION DIPOLO -

ION DIPOLO INDUCIDO + -

ION DIPOLO INSTANTANEO + - - +

ION FUERZAS DE LONDON + -

3348

HUGO TORRENS

INTERACCIONES

+ - DIPOLO DIPOLO

DIPOLO INDUCIDO

DIPOLO

DIPOLO INSTANTANEO - +

FUERZAS DE LONDON

+ - DIPOLO + - + -

+ -

+ - + -

+ -

+ -

DIPOLO

3350

HUGO TORRENS

INTERACCIONES

DIPOLO INDUCIDO

DIPOLO INSTANTANEO

FUERZAS DE LONDON

+ - + - - +

-

DIPOLO INDUCIDO + -

+ - -

3352

HUGO TORRENS

INTERACCIONES

FUERZAS DE LONDON

- +

DIPOLO INSTANTANEO - + - +

DIPOLO INSTANTANEO

DIPOLO INSTANTANEO

3353

HUGO TORRENS

INTERACCIONES

FUERZAS DE LONDON

FUERZAS DE LONDON

3354

HUGO TORRENS

PUENTES DE HIDROGENO

R H X Rrsquo

R H O Rrsquo

R H F Rrsquo

R H S Rrsquo

3356

HUGO TORRENS

RESUMEN

+ -

INTERACCION ION-ION MUY FUERTE

Na+---Cl-

H

O

H

+

INTERACCION ION-DIPOLO FUERTE

Na+---OH2

INTERACCION DIPOLO-DIPOLO FUERTE

H2O---H20

3358

HUGO TORRENS

RESUMEN

DEBIL INTERACCION ION-DIPOLO INDUCIDO

Cl----O=O + - -

MUY DEBIL INTERACCION DIPOLO-DIPOLO INDUCIDO

+ - H

O

H

H2O----O=O

3360

HUGO TORRENS

RESUMEN

INTERACCION FUERZAS DE LONDON-FUERZAS DE LONDON

MUY DEBIL

Ne---Ne

O=O---O=O

Dos vistas de la unioacuten de una moleacutecula de agua al grupo carboxilo terminal del Asp 32 superficial del citocromo cacute de Rodopseudomonas El agua se une a traveacutes de la parte positiva de su dipolo (uno de los hidroacutegenos) al oxiacutegeno anioacutenico del aspartato

Puentes de hidroacutegeno

En condiciones oacuteptimas la energiacutea de un enlace de hidroacutegeno puede alcanzar unos 23 kJmol (unas 15 veces maacutes que la energiacutea de las fuerzas de dispersioacuten de London) La fuerza relativamente alta de estos enlaces y su direccionalidad hacen que sean muy importantes en la estructura de las macromoleacuteculas Un ejemplo bien conocido es el emparejamiento de bases en el ADN Por ejemplo en este par GC perteneciente a un dodecaacutemero cuya estructura en disolucioacuten ha sido determinada por RMN lo que permite visualizar los aacutetomos de hidroacutegeno

Puentes de hidroacutegeno

La energiacutea del enlace de hidroacutegeno depende del aacutengulo de enlace es maacutexima cuando los tres aacutetomos (dador-hidroacutegeno-aceptor) estaacuten alineados y disminuye cuando se disponen en aacutengulo Es un enlace muy direccional aunque pequentildeas variaciones de hasta 20ordm no tienen demasiada importancia Por uacuteltimo la energiacutea de un enlace de hidroacutegeno depende de los aceptores y dadores De mayor a menor energiacutea de enlace tenemos las siguientes posibilidades

Puentes de hidroacutegeno

Por definicioacuten una sustancia es hidrofoacutebica si no es miscible con el agua Baacutesicamente la hidrofobicidad ocurre cuando la moleacutecula en cuestioacuten no es capaz de interaccionar con las moleacuteculas de agua ni por interacciones ioacuten-dipolo ni mediante puentes de hidroacutegeno Tal es el caso de los hidrocarburos saturados En esta situacioacuten las moleacuteculas de agua en la vecindad del hidrocarburo se orientan y se asocian formando una estructura parecida al hielo creaacutendose una especie de jaula de moleacuteculas de agua alrededor de la moleacutecula hidrofoacutebica Esta estructura se conoce como clatrato

Interacciones hidrofoacutebicas

Clatrato Modelo de una moleacutecula de ciclohexano (en amarillo no se muestran sus hidroacutegenos) rodeada de moleacuteculas de agua En la imagen de la derecha se han eliminado las moleacuteculas delanteras para poder apreciar la estructura de la jaula y la falta de enlaces entre el ciclohexano y el agua

Una moleacutecula que no pueda interaccionar con el agua incrementa el orden del agua a su alrededor es decir disminuye la entropiacutea del agua Supongamos que tenemos dos moleacuteculas de un hidrocarburo

El sistema agua + hidrocarburo puede estar en dos estados diferentes

Estado 1 Las dos moleacuteculas de hidrocarburo estaacuten separadas y cada una tiene su propia jaula de moleacuteculas de agua ordenadas alrededor

Estado 2 Las dos moleacuteculas de hidrocarburo estaacuten juntas compartiendo una jaula de moleacuteculas de agua comuacuten El nuacutemero total de moleacuteculas de agua que forman el clatrato es menor por lo que parte de las moleacuteculas que estaban fijas estaacute libres en la disolucioacuten (cuente las moleacuteculas)

Simulacioacuten de una bicapa lipiacutedica de fosfatidilcolina en estado fluiacutedo Las moleacuteculas de agua muy desorganizadas pero unidas entre siacute por puentes de hidroacutegeno se encuentran en las dos caras de la bicapa No atraviesan el interior de la membrana altamente hidrofoacutebico En este interior las cadenas de aacutecidos grasos estaacuten estrechamente unidas La estructura es muy dinaacutemica -el interior es praacutecticamente un fluido bidimensional- pero resulta muy estable debido al intenso efecto hidrofoacutebico

EXTREMO HIDROFILICO POLAR

EXTREMO HIDROFILICO POLAR

EXTREMOS HIDROFOBIVOS NO POLARES

HUGO TORRENS

3396

MOMENTOS DIPOLARES (D) PARA MOLECULAS AB2

MOLECULA

CO2 0

CS2 0

HgX2 0

N2O 0166

SCTe 0173

HCP 039

OCS 07124

OCSe 073

FCN 217

ClCN 282

HCN 298

CsOH 75

HUGO TORRENS

3334

MOMENTOS DIPOLARES (D) DE COMPUESTOS DE PLATINO

MOLECULA -cis -trans

PtI2(PEt3)2 82 0

PtBr2(PEt3)2 112 0

PtCl2(PEt3)2 109 0

PtCl2(AsEt3)2 105 0

PtCl2(SbEt3)2 92 0

PtCl2(PBu3)2 115 0

PtCl2(PPr3)2 115 0

PtCl2(PMe3)2 131 0

PtMeCl(PEt3)2 84 340

HUGO TORRENS

3342

3380

HUGO TORRENS

LITIO FLOTANDO EN ACEITE QUE A SU VEZ FLOTA EN AGUA SISTEMA TRIFASICO LIQUIDO-LIQUIDO-SOLIDO

LOS SISTEMAS BIFASICOS LIQUIDOS SON MUY COMUNES Y NORMALMENTE CONSISTEN DE UN DISOLVENTE ORGANICO CON UNA FASE ACUOSA (AGUA Y ACEITE) LAS MULTIFASES LIQUIDAS SON RARAS Y SOLO SE CONOCEN LAS TRI Y TETRAFASICAS QUE SE USAN PARA PROCESOS DE EXTRACCION LIQUIDO-LIQUIDO ES POSIBLE OBTENER SISTEMAS DE MULTIPLES FASES ACOMODANDO CAPAS DE LIQUIDOS NO POLARES Y FASES ACUOSAS DE DENSIDAD DECRECIENTE SIN EMBARGO SI ESTOS SISTEMAS SE AGITAN NO SE SEPARARAN DE NUEVO LAS FASES INICIALES COMO EN LOS SISTEMAS MULTIFASICOS GENUINOS

HUGO TORRENS

3382

ORGANICO NORMAL = 0 1

AGUA 0 2

SISTEMA TRIFASICO

ORGANICO FLUORADO = 0 3

POR EJEMPLO

EN LOS SISTEMAS AGUA + 2-HEPTANONA + CAPROLACTAMA + SULFATO DE AMONIO Y AGUA + BENCENO + CAPROLACTAMA + SULFATO DE AMONIO SE ENCUENTRAN EQUIBRIOS ENTRE TRES FASES LIQUIDAS

HUGO TORRENS

3384

ALGUNAS MACROMOLECULAS SOLUBLES MUESTRAN UN COMPORTAMIENTO PECULIAR EN DISOLUCION PERMITIENDO

OBTENER TRES FASES LIQUIDAS MUTUAMEMENTE INSOLUBLES CON

AGUA-DICLOROMETANO-PERFLUOROMETILCICLOHEXANO

Chem Commun 2005 1034 - 1036

ESTOS POLIMEROS PUEDEN SER USADOS COMO SOPORTES PARA REACTIVOS O CATALIZADORES CUYA PREFERENCIA DE SOLUBILIDAD PUEDE MODULARSE EN PROCESOS DE SEPARACION

2

3

1

HUGO TORRENS

3386

SISTEMAS TETRAFASICOS 1 DISOLVENTE NO POLAR A 2 DISOLVENTE B 3 POLIMERO SOLUBLE EN DISOLVENTE B Y AGUA 4 SAL + AGUA

EJEMPLO 1 109 HEPTANO 2 155 DICLOROMETANO 3 71 OXIDO DE POLIETILENO 4 665 SULFATO DE SODIO (gt 01) EN AGUA

Chem Commun 1998 787 Polymer induced multiphase generation in waterorganic solvent mixtures Strategies towards the design of triphasic and tetraphasic liquid systems US patent application 20050215443 Multiphase aqueous cleansing composition

1

2

3

4

3388

SISTEMAS TRIFASICOS DISOLVENTE NO POLAR MEZCLA ACUOSA BIFASICA POR EJEMPLO USANDO HEXANO HEPTANO CICLOHEXANO O ACEITE MINERAL COMO EL DISOLVENTE NO POLAR DISOLVENTE POLAR AGUA +SAL

EJEMPLO 100 ml ACEITE MINERAL 100 ml ISOPROPANOL 75 ml AGUA 35 g CLORURO DE CALCIO

DISOLVENTE NO POLAR POLIMERO A SOLUBLE EN AGUA POLIMERO B SOLUBLE EN AGUA AGUA

EJEMPLO HEXANO OXIDO DE POLIETILENO-AGUA DEXTRAN-AGUA

HUGO TORRENS

3390

SISTEMAS TRIFASICOS DISOLVENTE NO POLAR POLIMERO SOLUBLE EN AGUA AGUA+SAL EJEMPLO HEXANO OXIDO DE POLIETILENO-AGUA SULFATO DE SODIO-AGUA

DISOLVENTE NO POLAR A DISOLVENTE B POLIMERO SOLUBLE EN EL DISOLVENTE B Y AGUA AGUA EJEMPLO HEPTANO DICLOROMETANO OXIDO DE POLIETILENO AGUA

HUGO TORRENS

3392

SISTEMAS TRIFASICOS DISOLVENTE NO POLAR A DISOLVENTE B POLIMERO SOLUBLE EN EL DISOLVENTE B Y AGUA AGUA EJEMPLO 163 HEPTANO 217 DICLOROMETANO 95 OXIDO DE POLIETILENO 515 AGUA 01 SULFATO DE SODIO-AGUA DISOLVENTE NO POLAR SAL HIDROFOBICA AGUA EJEMPLO ISOOCTANO ALIQUAT 336 (METIL TRIOOCTIL AMONIO UN CATALIZADOR DE TRANSFERENCIA DE FASE) AGUA EJEMPLO CICLOHEXANO BMIM-PF6 (UN LIQUIDO IONICO) AGUA

HUGO TORRENS

3394

Page 5: distribución de cargas y sindepa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/3-FUERZAS-INTERMOLECULARES_18243.pdf23 kJ/mol (unas 15 veces más que la energía de las fuerzas de dispersión de London)

LAS INTERACCIONES ENTRE DIPOLOS Y IONES ES EL ORIGEN DE FENOMENOS COMO

SOLVATACION Y SOLUBILIDAD

ENTRE OTROShellip

HUGO TORRENS

3316

H

H

O

H

H

O

H

H

O

H

H

O

012 0 183 166 272 259 167

3362

HUGO TORRENS

HF ACIDO FLUORHIDRICO

MOMENTO DIPOLAR DEL ENLACE

3364

HUGO TORRENS

CH2F2 DIFLUOROMETANO

MOMENTO DIPOLAR DE ENLACE

MOMENTO DIPOLAR MOLECULAR

3366

HUGO TORRENS

MOMENTO DIPOLAR MOLECULAR

CO2 DIOXIDO DE CARBONO

2 MOMENTOS DIPOLARES DE ENLACE

= 0

3368

HUGO TORRENS

H2O AGUA

MOMENTO DIPOLAR MOLECULAR

2 MOMENTOS DIPOLARES DE ENLACE

3370

HUGO TORRENS

4 MOMENTOS DIPOLARES DE ENLACE

MOMENTO DIPOLAR MOLECULAR

= 0

CF4 TETRAFLUOROMETANO

3372

HUGO TORRENS

NOMBRE FORMULA

BENCENO C6H6 0

PROPANO C3H8 0084

TOLUENO C7H8 0375

TRIMETILAMINA N(C6H5)3 0612

FURANO C4H4O 066

CLOROFORMO CHCl3 102

DICLOROMETANO CH2Cl2 158

ETANOL C2H5OH 169

TETRAHIDROFURANO C4H8O 175

AGUA H20 185

11-DICLOROETANO C2H4Cl2 206

AC TRIFLUOROACETICO CF3COOH 228

ETILENGLICOL C2H6O2 228

FORMALDEHIDO CH2O 2332

ACETONA CH3COCH3 288

NOMBRE FORMULA

NITROMETANO CH3NO2 346

ACETAMIDA C2H5NO 376

DIMETILFORMAMIDA C3H7N0 3820

ACETONITRILO C2H3N 3924

DIMETILSULFOXIDO C2H6OS 396

PROPANONITRILO C3H5N 405

BENZONITRILO C7H5N 418

NITROBENCENO C6H5NO2 422

CIANAMIDA CH2N2 427

GLIOXAL C2H2O2 48

MOMENTOS DIPOLARES (D) DE DISOLVENTES COMUNES

HUGO TORRENS

3332

3344

HUGO TORRENS

ION + -

+ - DIPOLO

+ -

- +

DIPOLO INDUCIDO

DIPOLO INSTANTANEO

FUERZAS DE LONDON

3345

HUGO TORRENS

+ -

DIPOLO INDUCIDO

+

-

+ -

+ - + -

+ -

+ - -

+

+ -

+ -

- +

DIPOLO INSTANTANEO

- +

- +

- +

3345A

HUGO TORRENS

MOLECULA NO POLAR

3346

HUGO TORRENS

INTERACCIONES

+ -

+ -

+ -

+

ION ION

ION DIPOLO -

ION DIPOLO INDUCIDO + -

ION DIPOLO INSTANTANEO + - - +

ION FUERZAS DE LONDON + -

3348

HUGO TORRENS

INTERACCIONES

+ - DIPOLO DIPOLO

DIPOLO INDUCIDO

DIPOLO

DIPOLO INSTANTANEO - +

FUERZAS DE LONDON

+ - DIPOLO + - + -

+ -

+ - + -

+ -

+ -

DIPOLO

3350

HUGO TORRENS

INTERACCIONES

DIPOLO INDUCIDO

DIPOLO INSTANTANEO

FUERZAS DE LONDON

+ - + - - +

-

DIPOLO INDUCIDO + -

+ - -

3352

HUGO TORRENS

INTERACCIONES

FUERZAS DE LONDON

- +

DIPOLO INSTANTANEO - + - +

DIPOLO INSTANTANEO

DIPOLO INSTANTANEO

3353

HUGO TORRENS

INTERACCIONES

FUERZAS DE LONDON

FUERZAS DE LONDON

3354

HUGO TORRENS

PUENTES DE HIDROGENO

R H X Rrsquo

R H O Rrsquo

R H F Rrsquo

R H S Rrsquo

3356

HUGO TORRENS

RESUMEN

+ -

INTERACCION ION-ION MUY FUERTE

Na+---Cl-

H

O

H

+

INTERACCION ION-DIPOLO FUERTE

Na+---OH2

INTERACCION DIPOLO-DIPOLO FUERTE

H2O---H20

3358

HUGO TORRENS

RESUMEN

DEBIL INTERACCION ION-DIPOLO INDUCIDO

Cl----O=O + - -

MUY DEBIL INTERACCION DIPOLO-DIPOLO INDUCIDO

+ - H

O

H

H2O----O=O

3360

HUGO TORRENS

RESUMEN

INTERACCION FUERZAS DE LONDON-FUERZAS DE LONDON

MUY DEBIL

Ne---Ne

O=O---O=O

Dos vistas de la unioacuten de una moleacutecula de agua al grupo carboxilo terminal del Asp 32 superficial del citocromo cacute de Rodopseudomonas El agua se une a traveacutes de la parte positiva de su dipolo (uno de los hidroacutegenos) al oxiacutegeno anioacutenico del aspartato

Puentes de hidroacutegeno

En condiciones oacuteptimas la energiacutea de un enlace de hidroacutegeno puede alcanzar unos 23 kJmol (unas 15 veces maacutes que la energiacutea de las fuerzas de dispersioacuten de London) La fuerza relativamente alta de estos enlaces y su direccionalidad hacen que sean muy importantes en la estructura de las macromoleacuteculas Un ejemplo bien conocido es el emparejamiento de bases en el ADN Por ejemplo en este par GC perteneciente a un dodecaacutemero cuya estructura en disolucioacuten ha sido determinada por RMN lo que permite visualizar los aacutetomos de hidroacutegeno

Puentes de hidroacutegeno

La energiacutea del enlace de hidroacutegeno depende del aacutengulo de enlace es maacutexima cuando los tres aacutetomos (dador-hidroacutegeno-aceptor) estaacuten alineados y disminuye cuando se disponen en aacutengulo Es un enlace muy direccional aunque pequentildeas variaciones de hasta 20ordm no tienen demasiada importancia Por uacuteltimo la energiacutea de un enlace de hidroacutegeno depende de los aceptores y dadores De mayor a menor energiacutea de enlace tenemos las siguientes posibilidades

Puentes de hidroacutegeno

Por definicioacuten una sustancia es hidrofoacutebica si no es miscible con el agua Baacutesicamente la hidrofobicidad ocurre cuando la moleacutecula en cuestioacuten no es capaz de interaccionar con las moleacuteculas de agua ni por interacciones ioacuten-dipolo ni mediante puentes de hidroacutegeno Tal es el caso de los hidrocarburos saturados En esta situacioacuten las moleacuteculas de agua en la vecindad del hidrocarburo se orientan y se asocian formando una estructura parecida al hielo creaacutendose una especie de jaula de moleacuteculas de agua alrededor de la moleacutecula hidrofoacutebica Esta estructura se conoce como clatrato

Interacciones hidrofoacutebicas

Clatrato Modelo de una moleacutecula de ciclohexano (en amarillo no se muestran sus hidroacutegenos) rodeada de moleacuteculas de agua En la imagen de la derecha se han eliminado las moleacuteculas delanteras para poder apreciar la estructura de la jaula y la falta de enlaces entre el ciclohexano y el agua

Una moleacutecula que no pueda interaccionar con el agua incrementa el orden del agua a su alrededor es decir disminuye la entropiacutea del agua Supongamos que tenemos dos moleacuteculas de un hidrocarburo

El sistema agua + hidrocarburo puede estar en dos estados diferentes

Estado 1 Las dos moleacuteculas de hidrocarburo estaacuten separadas y cada una tiene su propia jaula de moleacuteculas de agua ordenadas alrededor

Estado 2 Las dos moleacuteculas de hidrocarburo estaacuten juntas compartiendo una jaula de moleacuteculas de agua comuacuten El nuacutemero total de moleacuteculas de agua que forman el clatrato es menor por lo que parte de las moleacuteculas que estaban fijas estaacute libres en la disolucioacuten (cuente las moleacuteculas)

Simulacioacuten de una bicapa lipiacutedica de fosfatidilcolina en estado fluiacutedo Las moleacuteculas de agua muy desorganizadas pero unidas entre siacute por puentes de hidroacutegeno se encuentran en las dos caras de la bicapa No atraviesan el interior de la membrana altamente hidrofoacutebico En este interior las cadenas de aacutecidos grasos estaacuten estrechamente unidas La estructura es muy dinaacutemica -el interior es praacutecticamente un fluido bidimensional- pero resulta muy estable debido al intenso efecto hidrofoacutebico

EXTREMO HIDROFILICO POLAR

EXTREMO HIDROFILICO POLAR

EXTREMOS HIDROFOBIVOS NO POLARES

HUGO TORRENS

3396

MOMENTOS DIPOLARES (D) PARA MOLECULAS AB2

MOLECULA

CO2 0

CS2 0

HgX2 0

N2O 0166

SCTe 0173

HCP 039

OCS 07124

OCSe 073

FCN 217

ClCN 282

HCN 298

CsOH 75

HUGO TORRENS

3334

MOMENTOS DIPOLARES (D) DE COMPUESTOS DE PLATINO

MOLECULA -cis -trans

PtI2(PEt3)2 82 0

PtBr2(PEt3)2 112 0

PtCl2(PEt3)2 109 0

PtCl2(AsEt3)2 105 0

PtCl2(SbEt3)2 92 0

PtCl2(PBu3)2 115 0

PtCl2(PPr3)2 115 0

PtCl2(PMe3)2 131 0

PtMeCl(PEt3)2 84 340

HUGO TORRENS

3342

3380

HUGO TORRENS

LITIO FLOTANDO EN ACEITE QUE A SU VEZ FLOTA EN AGUA SISTEMA TRIFASICO LIQUIDO-LIQUIDO-SOLIDO

LOS SISTEMAS BIFASICOS LIQUIDOS SON MUY COMUNES Y NORMALMENTE CONSISTEN DE UN DISOLVENTE ORGANICO CON UNA FASE ACUOSA (AGUA Y ACEITE) LAS MULTIFASES LIQUIDAS SON RARAS Y SOLO SE CONOCEN LAS TRI Y TETRAFASICAS QUE SE USAN PARA PROCESOS DE EXTRACCION LIQUIDO-LIQUIDO ES POSIBLE OBTENER SISTEMAS DE MULTIPLES FASES ACOMODANDO CAPAS DE LIQUIDOS NO POLARES Y FASES ACUOSAS DE DENSIDAD DECRECIENTE SIN EMBARGO SI ESTOS SISTEMAS SE AGITAN NO SE SEPARARAN DE NUEVO LAS FASES INICIALES COMO EN LOS SISTEMAS MULTIFASICOS GENUINOS

HUGO TORRENS

3382

ORGANICO NORMAL = 0 1

AGUA 0 2

SISTEMA TRIFASICO

ORGANICO FLUORADO = 0 3

POR EJEMPLO

EN LOS SISTEMAS AGUA + 2-HEPTANONA + CAPROLACTAMA + SULFATO DE AMONIO Y AGUA + BENCENO + CAPROLACTAMA + SULFATO DE AMONIO SE ENCUENTRAN EQUIBRIOS ENTRE TRES FASES LIQUIDAS

HUGO TORRENS

3384

ALGUNAS MACROMOLECULAS SOLUBLES MUESTRAN UN COMPORTAMIENTO PECULIAR EN DISOLUCION PERMITIENDO

OBTENER TRES FASES LIQUIDAS MUTUAMEMENTE INSOLUBLES CON

AGUA-DICLOROMETANO-PERFLUOROMETILCICLOHEXANO

Chem Commun 2005 1034 - 1036

ESTOS POLIMEROS PUEDEN SER USADOS COMO SOPORTES PARA REACTIVOS O CATALIZADORES CUYA PREFERENCIA DE SOLUBILIDAD PUEDE MODULARSE EN PROCESOS DE SEPARACION

2

3

1

HUGO TORRENS

3386

SISTEMAS TETRAFASICOS 1 DISOLVENTE NO POLAR A 2 DISOLVENTE B 3 POLIMERO SOLUBLE EN DISOLVENTE B Y AGUA 4 SAL + AGUA

EJEMPLO 1 109 HEPTANO 2 155 DICLOROMETANO 3 71 OXIDO DE POLIETILENO 4 665 SULFATO DE SODIO (gt 01) EN AGUA

Chem Commun 1998 787 Polymer induced multiphase generation in waterorganic solvent mixtures Strategies towards the design of triphasic and tetraphasic liquid systems US patent application 20050215443 Multiphase aqueous cleansing composition

1

2

3

4

3388

SISTEMAS TRIFASICOS DISOLVENTE NO POLAR MEZCLA ACUOSA BIFASICA POR EJEMPLO USANDO HEXANO HEPTANO CICLOHEXANO O ACEITE MINERAL COMO EL DISOLVENTE NO POLAR DISOLVENTE POLAR AGUA +SAL

EJEMPLO 100 ml ACEITE MINERAL 100 ml ISOPROPANOL 75 ml AGUA 35 g CLORURO DE CALCIO

DISOLVENTE NO POLAR POLIMERO A SOLUBLE EN AGUA POLIMERO B SOLUBLE EN AGUA AGUA

EJEMPLO HEXANO OXIDO DE POLIETILENO-AGUA DEXTRAN-AGUA

HUGO TORRENS

3390

SISTEMAS TRIFASICOS DISOLVENTE NO POLAR POLIMERO SOLUBLE EN AGUA AGUA+SAL EJEMPLO HEXANO OXIDO DE POLIETILENO-AGUA SULFATO DE SODIO-AGUA

DISOLVENTE NO POLAR A DISOLVENTE B POLIMERO SOLUBLE EN EL DISOLVENTE B Y AGUA AGUA EJEMPLO HEPTANO DICLOROMETANO OXIDO DE POLIETILENO AGUA

HUGO TORRENS

3392

SISTEMAS TRIFASICOS DISOLVENTE NO POLAR A DISOLVENTE B POLIMERO SOLUBLE EN EL DISOLVENTE B Y AGUA AGUA EJEMPLO 163 HEPTANO 217 DICLOROMETANO 95 OXIDO DE POLIETILENO 515 AGUA 01 SULFATO DE SODIO-AGUA DISOLVENTE NO POLAR SAL HIDROFOBICA AGUA EJEMPLO ISOOCTANO ALIQUAT 336 (METIL TRIOOCTIL AMONIO UN CATALIZADOR DE TRANSFERENCIA DE FASE) AGUA EJEMPLO CICLOHEXANO BMIM-PF6 (UN LIQUIDO IONICO) AGUA

HUGO TORRENS

3394

Page 6: distribución de cargas y sindepa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/3-FUERZAS-INTERMOLECULARES_18243.pdf23 kJ/mol (unas 15 veces más que la energía de las fuerzas de dispersión de London)

012 0 183 166 272 259 167

3362

HUGO TORRENS

HF ACIDO FLUORHIDRICO

MOMENTO DIPOLAR DEL ENLACE

3364

HUGO TORRENS

CH2F2 DIFLUOROMETANO

MOMENTO DIPOLAR DE ENLACE

MOMENTO DIPOLAR MOLECULAR

3366

HUGO TORRENS

MOMENTO DIPOLAR MOLECULAR

CO2 DIOXIDO DE CARBONO

2 MOMENTOS DIPOLARES DE ENLACE

= 0

3368

HUGO TORRENS

H2O AGUA

MOMENTO DIPOLAR MOLECULAR

2 MOMENTOS DIPOLARES DE ENLACE

3370

HUGO TORRENS

4 MOMENTOS DIPOLARES DE ENLACE

MOMENTO DIPOLAR MOLECULAR

= 0

CF4 TETRAFLUOROMETANO

3372

HUGO TORRENS

NOMBRE FORMULA

BENCENO C6H6 0

PROPANO C3H8 0084

TOLUENO C7H8 0375

TRIMETILAMINA N(C6H5)3 0612

FURANO C4H4O 066

CLOROFORMO CHCl3 102

DICLOROMETANO CH2Cl2 158

ETANOL C2H5OH 169

TETRAHIDROFURANO C4H8O 175

AGUA H20 185

11-DICLOROETANO C2H4Cl2 206

AC TRIFLUOROACETICO CF3COOH 228

ETILENGLICOL C2H6O2 228

FORMALDEHIDO CH2O 2332

ACETONA CH3COCH3 288

NOMBRE FORMULA

NITROMETANO CH3NO2 346

ACETAMIDA C2H5NO 376

DIMETILFORMAMIDA C3H7N0 3820

ACETONITRILO C2H3N 3924

DIMETILSULFOXIDO C2H6OS 396

PROPANONITRILO C3H5N 405

BENZONITRILO C7H5N 418

NITROBENCENO C6H5NO2 422

CIANAMIDA CH2N2 427

GLIOXAL C2H2O2 48

MOMENTOS DIPOLARES (D) DE DISOLVENTES COMUNES

HUGO TORRENS

3332

3344

HUGO TORRENS

ION + -

+ - DIPOLO

+ -

- +

DIPOLO INDUCIDO

DIPOLO INSTANTANEO

FUERZAS DE LONDON

3345

HUGO TORRENS

+ -

DIPOLO INDUCIDO

+

-

+ -

+ - + -

+ -

+ - -

+

+ -

+ -

- +

DIPOLO INSTANTANEO

- +

- +

- +

3345A

HUGO TORRENS

MOLECULA NO POLAR

3346

HUGO TORRENS

INTERACCIONES

+ -

+ -

+ -

+

ION ION

ION DIPOLO -

ION DIPOLO INDUCIDO + -

ION DIPOLO INSTANTANEO + - - +

ION FUERZAS DE LONDON + -

3348

HUGO TORRENS

INTERACCIONES

+ - DIPOLO DIPOLO

DIPOLO INDUCIDO

DIPOLO

DIPOLO INSTANTANEO - +

FUERZAS DE LONDON

+ - DIPOLO + - + -

+ -

+ - + -

+ -

+ -

DIPOLO

3350

HUGO TORRENS

INTERACCIONES

DIPOLO INDUCIDO

DIPOLO INSTANTANEO

FUERZAS DE LONDON

+ - + - - +

-

DIPOLO INDUCIDO + -

+ - -

3352

HUGO TORRENS

INTERACCIONES

FUERZAS DE LONDON

- +

DIPOLO INSTANTANEO - + - +

DIPOLO INSTANTANEO

DIPOLO INSTANTANEO

3353

HUGO TORRENS

INTERACCIONES

FUERZAS DE LONDON

FUERZAS DE LONDON

3354

HUGO TORRENS

PUENTES DE HIDROGENO

R H X Rrsquo

R H O Rrsquo

R H F Rrsquo

R H S Rrsquo

3356

HUGO TORRENS

RESUMEN

+ -

INTERACCION ION-ION MUY FUERTE

Na+---Cl-

H

O

H

+

INTERACCION ION-DIPOLO FUERTE

Na+---OH2

INTERACCION DIPOLO-DIPOLO FUERTE

H2O---H20

3358

HUGO TORRENS

RESUMEN

DEBIL INTERACCION ION-DIPOLO INDUCIDO

Cl----O=O + - -

MUY DEBIL INTERACCION DIPOLO-DIPOLO INDUCIDO

+ - H

O

H

H2O----O=O

3360

HUGO TORRENS

RESUMEN

INTERACCION FUERZAS DE LONDON-FUERZAS DE LONDON

MUY DEBIL

Ne---Ne

O=O---O=O

Dos vistas de la unioacuten de una moleacutecula de agua al grupo carboxilo terminal del Asp 32 superficial del citocromo cacute de Rodopseudomonas El agua se une a traveacutes de la parte positiva de su dipolo (uno de los hidroacutegenos) al oxiacutegeno anioacutenico del aspartato

Puentes de hidroacutegeno

En condiciones oacuteptimas la energiacutea de un enlace de hidroacutegeno puede alcanzar unos 23 kJmol (unas 15 veces maacutes que la energiacutea de las fuerzas de dispersioacuten de London) La fuerza relativamente alta de estos enlaces y su direccionalidad hacen que sean muy importantes en la estructura de las macromoleacuteculas Un ejemplo bien conocido es el emparejamiento de bases en el ADN Por ejemplo en este par GC perteneciente a un dodecaacutemero cuya estructura en disolucioacuten ha sido determinada por RMN lo que permite visualizar los aacutetomos de hidroacutegeno

Puentes de hidroacutegeno

La energiacutea del enlace de hidroacutegeno depende del aacutengulo de enlace es maacutexima cuando los tres aacutetomos (dador-hidroacutegeno-aceptor) estaacuten alineados y disminuye cuando se disponen en aacutengulo Es un enlace muy direccional aunque pequentildeas variaciones de hasta 20ordm no tienen demasiada importancia Por uacuteltimo la energiacutea de un enlace de hidroacutegeno depende de los aceptores y dadores De mayor a menor energiacutea de enlace tenemos las siguientes posibilidades

Puentes de hidroacutegeno

Por definicioacuten una sustancia es hidrofoacutebica si no es miscible con el agua Baacutesicamente la hidrofobicidad ocurre cuando la moleacutecula en cuestioacuten no es capaz de interaccionar con las moleacuteculas de agua ni por interacciones ioacuten-dipolo ni mediante puentes de hidroacutegeno Tal es el caso de los hidrocarburos saturados En esta situacioacuten las moleacuteculas de agua en la vecindad del hidrocarburo se orientan y se asocian formando una estructura parecida al hielo creaacutendose una especie de jaula de moleacuteculas de agua alrededor de la moleacutecula hidrofoacutebica Esta estructura se conoce como clatrato

Interacciones hidrofoacutebicas

Clatrato Modelo de una moleacutecula de ciclohexano (en amarillo no se muestran sus hidroacutegenos) rodeada de moleacuteculas de agua En la imagen de la derecha se han eliminado las moleacuteculas delanteras para poder apreciar la estructura de la jaula y la falta de enlaces entre el ciclohexano y el agua

Una moleacutecula que no pueda interaccionar con el agua incrementa el orden del agua a su alrededor es decir disminuye la entropiacutea del agua Supongamos que tenemos dos moleacuteculas de un hidrocarburo

El sistema agua + hidrocarburo puede estar en dos estados diferentes

Estado 1 Las dos moleacuteculas de hidrocarburo estaacuten separadas y cada una tiene su propia jaula de moleacuteculas de agua ordenadas alrededor

Estado 2 Las dos moleacuteculas de hidrocarburo estaacuten juntas compartiendo una jaula de moleacuteculas de agua comuacuten El nuacutemero total de moleacuteculas de agua que forman el clatrato es menor por lo que parte de las moleacuteculas que estaban fijas estaacute libres en la disolucioacuten (cuente las moleacuteculas)

Simulacioacuten de una bicapa lipiacutedica de fosfatidilcolina en estado fluiacutedo Las moleacuteculas de agua muy desorganizadas pero unidas entre siacute por puentes de hidroacutegeno se encuentran en las dos caras de la bicapa No atraviesan el interior de la membrana altamente hidrofoacutebico En este interior las cadenas de aacutecidos grasos estaacuten estrechamente unidas La estructura es muy dinaacutemica -el interior es praacutecticamente un fluido bidimensional- pero resulta muy estable debido al intenso efecto hidrofoacutebico

EXTREMO HIDROFILICO POLAR

EXTREMO HIDROFILICO POLAR

EXTREMOS HIDROFOBIVOS NO POLARES

HUGO TORRENS

3396

MOMENTOS DIPOLARES (D) PARA MOLECULAS AB2

MOLECULA

CO2 0

CS2 0

HgX2 0

N2O 0166

SCTe 0173

HCP 039

OCS 07124

OCSe 073

FCN 217

ClCN 282

HCN 298

CsOH 75

HUGO TORRENS

3334

MOMENTOS DIPOLARES (D) DE COMPUESTOS DE PLATINO

MOLECULA -cis -trans

PtI2(PEt3)2 82 0

PtBr2(PEt3)2 112 0

PtCl2(PEt3)2 109 0

PtCl2(AsEt3)2 105 0

PtCl2(SbEt3)2 92 0

PtCl2(PBu3)2 115 0

PtCl2(PPr3)2 115 0

PtCl2(PMe3)2 131 0

PtMeCl(PEt3)2 84 340

HUGO TORRENS

3342

3380

HUGO TORRENS

LITIO FLOTANDO EN ACEITE QUE A SU VEZ FLOTA EN AGUA SISTEMA TRIFASICO LIQUIDO-LIQUIDO-SOLIDO

LOS SISTEMAS BIFASICOS LIQUIDOS SON MUY COMUNES Y NORMALMENTE CONSISTEN DE UN DISOLVENTE ORGANICO CON UNA FASE ACUOSA (AGUA Y ACEITE) LAS MULTIFASES LIQUIDAS SON RARAS Y SOLO SE CONOCEN LAS TRI Y TETRAFASICAS QUE SE USAN PARA PROCESOS DE EXTRACCION LIQUIDO-LIQUIDO ES POSIBLE OBTENER SISTEMAS DE MULTIPLES FASES ACOMODANDO CAPAS DE LIQUIDOS NO POLARES Y FASES ACUOSAS DE DENSIDAD DECRECIENTE SIN EMBARGO SI ESTOS SISTEMAS SE AGITAN NO SE SEPARARAN DE NUEVO LAS FASES INICIALES COMO EN LOS SISTEMAS MULTIFASICOS GENUINOS

HUGO TORRENS

3382

ORGANICO NORMAL = 0 1

AGUA 0 2

SISTEMA TRIFASICO

ORGANICO FLUORADO = 0 3

POR EJEMPLO

EN LOS SISTEMAS AGUA + 2-HEPTANONA + CAPROLACTAMA + SULFATO DE AMONIO Y AGUA + BENCENO + CAPROLACTAMA + SULFATO DE AMONIO SE ENCUENTRAN EQUIBRIOS ENTRE TRES FASES LIQUIDAS

HUGO TORRENS

3384

ALGUNAS MACROMOLECULAS SOLUBLES MUESTRAN UN COMPORTAMIENTO PECULIAR EN DISOLUCION PERMITIENDO

OBTENER TRES FASES LIQUIDAS MUTUAMEMENTE INSOLUBLES CON

AGUA-DICLOROMETANO-PERFLUOROMETILCICLOHEXANO

Chem Commun 2005 1034 - 1036

ESTOS POLIMEROS PUEDEN SER USADOS COMO SOPORTES PARA REACTIVOS O CATALIZADORES CUYA PREFERENCIA DE SOLUBILIDAD PUEDE MODULARSE EN PROCESOS DE SEPARACION

2

3

1

HUGO TORRENS

3386

SISTEMAS TETRAFASICOS 1 DISOLVENTE NO POLAR A 2 DISOLVENTE B 3 POLIMERO SOLUBLE EN DISOLVENTE B Y AGUA 4 SAL + AGUA

EJEMPLO 1 109 HEPTANO 2 155 DICLOROMETANO 3 71 OXIDO DE POLIETILENO 4 665 SULFATO DE SODIO (gt 01) EN AGUA

Chem Commun 1998 787 Polymer induced multiphase generation in waterorganic solvent mixtures Strategies towards the design of triphasic and tetraphasic liquid systems US patent application 20050215443 Multiphase aqueous cleansing composition

1

2

3

4

3388

SISTEMAS TRIFASICOS DISOLVENTE NO POLAR MEZCLA ACUOSA BIFASICA POR EJEMPLO USANDO HEXANO HEPTANO CICLOHEXANO O ACEITE MINERAL COMO EL DISOLVENTE NO POLAR DISOLVENTE POLAR AGUA +SAL

EJEMPLO 100 ml ACEITE MINERAL 100 ml ISOPROPANOL 75 ml AGUA 35 g CLORURO DE CALCIO

DISOLVENTE NO POLAR POLIMERO A SOLUBLE EN AGUA POLIMERO B SOLUBLE EN AGUA AGUA

EJEMPLO HEXANO OXIDO DE POLIETILENO-AGUA DEXTRAN-AGUA

HUGO TORRENS

3390

SISTEMAS TRIFASICOS DISOLVENTE NO POLAR POLIMERO SOLUBLE EN AGUA AGUA+SAL EJEMPLO HEXANO OXIDO DE POLIETILENO-AGUA SULFATO DE SODIO-AGUA

DISOLVENTE NO POLAR A DISOLVENTE B POLIMERO SOLUBLE EN EL DISOLVENTE B Y AGUA AGUA EJEMPLO HEPTANO DICLOROMETANO OXIDO DE POLIETILENO AGUA

HUGO TORRENS

3392

SISTEMAS TRIFASICOS DISOLVENTE NO POLAR A DISOLVENTE B POLIMERO SOLUBLE EN EL DISOLVENTE B Y AGUA AGUA EJEMPLO 163 HEPTANO 217 DICLOROMETANO 95 OXIDO DE POLIETILENO 515 AGUA 01 SULFATO DE SODIO-AGUA DISOLVENTE NO POLAR SAL HIDROFOBICA AGUA EJEMPLO ISOOCTANO ALIQUAT 336 (METIL TRIOOCTIL AMONIO UN CATALIZADOR DE TRANSFERENCIA DE FASE) AGUA EJEMPLO CICLOHEXANO BMIM-PF6 (UN LIQUIDO IONICO) AGUA

HUGO TORRENS

3394

Page 7: distribución de cargas y sindepa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/3-FUERZAS-INTERMOLECULARES_18243.pdf23 kJ/mol (unas 15 veces más que la energía de las fuerzas de dispersión de London)

3362

HUGO TORRENS

HF ACIDO FLUORHIDRICO

MOMENTO DIPOLAR DEL ENLACE

3364

HUGO TORRENS

CH2F2 DIFLUOROMETANO

MOMENTO DIPOLAR DE ENLACE

MOMENTO DIPOLAR MOLECULAR

3366

HUGO TORRENS

MOMENTO DIPOLAR MOLECULAR

CO2 DIOXIDO DE CARBONO

2 MOMENTOS DIPOLARES DE ENLACE

= 0

3368

HUGO TORRENS

H2O AGUA

MOMENTO DIPOLAR MOLECULAR

2 MOMENTOS DIPOLARES DE ENLACE

3370

HUGO TORRENS

4 MOMENTOS DIPOLARES DE ENLACE

MOMENTO DIPOLAR MOLECULAR

= 0

CF4 TETRAFLUOROMETANO

3372

HUGO TORRENS

NOMBRE FORMULA

BENCENO C6H6 0

PROPANO C3H8 0084

TOLUENO C7H8 0375

TRIMETILAMINA N(C6H5)3 0612

FURANO C4H4O 066

CLOROFORMO CHCl3 102

DICLOROMETANO CH2Cl2 158

ETANOL C2H5OH 169

TETRAHIDROFURANO C4H8O 175

AGUA H20 185

11-DICLOROETANO C2H4Cl2 206

AC TRIFLUOROACETICO CF3COOH 228

ETILENGLICOL C2H6O2 228

FORMALDEHIDO CH2O 2332

ACETONA CH3COCH3 288

NOMBRE FORMULA

NITROMETANO CH3NO2 346

ACETAMIDA C2H5NO 376

DIMETILFORMAMIDA C3H7N0 3820

ACETONITRILO C2H3N 3924

DIMETILSULFOXIDO C2H6OS 396

PROPANONITRILO C3H5N 405

BENZONITRILO C7H5N 418

NITROBENCENO C6H5NO2 422

CIANAMIDA CH2N2 427

GLIOXAL C2H2O2 48

MOMENTOS DIPOLARES (D) DE DISOLVENTES COMUNES

HUGO TORRENS

3332

3344

HUGO TORRENS

ION + -

+ - DIPOLO

+ -

- +

DIPOLO INDUCIDO

DIPOLO INSTANTANEO

FUERZAS DE LONDON

3345

HUGO TORRENS

+ -

DIPOLO INDUCIDO

+

-

+ -

+ - + -

+ -

+ - -

+

+ -

+ -

- +

DIPOLO INSTANTANEO

- +

- +

- +

3345A

HUGO TORRENS

MOLECULA NO POLAR

3346

HUGO TORRENS

INTERACCIONES

+ -

+ -

+ -

+

ION ION

ION DIPOLO -

ION DIPOLO INDUCIDO + -

ION DIPOLO INSTANTANEO + - - +

ION FUERZAS DE LONDON + -

3348

HUGO TORRENS

INTERACCIONES

+ - DIPOLO DIPOLO

DIPOLO INDUCIDO

DIPOLO

DIPOLO INSTANTANEO - +

FUERZAS DE LONDON

+ - DIPOLO + - + -

+ -

+ - + -

+ -

+ -

DIPOLO

3350

HUGO TORRENS

INTERACCIONES

DIPOLO INDUCIDO

DIPOLO INSTANTANEO

FUERZAS DE LONDON

+ - + - - +

-

DIPOLO INDUCIDO + -

+ - -

3352

HUGO TORRENS

INTERACCIONES

FUERZAS DE LONDON

- +

DIPOLO INSTANTANEO - + - +

DIPOLO INSTANTANEO

DIPOLO INSTANTANEO

3353

HUGO TORRENS

INTERACCIONES

FUERZAS DE LONDON

FUERZAS DE LONDON

3354

HUGO TORRENS

PUENTES DE HIDROGENO

R H X Rrsquo

R H O Rrsquo

R H F Rrsquo

R H S Rrsquo

3356

HUGO TORRENS

RESUMEN

+ -

INTERACCION ION-ION MUY FUERTE

Na+---Cl-

H

O

H

+

INTERACCION ION-DIPOLO FUERTE

Na+---OH2

INTERACCION DIPOLO-DIPOLO FUERTE

H2O---H20

3358

HUGO TORRENS

RESUMEN

DEBIL INTERACCION ION-DIPOLO INDUCIDO

Cl----O=O + - -

MUY DEBIL INTERACCION DIPOLO-DIPOLO INDUCIDO

+ - H

O

H

H2O----O=O

3360

HUGO TORRENS

RESUMEN

INTERACCION FUERZAS DE LONDON-FUERZAS DE LONDON

MUY DEBIL

Ne---Ne

O=O---O=O

Dos vistas de la unioacuten de una moleacutecula de agua al grupo carboxilo terminal del Asp 32 superficial del citocromo cacute de Rodopseudomonas El agua se une a traveacutes de la parte positiva de su dipolo (uno de los hidroacutegenos) al oxiacutegeno anioacutenico del aspartato

Puentes de hidroacutegeno

En condiciones oacuteptimas la energiacutea de un enlace de hidroacutegeno puede alcanzar unos 23 kJmol (unas 15 veces maacutes que la energiacutea de las fuerzas de dispersioacuten de London) La fuerza relativamente alta de estos enlaces y su direccionalidad hacen que sean muy importantes en la estructura de las macromoleacuteculas Un ejemplo bien conocido es el emparejamiento de bases en el ADN Por ejemplo en este par GC perteneciente a un dodecaacutemero cuya estructura en disolucioacuten ha sido determinada por RMN lo que permite visualizar los aacutetomos de hidroacutegeno

Puentes de hidroacutegeno

La energiacutea del enlace de hidroacutegeno depende del aacutengulo de enlace es maacutexima cuando los tres aacutetomos (dador-hidroacutegeno-aceptor) estaacuten alineados y disminuye cuando se disponen en aacutengulo Es un enlace muy direccional aunque pequentildeas variaciones de hasta 20ordm no tienen demasiada importancia Por uacuteltimo la energiacutea de un enlace de hidroacutegeno depende de los aceptores y dadores De mayor a menor energiacutea de enlace tenemos las siguientes posibilidades

Puentes de hidroacutegeno

Por definicioacuten una sustancia es hidrofoacutebica si no es miscible con el agua Baacutesicamente la hidrofobicidad ocurre cuando la moleacutecula en cuestioacuten no es capaz de interaccionar con las moleacuteculas de agua ni por interacciones ioacuten-dipolo ni mediante puentes de hidroacutegeno Tal es el caso de los hidrocarburos saturados En esta situacioacuten las moleacuteculas de agua en la vecindad del hidrocarburo se orientan y se asocian formando una estructura parecida al hielo creaacutendose una especie de jaula de moleacuteculas de agua alrededor de la moleacutecula hidrofoacutebica Esta estructura se conoce como clatrato

Interacciones hidrofoacutebicas

Clatrato Modelo de una moleacutecula de ciclohexano (en amarillo no se muestran sus hidroacutegenos) rodeada de moleacuteculas de agua En la imagen de la derecha se han eliminado las moleacuteculas delanteras para poder apreciar la estructura de la jaula y la falta de enlaces entre el ciclohexano y el agua

Una moleacutecula que no pueda interaccionar con el agua incrementa el orden del agua a su alrededor es decir disminuye la entropiacutea del agua Supongamos que tenemos dos moleacuteculas de un hidrocarburo

El sistema agua + hidrocarburo puede estar en dos estados diferentes

Estado 1 Las dos moleacuteculas de hidrocarburo estaacuten separadas y cada una tiene su propia jaula de moleacuteculas de agua ordenadas alrededor

Estado 2 Las dos moleacuteculas de hidrocarburo estaacuten juntas compartiendo una jaula de moleacuteculas de agua comuacuten El nuacutemero total de moleacuteculas de agua que forman el clatrato es menor por lo que parte de las moleacuteculas que estaban fijas estaacute libres en la disolucioacuten (cuente las moleacuteculas)

Simulacioacuten de una bicapa lipiacutedica de fosfatidilcolina en estado fluiacutedo Las moleacuteculas de agua muy desorganizadas pero unidas entre siacute por puentes de hidroacutegeno se encuentran en las dos caras de la bicapa No atraviesan el interior de la membrana altamente hidrofoacutebico En este interior las cadenas de aacutecidos grasos estaacuten estrechamente unidas La estructura es muy dinaacutemica -el interior es praacutecticamente un fluido bidimensional- pero resulta muy estable debido al intenso efecto hidrofoacutebico

EXTREMO HIDROFILICO POLAR

EXTREMO HIDROFILICO POLAR

EXTREMOS HIDROFOBIVOS NO POLARES

HUGO TORRENS

3396

MOMENTOS DIPOLARES (D) PARA MOLECULAS AB2

MOLECULA

CO2 0

CS2 0

HgX2 0

N2O 0166

SCTe 0173

HCP 039

OCS 07124

OCSe 073

FCN 217

ClCN 282

HCN 298

CsOH 75

HUGO TORRENS

3334

MOMENTOS DIPOLARES (D) DE COMPUESTOS DE PLATINO

MOLECULA -cis -trans

PtI2(PEt3)2 82 0

PtBr2(PEt3)2 112 0

PtCl2(PEt3)2 109 0

PtCl2(AsEt3)2 105 0

PtCl2(SbEt3)2 92 0

PtCl2(PBu3)2 115 0

PtCl2(PPr3)2 115 0

PtCl2(PMe3)2 131 0

PtMeCl(PEt3)2 84 340

HUGO TORRENS

3342

3380

HUGO TORRENS

LITIO FLOTANDO EN ACEITE QUE A SU VEZ FLOTA EN AGUA SISTEMA TRIFASICO LIQUIDO-LIQUIDO-SOLIDO

LOS SISTEMAS BIFASICOS LIQUIDOS SON MUY COMUNES Y NORMALMENTE CONSISTEN DE UN DISOLVENTE ORGANICO CON UNA FASE ACUOSA (AGUA Y ACEITE) LAS MULTIFASES LIQUIDAS SON RARAS Y SOLO SE CONOCEN LAS TRI Y TETRAFASICAS QUE SE USAN PARA PROCESOS DE EXTRACCION LIQUIDO-LIQUIDO ES POSIBLE OBTENER SISTEMAS DE MULTIPLES FASES ACOMODANDO CAPAS DE LIQUIDOS NO POLARES Y FASES ACUOSAS DE DENSIDAD DECRECIENTE SIN EMBARGO SI ESTOS SISTEMAS SE AGITAN NO SE SEPARARAN DE NUEVO LAS FASES INICIALES COMO EN LOS SISTEMAS MULTIFASICOS GENUINOS

HUGO TORRENS

3382

ORGANICO NORMAL = 0 1

AGUA 0 2

SISTEMA TRIFASICO

ORGANICO FLUORADO = 0 3

POR EJEMPLO

EN LOS SISTEMAS AGUA + 2-HEPTANONA + CAPROLACTAMA + SULFATO DE AMONIO Y AGUA + BENCENO + CAPROLACTAMA + SULFATO DE AMONIO SE ENCUENTRAN EQUIBRIOS ENTRE TRES FASES LIQUIDAS

HUGO TORRENS

3384

ALGUNAS MACROMOLECULAS SOLUBLES MUESTRAN UN COMPORTAMIENTO PECULIAR EN DISOLUCION PERMITIENDO

OBTENER TRES FASES LIQUIDAS MUTUAMEMENTE INSOLUBLES CON

AGUA-DICLOROMETANO-PERFLUOROMETILCICLOHEXANO

Chem Commun 2005 1034 - 1036

ESTOS POLIMEROS PUEDEN SER USADOS COMO SOPORTES PARA REACTIVOS O CATALIZADORES CUYA PREFERENCIA DE SOLUBILIDAD PUEDE MODULARSE EN PROCESOS DE SEPARACION

2

3

1

HUGO TORRENS

3386

SISTEMAS TETRAFASICOS 1 DISOLVENTE NO POLAR A 2 DISOLVENTE B 3 POLIMERO SOLUBLE EN DISOLVENTE B Y AGUA 4 SAL + AGUA

EJEMPLO 1 109 HEPTANO 2 155 DICLOROMETANO 3 71 OXIDO DE POLIETILENO 4 665 SULFATO DE SODIO (gt 01) EN AGUA

Chem Commun 1998 787 Polymer induced multiphase generation in waterorganic solvent mixtures Strategies towards the design of triphasic and tetraphasic liquid systems US patent application 20050215443 Multiphase aqueous cleansing composition

1

2

3

4

3388

SISTEMAS TRIFASICOS DISOLVENTE NO POLAR MEZCLA ACUOSA BIFASICA POR EJEMPLO USANDO HEXANO HEPTANO CICLOHEXANO O ACEITE MINERAL COMO EL DISOLVENTE NO POLAR DISOLVENTE POLAR AGUA +SAL

EJEMPLO 100 ml ACEITE MINERAL 100 ml ISOPROPANOL 75 ml AGUA 35 g CLORURO DE CALCIO

DISOLVENTE NO POLAR POLIMERO A SOLUBLE EN AGUA POLIMERO B SOLUBLE EN AGUA AGUA

EJEMPLO HEXANO OXIDO DE POLIETILENO-AGUA DEXTRAN-AGUA

HUGO TORRENS

3390

SISTEMAS TRIFASICOS DISOLVENTE NO POLAR POLIMERO SOLUBLE EN AGUA AGUA+SAL EJEMPLO HEXANO OXIDO DE POLIETILENO-AGUA SULFATO DE SODIO-AGUA

DISOLVENTE NO POLAR A DISOLVENTE B POLIMERO SOLUBLE EN EL DISOLVENTE B Y AGUA AGUA EJEMPLO HEPTANO DICLOROMETANO OXIDO DE POLIETILENO AGUA

HUGO TORRENS

3392

SISTEMAS TRIFASICOS DISOLVENTE NO POLAR A DISOLVENTE B POLIMERO SOLUBLE EN EL DISOLVENTE B Y AGUA AGUA EJEMPLO 163 HEPTANO 217 DICLOROMETANO 95 OXIDO DE POLIETILENO 515 AGUA 01 SULFATO DE SODIO-AGUA DISOLVENTE NO POLAR SAL HIDROFOBICA AGUA EJEMPLO ISOOCTANO ALIQUAT 336 (METIL TRIOOCTIL AMONIO UN CATALIZADOR DE TRANSFERENCIA DE FASE) AGUA EJEMPLO CICLOHEXANO BMIM-PF6 (UN LIQUIDO IONICO) AGUA

HUGO TORRENS

3394

Page 8: distribución de cargas y sindepa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/3-FUERZAS-INTERMOLECULARES_18243.pdf23 kJ/mol (unas 15 veces más que la energía de las fuerzas de dispersión de London)

HF ACIDO FLUORHIDRICO

MOMENTO DIPOLAR DEL ENLACE

3364

HUGO TORRENS

CH2F2 DIFLUOROMETANO

MOMENTO DIPOLAR DE ENLACE

MOMENTO DIPOLAR MOLECULAR

3366

HUGO TORRENS

MOMENTO DIPOLAR MOLECULAR

CO2 DIOXIDO DE CARBONO

2 MOMENTOS DIPOLARES DE ENLACE

= 0

3368

HUGO TORRENS

H2O AGUA

MOMENTO DIPOLAR MOLECULAR

2 MOMENTOS DIPOLARES DE ENLACE

3370

HUGO TORRENS

4 MOMENTOS DIPOLARES DE ENLACE

MOMENTO DIPOLAR MOLECULAR

= 0

CF4 TETRAFLUOROMETANO

3372

HUGO TORRENS

NOMBRE FORMULA

BENCENO C6H6 0

PROPANO C3H8 0084

TOLUENO C7H8 0375

TRIMETILAMINA N(C6H5)3 0612

FURANO C4H4O 066

CLOROFORMO CHCl3 102

DICLOROMETANO CH2Cl2 158

ETANOL C2H5OH 169

TETRAHIDROFURANO C4H8O 175

AGUA H20 185

11-DICLOROETANO C2H4Cl2 206

AC TRIFLUOROACETICO CF3COOH 228

ETILENGLICOL C2H6O2 228

FORMALDEHIDO CH2O 2332

ACETONA CH3COCH3 288

NOMBRE FORMULA

NITROMETANO CH3NO2 346

ACETAMIDA C2H5NO 376

DIMETILFORMAMIDA C3H7N0 3820

ACETONITRILO C2H3N 3924

DIMETILSULFOXIDO C2H6OS 396

PROPANONITRILO C3H5N 405

BENZONITRILO C7H5N 418

NITROBENCENO C6H5NO2 422

CIANAMIDA CH2N2 427

GLIOXAL C2H2O2 48

MOMENTOS DIPOLARES (D) DE DISOLVENTES COMUNES

HUGO TORRENS

3332

3344

HUGO TORRENS

ION + -

+ - DIPOLO

+ -

- +

DIPOLO INDUCIDO

DIPOLO INSTANTANEO

FUERZAS DE LONDON

3345

HUGO TORRENS

+ -

DIPOLO INDUCIDO

+

-

+ -

+ - + -

+ -

+ - -

+

+ -

+ -

- +

DIPOLO INSTANTANEO

- +

- +

- +

3345A

HUGO TORRENS

MOLECULA NO POLAR

3346

HUGO TORRENS

INTERACCIONES

+ -

+ -

+ -

+

ION ION

ION DIPOLO -

ION DIPOLO INDUCIDO + -

ION DIPOLO INSTANTANEO + - - +

ION FUERZAS DE LONDON + -

3348

HUGO TORRENS

INTERACCIONES

+ - DIPOLO DIPOLO

DIPOLO INDUCIDO

DIPOLO

DIPOLO INSTANTANEO - +

FUERZAS DE LONDON

+ - DIPOLO + - + -

+ -

+ - + -

+ -

+ -

DIPOLO

3350

HUGO TORRENS

INTERACCIONES

DIPOLO INDUCIDO

DIPOLO INSTANTANEO

FUERZAS DE LONDON

+ - + - - +

-

DIPOLO INDUCIDO + -

+ - -

3352

HUGO TORRENS

INTERACCIONES

FUERZAS DE LONDON

- +

DIPOLO INSTANTANEO - + - +

DIPOLO INSTANTANEO

DIPOLO INSTANTANEO

3353

HUGO TORRENS

INTERACCIONES

FUERZAS DE LONDON

FUERZAS DE LONDON

3354

HUGO TORRENS

PUENTES DE HIDROGENO

R H X Rrsquo

R H O Rrsquo

R H F Rrsquo

R H S Rrsquo

3356

HUGO TORRENS

RESUMEN

+ -

INTERACCION ION-ION MUY FUERTE

Na+---Cl-

H

O

H

+

INTERACCION ION-DIPOLO FUERTE

Na+---OH2

INTERACCION DIPOLO-DIPOLO FUERTE

H2O---H20

3358

HUGO TORRENS

RESUMEN

DEBIL INTERACCION ION-DIPOLO INDUCIDO

Cl----O=O + - -

MUY DEBIL INTERACCION DIPOLO-DIPOLO INDUCIDO

+ - H

O

H

H2O----O=O

3360

HUGO TORRENS

RESUMEN

INTERACCION FUERZAS DE LONDON-FUERZAS DE LONDON

MUY DEBIL

Ne---Ne

O=O---O=O

Dos vistas de la unioacuten de una moleacutecula de agua al grupo carboxilo terminal del Asp 32 superficial del citocromo cacute de Rodopseudomonas El agua se une a traveacutes de la parte positiva de su dipolo (uno de los hidroacutegenos) al oxiacutegeno anioacutenico del aspartato

Puentes de hidroacutegeno

En condiciones oacuteptimas la energiacutea de un enlace de hidroacutegeno puede alcanzar unos 23 kJmol (unas 15 veces maacutes que la energiacutea de las fuerzas de dispersioacuten de London) La fuerza relativamente alta de estos enlaces y su direccionalidad hacen que sean muy importantes en la estructura de las macromoleacuteculas Un ejemplo bien conocido es el emparejamiento de bases en el ADN Por ejemplo en este par GC perteneciente a un dodecaacutemero cuya estructura en disolucioacuten ha sido determinada por RMN lo que permite visualizar los aacutetomos de hidroacutegeno

Puentes de hidroacutegeno

La energiacutea del enlace de hidroacutegeno depende del aacutengulo de enlace es maacutexima cuando los tres aacutetomos (dador-hidroacutegeno-aceptor) estaacuten alineados y disminuye cuando se disponen en aacutengulo Es un enlace muy direccional aunque pequentildeas variaciones de hasta 20ordm no tienen demasiada importancia Por uacuteltimo la energiacutea de un enlace de hidroacutegeno depende de los aceptores y dadores De mayor a menor energiacutea de enlace tenemos las siguientes posibilidades

Puentes de hidroacutegeno

Por definicioacuten una sustancia es hidrofoacutebica si no es miscible con el agua Baacutesicamente la hidrofobicidad ocurre cuando la moleacutecula en cuestioacuten no es capaz de interaccionar con las moleacuteculas de agua ni por interacciones ioacuten-dipolo ni mediante puentes de hidroacutegeno Tal es el caso de los hidrocarburos saturados En esta situacioacuten las moleacuteculas de agua en la vecindad del hidrocarburo se orientan y se asocian formando una estructura parecida al hielo creaacutendose una especie de jaula de moleacuteculas de agua alrededor de la moleacutecula hidrofoacutebica Esta estructura se conoce como clatrato

Interacciones hidrofoacutebicas

Clatrato Modelo de una moleacutecula de ciclohexano (en amarillo no se muestran sus hidroacutegenos) rodeada de moleacuteculas de agua En la imagen de la derecha se han eliminado las moleacuteculas delanteras para poder apreciar la estructura de la jaula y la falta de enlaces entre el ciclohexano y el agua

Una moleacutecula que no pueda interaccionar con el agua incrementa el orden del agua a su alrededor es decir disminuye la entropiacutea del agua Supongamos que tenemos dos moleacuteculas de un hidrocarburo

El sistema agua + hidrocarburo puede estar en dos estados diferentes

Estado 1 Las dos moleacuteculas de hidrocarburo estaacuten separadas y cada una tiene su propia jaula de moleacuteculas de agua ordenadas alrededor

Estado 2 Las dos moleacuteculas de hidrocarburo estaacuten juntas compartiendo una jaula de moleacuteculas de agua comuacuten El nuacutemero total de moleacuteculas de agua que forman el clatrato es menor por lo que parte de las moleacuteculas que estaban fijas estaacute libres en la disolucioacuten (cuente las moleacuteculas)

Simulacioacuten de una bicapa lipiacutedica de fosfatidilcolina en estado fluiacutedo Las moleacuteculas de agua muy desorganizadas pero unidas entre siacute por puentes de hidroacutegeno se encuentran en las dos caras de la bicapa No atraviesan el interior de la membrana altamente hidrofoacutebico En este interior las cadenas de aacutecidos grasos estaacuten estrechamente unidas La estructura es muy dinaacutemica -el interior es praacutecticamente un fluido bidimensional- pero resulta muy estable debido al intenso efecto hidrofoacutebico

EXTREMO HIDROFILICO POLAR

EXTREMO HIDROFILICO POLAR

EXTREMOS HIDROFOBIVOS NO POLARES

HUGO TORRENS

3396

MOMENTOS DIPOLARES (D) PARA MOLECULAS AB2

MOLECULA

CO2 0

CS2 0

HgX2 0

N2O 0166

SCTe 0173

HCP 039

OCS 07124

OCSe 073

FCN 217

ClCN 282

HCN 298

CsOH 75

HUGO TORRENS

3334

MOMENTOS DIPOLARES (D) DE COMPUESTOS DE PLATINO

MOLECULA -cis -trans

PtI2(PEt3)2 82 0

PtBr2(PEt3)2 112 0

PtCl2(PEt3)2 109 0

PtCl2(AsEt3)2 105 0

PtCl2(SbEt3)2 92 0

PtCl2(PBu3)2 115 0

PtCl2(PPr3)2 115 0

PtCl2(PMe3)2 131 0

PtMeCl(PEt3)2 84 340

HUGO TORRENS

3342

3380

HUGO TORRENS

LITIO FLOTANDO EN ACEITE QUE A SU VEZ FLOTA EN AGUA SISTEMA TRIFASICO LIQUIDO-LIQUIDO-SOLIDO

LOS SISTEMAS BIFASICOS LIQUIDOS SON MUY COMUNES Y NORMALMENTE CONSISTEN DE UN DISOLVENTE ORGANICO CON UNA FASE ACUOSA (AGUA Y ACEITE) LAS MULTIFASES LIQUIDAS SON RARAS Y SOLO SE CONOCEN LAS TRI Y TETRAFASICAS QUE SE USAN PARA PROCESOS DE EXTRACCION LIQUIDO-LIQUIDO ES POSIBLE OBTENER SISTEMAS DE MULTIPLES FASES ACOMODANDO CAPAS DE LIQUIDOS NO POLARES Y FASES ACUOSAS DE DENSIDAD DECRECIENTE SIN EMBARGO SI ESTOS SISTEMAS SE AGITAN NO SE SEPARARAN DE NUEVO LAS FASES INICIALES COMO EN LOS SISTEMAS MULTIFASICOS GENUINOS

HUGO TORRENS

3382

ORGANICO NORMAL = 0 1

AGUA 0 2

SISTEMA TRIFASICO

ORGANICO FLUORADO = 0 3

POR EJEMPLO

EN LOS SISTEMAS AGUA + 2-HEPTANONA + CAPROLACTAMA + SULFATO DE AMONIO Y AGUA + BENCENO + CAPROLACTAMA + SULFATO DE AMONIO SE ENCUENTRAN EQUIBRIOS ENTRE TRES FASES LIQUIDAS

HUGO TORRENS

3384

ALGUNAS MACROMOLECULAS SOLUBLES MUESTRAN UN COMPORTAMIENTO PECULIAR EN DISOLUCION PERMITIENDO

OBTENER TRES FASES LIQUIDAS MUTUAMEMENTE INSOLUBLES CON

AGUA-DICLOROMETANO-PERFLUOROMETILCICLOHEXANO

Chem Commun 2005 1034 - 1036

ESTOS POLIMEROS PUEDEN SER USADOS COMO SOPORTES PARA REACTIVOS O CATALIZADORES CUYA PREFERENCIA DE SOLUBILIDAD PUEDE MODULARSE EN PROCESOS DE SEPARACION

2

3

1

HUGO TORRENS

3386

SISTEMAS TETRAFASICOS 1 DISOLVENTE NO POLAR A 2 DISOLVENTE B 3 POLIMERO SOLUBLE EN DISOLVENTE B Y AGUA 4 SAL + AGUA

EJEMPLO 1 109 HEPTANO 2 155 DICLOROMETANO 3 71 OXIDO DE POLIETILENO 4 665 SULFATO DE SODIO (gt 01) EN AGUA

Chem Commun 1998 787 Polymer induced multiphase generation in waterorganic solvent mixtures Strategies towards the design of triphasic and tetraphasic liquid systems US patent application 20050215443 Multiphase aqueous cleansing composition

1

2

3

4

3388

SISTEMAS TRIFASICOS DISOLVENTE NO POLAR MEZCLA ACUOSA BIFASICA POR EJEMPLO USANDO HEXANO HEPTANO CICLOHEXANO O ACEITE MINERAL COMO EL DISOLVENTE NO POLAR DISOLVENTE POLAR AGUA +SAL

EJEMPLO 100 ml ACEITE MINERAL 100 ml ISOPROPANOL 75 ml AGUA 35 g CLORURO DE CALCIO

DISOLVENTE NO POLAR POLIMERO A SOLUBLE EN AGUA POLIMERO B SOLUBLE EN AGUA AGUA

EJEMPLO HEXANO OXIDO DE POLIETILENO-AGUA DEXTRAN-AGUA

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3390

SISTEMAS TRIFASICOS DISOLVENTE NO POLAR POLIMERO SOLUBLE EN AGUA AGUA+SAL EJEMPLO HEXANO OXIDO DE POLIETILENO-AGUA SULFATO DE SODIO-AGUA

DISOLVENTE NO POLAR A DISOLVENTE B POLIMERO SOLUBLE EN EL DISOLVENTE B Y AGUA AGUA EJEMPLO HEPTANO DICLOROMETANO OXIDO DE POLIETILENO AGUA

HUGO TORRENS

3392

SISTEMAS TRIFASICOS DISOLVENTE NO POLAR A DISOLVENTE B POLIMERO SOLUBLE EN EL DISOLVENTE B Y AGUA AGUA EJEMPLO 163 HEPTANO 217 DICLOROMETANO 95 OXIDO DE POLIETILENO 515 AGUA 01 SULFATO DE SODIO-AGUA DISOLVENTE NO POLAR SAL HIDROFOBICA AGUA EJEMPLO ISOOCTANO ALIQUAT 336 (METIL TRIOOCTIL AMONIO UN CATALIZADOR DE TRANSFERENCIA DE FASE) AGUA EJEMPLO CICLOHEXANO BMIM-PF6 (UN LIQUIDO IONICO) AGUA

HUGO TORRENS

3394

Page 9: distribución de cargas y sindepa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/3-FUERZAS-INTERMOLECULARES_18243.pdf23 kJ/mol (unas 15 veces más que la energía de las fuerzas de dispersión de London)

CH2F2 DIFLUOROMETANO

MOMENTO DIPOLAR DE ENLACE

MOMENTO DIPOLAR MOLECULAR

3366

HUGO TORRENS

MOMENTO DIPOLAR MOLECULAR

CO2 DIOXIDO DE CARBONO

2 MOMENTOS DIPOLARES DE ENLACE

= 0

3368

HUGO TORRENS

H2O AGUA

MOMENTO DIPOLAR MOLECULAR

2 MOMENTOS DIPOLARES DE ENLACE

3370

HUGO TORRENS

4 MOMENTOS DIPOLARES DE ENLACE

MOMENTO DIPOLAR MOLECULAR

= 0

CF4 TETRAFLUOROMETANO

3372

HUGO TORRENS

NOMBRE FORMULA

BENCENO C6H6 0

PROPANO C3H8 0084

TOLUENO C7H8 0375

TRIMETILAMINA N(C6H5)3 0612

FURANO C4H4O 066

CLOROFORMO CHCl3 102

DICLOROMETANO CH2Cl2 158

ETANOL C2H5OH 169

TETRAHIDROFURANO C4H8O 175

AGUA H20 185

11-DICLOROETANO C2H4Cl2 206

AC TRIFLUOROACETICO CF3COOH 228

ETILENGLICOL C2H6O2 228

FORMALDEHIDO CH2O 2332

ACETONA CH3COCH3 288

NOMBRE FORMULA

NITROMETANO CH3NO2 346

ACETAMIDA C2H5NO 376

DIMETILFORMAMIDA C3H7N0 3820

ACETONITRILO C2H3N 3924

DIMETILSULFOXIDO C2H6OS 396

PROPANONITRILO C3H5N 405

BENZONITRILO C7H5N 418

NITROBENCENO C6H5NO2 422

CIANAMIDA CH2N2 427

GLIOXAL C2H2O2 48

MOMENTOS DIPOLARES (D) DE DISOLVENTES COMUNES

HUGO TORRENS

3332

3344

HUGO TORRENS

ION + -

+ - DIPOLO

+ -

- +

DIPOLO INDUCIDO

DIPOLO INSTANTANEO

FUERZAS DE LONDON

3345

HUGO TORRENS

+ -

DIPOLO INDUCIDO

+

-

+ -

+ - + -

+ -

+ - -

+

+ -

+ -

- +

DIPOLO INSTANTANEO

- +

- +

- +

3345A

HUGO TORRENS

MOLECULA NO POLAR

3346

HUGO TORRENS

INTERACCIONES

+ -

+ -

+ -

+

ION ION

ION DIPOLO -

ION DIPOLO INDUCIDO + -

ION DIPOLO INSTANTANEO + - - +

ION FUERZAS DE LONDON + -

3348

HUGO TORRENS

INTERACCIONES

+ - DIPOLO DIPOLO

DIPOLO INDUCIDO

DIPOLO

DIPOLO INSTANTANEO - +

FUERZAS DE LONDON

+ - DIPOLO + - + -

+ -

+ - + -

+ -

+ -

DIPOLO

3350

HUGO TORRENS

INTERACCIONES

DIPOLO INDUCIDO

DIPOLO INSTANTANEO

FUERZAS DE LONDON

+ - + - - +

-

DIPOLO INDUCIDO + -

+ - -

3352

HUGO TORRENS

INTERACCIONES

FUERZAS DE LONDON

- +

DIPOLO INSTANTANEO - + - +

DIPOLO INSTANTANEO

DIPOLO INSTANTANEO

3353

HUGO TORRENS

INTERACCIONES

FUERZAS DE LONDON

FUERZAS DE LONDON

3354

HUGO TORRENS

PUENTES DE HIDROGENO

R H X Rrsquo

R H O Rrsquo

R H F Rrsquo

R H S Rrsquo

3356

HUGO TORRENS

RESUMEN

+ -

INTERACCION ION-ION MUY FUERTE

Na+---Cl-

H

O

H

+

INTERACCION ION-DIPOLO FUERTE

Na+---OH2

INTERACCION DIPOLO-DIPOLO FUERTE

H2O---H20

3358

HUGO TORRENS

RESUMEN

DEBIL INTERACCION ION-DIPOLO INDUCIDO

Cl----O=O + - -

MUY DEBIL INTERACCION DIPOLO-DIPOLO INDUCIDO

+ - H

O

H

H2O----O=O

3360

HUGO TORRENS

RESUMEN

INTERACCION FUERZAS DE LONDON-FUERZAS DE LONDON

MUY DEBIL

Ne---Ne

O=O---O=O

Dos vistas de la unioacuten de una moleacutecula de agua al grupo carboxilo terminal del Asp 32 superficial del citocromo cacute de Rodopseudomonas El agua se une a traveacutes de la parte positiva de su dipolo (uno de los hidroacutegenos) al oxiacutegeno anioacutenico del aspartato

Puentes de hidroacutegeno

En condiciones oacuteptimas la energiacutea de un enlace de hidroacutegeno puede alcanzar unos 23 kJmol (unas 15 veces maacutes que la energiacutea de las fuerzas de dispersioacuten de London) La fuerza relativamente alta de estos enlaces y su direccionalidad hacen que sean muy importantes en la estructura de las macromoleacuteculas Un ejemplo bien conocido es el emparejamiento de bases en el ADN Por ejemplo en este par GC perteneciente a un dodecaacutemero cuya estructura en disolucioacuten ha sido determinada por RMN lo que permite visualizar los aacutetomos de hidroacutegeno

Puentes de hidroacutegeno

La energiacutea del enlace de hidroacutegeno depende del aacutengulo de enlace es maacutexima cuando los tres aacutetomos (dador-hidroacutegeno-aceptor) estaacuten alineados y disminuye cuando se disponen en aacutengulo Es un enlace muy direccional aunque pequentildeas variaciones de hasta 20ordm no tienen demasiada importancia Por uacuteltimo la energiacutea de un enlace de hidroacutegeno depende de los aceptores y dadores De mayor a menor energiacutea de enlace tenemos las siguientes posibilidades

Puentes de hidroacutegeno

Por definicioacuten una sustancia es hidrofoacutebica si no es miscible con el agua Baacutesicamente la hidrofobicidad ocurre cuando la moleacutecula en cuestioacuten no es capaz de interaccionar con las moleacuteculas de agua ni por interacciones ioacuten-dipolo ni mediante puentes de hidroacutegeno Tal es el caso de los hidrocarburos saturados En esta situacioacuten las moleacuteculas de agua en la vecindad del hidrocarburo se orientan y se asocian formando una estructura parecida al hielo creaacutendose una especie de jaula de moleacuteculas de agua alrededor de la moleacutecula hidrofoacutebica Esta estructura se conoce como clatrato

Interacciones hidrofoacutebicas

Clatrato Modelo de una moleacutecula de ciclohexano (en amarillo no se muestran sus hidroacutegenos) rodeada de moleacuteculas de agua En la imagen de la derecha se han eliminado las moleacuteculas delanteras para poder apreciar la estructura de la jaula y la falta de enlaces entre el ciclohexano y el agua

Una moleacutecula que no pueda interaccionar con el agua incrementa el orden del agua a su alrededor es decir disminuye la entropiacutea del agua Supongamos que tenemos dos moleacuteculas de un hidrocarburo

El sistema agua + hidrocarburo puede estar en dos estados diferentes

Estado 1 Las dos moleacuteculas de hidrocarburo estaacuten separadas y cada una tiene su propia jaula de moleacuteculas de agua ordenadas alrededor

Estado 2 Las dos moleacuteculas de hidrocarburo estaacuten juntas compartiendo una jaula de moleacuteculas de agua comuacuten El nuacutemero total de moleacuteculas de agua que forman el clatrato es menor por lo que parte de las moleacuteculas que estaban fijas estaacute libres en la disolucioacuten (cuente las moleacuteculas)

Simulacioacuten de una bicapa lipiacutedica de fosfatidilcolina en estado fluiacutedo Las moleacuteculas de agua muy desorganizadas pero unidas entre siacute por puentes de hidroacutegeno se encuentran en las dos caras de la bicapa No atraviesan el interior de la membrana altamente hidrofoacutebico En este interior las cadenas de aacutecidos grasos estaacuten estrechamente unidas La estructura es muy dinaacutemica -el interior es praacutecticamente un fluido bidimensional- pero resulta muy estable debido al intenso efecto hidrofoacutebico

EXTREMO HIDROFILICO POLAR

EXTREMO HIDROFILICO POLAR

EXTREMOS HIDROFOBIVOS NO POLARES

HUGO TORRENS

3396

MOMENTOS DIPOLARES (D) PARA MOLECULAS AB2

MOLECULA

CO2 0

CS2 0

HgX2 0

N2O 0166

SCTe 0173

HCP 039

OCS 07124

OCSe 073

FCN 217

ClCN 282

HCN 298

CsOH 75

HUGO TORRENS

3334

MOMENTOS DIPOLARES (D) DE COMPUESTOS DE PLATINO

MOLECULA -cis -trans

PtI2(PEt3)2 82 0

PtBr2(PEt3)2 112 0

PtCl2(PEt3)2 109 0

PtCl2(AsEt3)2 105 0

PtCl2(SbEt3)2 92 0

PtCl2(PBu3)2 115 0

PtCl2(PPr3)2 115 0

PtCl2(PMe3)2 131 0

PtMeCl(PEt3)2 84 340

HUGO TORRENS

3342

3380

HUGO TORRENS

LITIO FLOTANDO EN ACEITE QUE A SU VEZ FLOTA EN AGUA SISTEMA TRIFASICO LIQUIDO-LIQUIDO-SOLIDO

LOS SISTEMAS BIFASICOS LIQUIDOS SON MUY COMUNES Y NORMALMENTE CONSISTEN DE UN DISOLVENTE ORGANICO CON UNA FASE ACUOSA (AGUA Y ACEITE) LAS MULTIFASES LIQUIDAS SON RARAS Y SOLO SE CONOCEN LAS TRI Y TETRAFASICAS QUE SE USAN PARA PROCESOS DE EXTRACCION LIQUIDO-LIQUIDO ES POSIBLE OBTENER SISTEMAS DE MULTIPLES FASES ACOMODANDO CAPAS DE LIQUIDOS NO POLARES Y FASES ACUOSAS DE DENSIDAD DECRECIENTE SIN EMBARGO SI ESTOS SISTEMAS SE AGITAN NO SE SEPARARAN DE NUEVO LAS FASES INICIALES COMO EN LOS SISTEMAS MULTIFASICOS GENUINOS

HUGO TORRENS

3382

ORGANICO NORMAL = 0 1

AGUA 0 2

SISTEMA TRIFASICO

ORGANICO FLUORADO = 0 3

POR EJEMPLO

EN LOS SISTEMAS AGUA + 2-HEPTANONA + CAPROLACTAMA + SULFATO DE AMONIO Y AGUA + BENCENO + CAPROLACTAMA + SULFATO DE AMONIO SE ENCUENTRAN EQUIBRIOS ENTRE TRES FASES LIQUIDAS

HUGO TORRENS

3384

ALGUNAS MACROMOLECULAS SOLUBLES MUESTRAN UN COMPORTAMIENTO PECULIAR EN DISOLUCION PERMITIENDO

OBTENER TRES FASES LIQUIDAS MUTUAMEMENTE INSOLUBLES CON

AGUA-DICLOROMETANO-PERFLUOROMETILCICLOHEXANO

Chem Commun 2005 1034 - 1036

ESTOS POLIMEROS PUEDEN SER USADOS COMO SOPORTES PARA REACTIVOS O CATALIZADORES CUYA PREFERENCIA DE SOLUBILIDAD PUEDE MODULARSE EN PROCESOS DE SEPARACION

2

3

1

HUGO TORRENS

3386

SISTEMAS TETRAFASICOS 1 DISOLVENTE NO POLAR A 2 DISOLVENTE B 3 POLIMERO SOLUBLE EN DISOLVENTE B Y AGUA 4 SAL + AGUA

EJEMPLO 1 109 HEPTANO 2 155 DICLOROMETANO 3 71 OXIDO DE POLIETILENO 4 665 SULFATO DE SODIO (gt 01) EN AGUA

Chem Commun 1998 787 Polymer induced multiphase generation in waterorganic solvent mixtures Strategies towards the design of triphasic and tetraphasic liquid systems US patent application 20050215443 Multiphase aqueous cleansing composition

1

2

3

4

3388

SISTEMAS TRIFASICOS DISOLVENTE NO POLAR MEZCLA ACUOSA BIFASICA POR EJEMPLO USANDO HEXANO HEPTANO CICLOHEXANO O ACEITE MINERAL COMO EL DISOLVENTE NO POLAR DISOLVENTE POLAR AGUA +SAL

EJEMPLO 100 ml ACEITE MINERAL 100 ml ISOPROPANOL 75 ml AGUA 35 g CLORURO DE CALCIO

DISOLVENTE NO POLAR POLIMERO A SOLUBLE EN AGUA POLIMERO B SOLUBLE EN AGUA AGUA

EJEMPLO HEXANO OXIDO DE POLIETILENO-AGUA DEXTRAN-AGUA

HUGO TORRENS

3390

SISTEMAS TRIFASICOS DISOLVENTE NO POLAR POLIMERO SOLUBLE EN AGUA AGUA+SAL EJEMPLO HEXANO OXIDO DE POLIETILENO-AGUA SULFATO DE SODIO-AGUA

DISOLVENTE NO POLAR A DISOLVENTE B POLIMERO SOLUBLE EN EL DISOLVENTE B Y AGUA AGUA EJEMPLO HEPTANO DICLOROMETANO OXIDO DE POLIETILENO AGUA

HUGO TORRENS

3392

SISTEMAS TRIFASICOS DISOLVENTE NO POLAR A DISOLVENTE B POLIMERO SOLUBLE EN EL DISOLVENTE B Y AGUA AGUA EJEMPLO 163 HEPTANO 217 DICLOROMETANO 95 OXIDO DE POLIETILENO 515 AGUA 01 SULFATO DE SODIO-AGUA DISOLVENTE NO POLAR SAL HIDROFOBICA AGUA EJEMPLO ISOOCTANO ALIQUAT 336 (METIL TRIOOCTIL AMONIO UN CATALIZADOR DE TRANSFERENCIA DE FASE) AGUA EJEMPLO CICLOHEXANO BMIM-PF6 (UN LIQUIDO IONICO) AGUA

HUGO TORRENS

3394

Page 10: distribución de cargas y sindepa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/3-FUERZAS-INTERMOLECULARES_18243.pdf23 kJ/mol (unas 15 veces más que la energía de las fuerzas de dispersión de London)

MOMENTO DIPOLAR MOLECULAR

CO2 DIOXIDO DE CARBONO

2 MOMENTOS DIPOLARES DE ENLACE

= 0

3368

HUGO TORRENS

H2O AGUA

MOMENTO DIPOLAR MOLECULAR

2 MOMENTOS DIPOLARES DE ENLACE

3370

HUGO TORRENS

4 MOMENTOS DIPOLARES DE ENLACE

MOMENTO DIPOLAR MOLECULAR

= 0

CF4 TETRAFLUOROMETANO

3372

HUGO TORRENS

NOMBRE FORMULA

BENCENO C6H6 0

PROPANO C3H8 0084

TOLUENO C7H8 0375

TRIMETILAMINA N(C6H5)3 0612

FURANO C4H4O 066

CLOROFORMO CHCl3 102

DICLOROMETANO CH2Cl2 158

ETANOL C2H5OH 169

TETRAHIDROFURANO C4H8O 175

AGUA H20 185

11-DICLOROETANO C2H4Cl2 206

AC TRIFLUOROACETICO CF3COOH 228

ETILENGLICOL C2H6O2 228

FORMALDEHIDO CH2O 2332

ACETONA CH3COCH3 288

NOMBRE FORMULA

NITROMETANO CH3NO2 346

ACETAMIDA C2H5NO 376

DIMETILFORMAMIDA C3H7N0 3820

ACETONITRILO C2H3N 3924

DIMETILSULFOXIDO C2H6OS 396

PROPANONITRILO C3H5N 405

BENZONITRILO C7H5N 418

NITROBENCENO C6H5NO2 422

CIANAMIDA CH2N2 427

GLIOXAL C2H2O2 48

MOMENTOS DIPOLARES (D) DE DISOLVENTES COMUNES

HUGO TORRENS

3332

3344

HUGO TORRENS

ION + -

+ - DIPOLO

+ -

- +

DIPOLO INDUCIDO

DIPOLO INSTANTANEO

FUERZAS DE LONDON

3345

HUGO TORRENS

+ -

DIPOLO INDUCIDO

+

-

+ -

+ - + -

+ -

+ - -

+

+ -

+ -

- +

DIPOLO INSTANTANEO

- +

- +

- +

3345A

HUGO TORRENS

MOLECULA NO POLAR

3346

HUGO TORRENS

INTERACCIONES

+ -

+ -

+ -

+

ION ION

ION DIPOLO -

ION DIPOLO INDUCIDO + -

ION DIPOLO INSTANTANEO + - - +

ION FUERZAS DE LONDON + -

3348

HUGO TORRENS

INTERACCIONES

+ - DIPOLO DIPOLO

DIPOLO INDUCIDO

DIPOLO

DIPOLO INSTANTANEO - +

FUERZAS DE LONDON

+ - DIPOLO + - + -

+ -

+ - + -

+ -

+ -

DIPOLO

3350

HUGO TORRENS

INTERACCIONES

DIPOLO INDUCIDO

DIPOLO INSTANTANEO

FUERZAS DE LONDON

+ - + - - +

-

DIPOLO INDUCIDO + -

+ - -

3352

HUGO TORRENS

INTERACCIONES

FUERZAS DE LONDON

- +

DIPOLO INSTANTANEO - + - +

DIPOLO INSTANTANEO

DIPOLO INSTANTANEO

3353

HUGO TORRENS

INTERACCIONES

FUERZAS DE LONDON

FUERZAS DE LONDON

3354

HUGO TORRENS

PUENTES DE HIDROGENO

R H X Rrsquo

R H O Rrsquo

R H F Rrsquo

R H S Rrsquo

3356

HUGO TORRENS

RESUMEN

+ -

INTERACCION ION-ION MUY FUERTE

Na+---Cl-

H

O

H

+

INTERACCION ION-DIPOLO FUERTE

Na+---OH2

INTERACCION DIPOLO-DIPOLO FUERTE

H2O---H20

3358

HUGO TORRENS

RESUMEN

DEBIL INTERACCION ION-DIPOLO INDUCIDO

Cl----O=O + - -

MUY DEBIL INTERACCION DIPOLO-DIPOLO INDUCIDO

+ - H

O

H

H2O----O=O

3360

HUGO TORRENS

RESUMEN

INTERACCION FUERZAS DE LONDON-FUERZAS DE LONDON

MUY DEBIL

Ne---Ne

O=O---O=O

Dos vistas de la unioacuten de una moleacutecula de agua al grupo carboxilo terminal del Asp 32 superficial del citocromo cacute de Rodopseudomonas El agua se une a traveacutes de la parte positiva de su dipolo (uno de los hidroacutegenos) al oxiacutegeno anioacutenico del aspartato

Puentes de hidroacutegeno

En condiciones oacuteptimas la energiacutea de un enlace de hidroacutegeno puede alcanzar unos 23 kJmol (unas 15 veces maacutes que la energiacutea de las fuerzas de dispersioacuten de London) La fuerza relativamente alta de estos enlaces y su direccionalidad hacen que sean muy importantes en la estructura de las macromoleacuteculas Un ejemplo bien conocido es el emparejamiento de bases en el ADN Por ejemplo en este par GC perteneciente a un dodecaacutemero cuya estructura en disolucioacuten ha sido determinada por RMN lo que permite visualizar los aacutetomos de hidroacutegeno

Puentes de hidroacutegeno

La energiacutea del enlace de hidroacutegeno depende del aacutengulo de enlace es maacutexima cuando los tres aacutetomos (dador-hidroacutegeno-aceptor) estaacuten alineados y disminuye cuando se disponen en aacutengulo Es un enlace muy direccional aunque pequentildeas variaciones de hasta 20ordm no tienen demasiada importancia Por uacuteltimo la energiacutea de un enlace de hidroacutegeno depende de los aceptores y dadores De mayor a menor energiacutea de enlace tenemos las siguientes posibilidades

Puentes de hidroacutegeno

Por definicioacuten una sustancia es hidrofoacutebica si no es miscible con el agua Baacutesicamente la hidrofobicidad ocurre cuando la moleacutecula en cuestioacuten no es capaz de interaccionar con las moleacuteculas de agua ni por interacciones ioacuten-dipolo ni mediante puentes de hidroacutegeno Tal es el caso de los hidrocarburos saturados En esta situacioacuten las moleacuteculas de agua en la vecindad del hidrocarburo se orientan y se asocian formando una estructura parecida al hielo creaacutendose una especie de jaula de moleacuteculas de agua alrededor de la moleacutecula hidrofoacutebica Esta estructura se conoce como clatrato

Interacciones hidrofoacutebicas

Clatrato Modelo de una moleacutecula de ciclohexano (en amarillo no se muestran sus hidroacutegenos) rodeada de moleacuteculas de agua En la imagen de la derecha se han eliminado las moleacuteculas delanteras para poder apreciar la estructura de la jaula y la falta de enlaces entre el ciclohexano y el agua

Una moleacutecula que no pueda interaccionar con el agua incrementa el orden del agua a su alrededor es decir disminuye la entropiacutea del agua Supongamos que tenemos dos moleacuteculas de un hidrocarburo

El sistema agua + hidrocarburo puede estar en dos estados diferentes

Estado 1 Las dos moleacuteculas de hidrocarburo estaacuten separadas y cada una tiene su propia jaula de moleacuteculas de agua ordenadas alrededor

Estado 2 Las dos moleacuteculas de hidrocarburo estaacuten juntas compartiendo una jaula de moleacuteculas de agua comuacuten El nuacutemero total de moleacuteculas de agua que forman el clatrato es menor por lo que parte de las moleacuteculas que estaban fijas estaacute libres en la disolucioacuten (cuente las moleacuteculas)

Simulacioacuten de una bicapa lipiacutedica de fosfatidilcolina en estado fluiacutedo Las moleacuteculas de agua muy desorganizadas pero unidas entre siacute por puentes de hidroacutegeno se encuentran en las dos caras de la bicapa No atraviesan el interior de la membrana altamente hidrofoacutebico En este interior las cadenas de aacutecidos grasos estaacuten estrechamente unidas La estructura es muy dinaacutemica -el interior es praacutecticamente un fluido bidimensional- pero resulta muy estable debido al intenso efecto hidrofoacutebico

EXTREMO HIDROFILICO POLAR

EXTREMO HIDROFILICO POLAR

EXTREMOS HIDROFOBIVOS NO POLARES

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3396

MOMENTOS DIPOLARES (D) PARA MOLECULAS AB2

MOLECULA

CO2 0

CS2 0

HgX2 0

N2O 0166

SCTe 0173

HCP 039

OCS 07124

OCSe 073

FCN 217

ClCN 282

HCN 298

CsOH 75

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3334

MOMENTOS DIPOLARES (D) DE COMPUESTOS DE PLATINO

MOLECULA -cis -trans

PtI2(PEt3)2 82 0

PtBr2(PEt3)2 112 0

PtCl2(PEt3)2 109 0

PtCl2(AsEt3)2 105 0

PtCl2(SbEt3)2 92 0

PtCl2(PBu3)2 115 0

PtCl2(PPr3)2 115 0

PtCl2(PMe3)2 131 0

PtMeCl(PEt3)2 84 340

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3342

3380

HUGO TORRENS

LITIO FLOTANDO EN ACEITE QUE A SU VEZ FLOTA EN AGUA SISTEMA TRIFASICO LIQUIDO-LIQUIDO-SOLIDO

LOS SISTEMAS BIFASICOS LIQUIDOS SON MUY COMUNES Y NORMALMENTE CONSISTEN DE UN DISOLVENTE ORGANICO CON UNA FASE ACUOSA (AGUA Y ACEITE) LAS MULTIFASES LIQUIDAS SON RARAS Y SOLO SE CONOCEN LAS TRI Y TETRAFASICAS QUE SE USAN PARA PROCESOS DE EXTRACCION LIQUIDO-LIQUIDO ES POSIBLE OBTENER SISTEMAS DE MULTIPLES FASES ACOMODANDO CAPAS DE LIQUIDOS NO POLARES Y FASES ACUOSAS DE DENSIDAD DECRECIENTE SIN EMBARGO SI ESTOS SISTEMAS SE AGITAN NO SE SEPARARAN DE NUEVO LAS FASES INICIALES COMO EN LOS SISTEMAS MULTIFASICOS GENUINOS

HUGO TORRENS

3382

ORGANICO NORMAL = 0 1

AGUA 0 2

SISTEMA TRIFASICO

ORGANICO FLUORADO = 0 3

POR EJEMPLO

EN LOS SISTEMAS AGUA + 2-HEPTANONA + CAPROLACTAMA + SULFATO DE AMONIO Y AGUA + BENCENO + CAPROLACTAMA + SULFATO DE AMONIO SE ENCUENTRAN EQUIBRIOS ENTRE TRES FASES LIQUIDAS

HUGO TORRENS

3384

ALGUNAS MACROMOLECULAS SOLUBLES MUESTRAN UN COMPORTAMIENTO PECULIAR EN DISOLUCION PERMITIENDO

OBTENER TRES FASES LIQUIDAS MUTUAMEMENTE INSOLUBLES CON

AGUA-DICLOROMETANO-PERFLUOROMETILCICLOHEXANO

Chem Commun 2005 1034 - 1036

ESTOS POLIMEROS PUEDEN SER USADOS COMO SOPORTES PARA REACTIVOS O CATALIZADORES CUYA PREFERENCIA DE SOLUBILIDAD PUEDE MODULARSE EN PROCESOS DE SEPARACION

2

3

1

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3386

SISTEMAS TETRAFASICOS 1 DISOLVENTE NO POLAR A 2 DISOLVENTE B 3 POLIMERO SOLUBLE EN DISOLVENTE B Y AGUA 4 SAL + AGUA

EJEMPLO 1 109 HEPTANO 2 155 DICLOROMETANO 3 71 OXIDO DE POLIETILENO 4 665 SULFATO DE SODIO (gt 01) EN AGUA

Chem Commun 1998 787 Polymer induced multiphase generation in waterorganic solvent mixtures Strategies towards the design of triphasic and tetraphasic liquid systems US patent application 20050215443 Multiphase aqueous cleansing composition

1

2

3

4

3388

SISTEMAS TRIFASICOS DISOLVENTE NO POLAR MEZCLA ACUOSA BIFASICA POR EJEMPLO USANDO HEXANO HEPTANO CICLOHEXANO O ACEITE MINERAL COMO EL DISOLVENTE NO POLAR DISOLVENTE POLAR AGUA +SAL

EJEMPLO 100 ml ACEITE MINERAL 100 ml ISOPROPANOL 75 ml AGUA 35 g CLORURO DE CALCIO

DISOLVENTE NO POLAR POLIMERO A SOLUBLE EN AGUA POLIMERO B SOLUBLE EN AGUA AGUA

EJEMPLO HEXANO OXIDO DE POLIETILENO-AGUA DEXTRAN-AGUA

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3390

SISTEMAS TRIFASICOS DISOLVENTE NO POLAR POLIMERO SOLUBLE EN AGUA AGUA+SAL EJEMPLO HEXANO OXIDO DE POLIETILENO-AGUA SULFATO DE SODIO-AGUA

DISOLVENTE NO POLAR A DISOLVENTE B POLIMERO SOLUBLE EN EL DISOLVENTE B Y AGUA AGUA EJEMPLO HEPTANO DICLOROMETANO OXIDO DE POLIETILENO AGUA

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3392

SISTEMAS TRIFASICOS DISOLVENTE NO POLAR A DISOLVENTE B POLIMERO SOLUBLE EN EL DISOLVENTE B Y AGUA AGUA EJEMPLO 163 HEPTANO 217 DICLOROMETANO 95 OXIDO DE POLIETILENO 515 AGUA 01 SULFATO DE SODIO-AGUA DISOLVENTE NO POLAR SAL HIDROFOBICA AGUA EJEMPLO ISOOCTANO ALIQUAT 336 (METIL TRIOOCTIL AMONIO UN CATALIZADOR DE TRANSFERENCIA DE FASE) AGUA EJEMPLO CICLOHEXANO BMIM-PF6 (UN LIQUIDO IONICO) AGUA

HUGO TORRENS

3394

Page 11: distribución de cargas y sindepa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/3-FUERZAS-INTERMOLECULARES_18243.pdf23 kJ/mol (unas 15 veces más que la energía de las fuerzas de dispersión de London)

H2O AGUA

MOMENTO DIPOLAR MOLECULAR

2 MOMENTOS DIPOLARES DE ENLACE

3370

HUGO TORRENS

4 MOMENTOS DIPOLARES DE ENLACE

MOMENTO DIPOLAR MOLECULAR

= 0

CF4 TETRAFLUOROMETANO

3372

HUGO TORRENS

NOMBRE FORMULA

BENCENO C6H6 0

PROPANO C3H8 0084

TOLUENO C7H8 0375

TRIMETILAMINA N(C6H5)3 0612

FURANO C4H4O 066

CLOROFORMO CHCl3 102

DICLOROMETANO CH2Cl2 158

ETANOL C2H5OH 169

TETRAHIDROFURANO C4H8O 175

AGUA H20 185

11-DICLOROETANO C2H4Cl2 206

AC TRIFLUOROACETICO CF3COOH 228

ETILENGLICOL C2H6O2 228

FORMALDEHIDO CH2O 2332

ACETONA CH3COCH3 288

NOMBRE FORMULA

NITROMETANO CH3NO2 346

ACETAMIDA C2H5NO 376

DIMETILFORMAMIDA C3H7N0 3820

ACETONITRILO C2H3N 3924

DIMETILSULFOXIDO C2H6OS 396

PROPANONITRILO C3H5N 405

BENZONITRILO C7H5N 418

NITROBENCENO C6H5NO2 422

CIANAMIDA CH2N2 427

GLIOXAL C2H2O2 48

MOMENTOS DIPOLARES (D) DE DISOLVENTES COMUNES

HUGO TORRENS

3332

3344

HUGO TORRENS

ION + -

+ - DIPOLO

+ -

- +

DIPOLO INDUCIDO

DIPOLO INSTANTANEO

FUERZAS DE LONDON

3345

HUGO TORRENS

+ -

DIPOLO INDUCIDO

+

-

+ -

+ - + -

+ -

+ - -

+

+ -

+ -

- +

DIPOLO INSTANTANEO

- +

- +

- +

3345A

HUGO TORRENS

MOLECULA NO POLAR

3346

HUGO TORRENS

INTERACCIONES

+ -

+ -

+ -

+

ION ION

ION DIPOLO -

ION DIPOLO INDUCIDO + -

ION DIPOLO INSTANTANEO + - - +

ION FUERZAS DE LONDON + -

3348

HUGO TORRENS

INTERACCIONES

+ - DIPOLO DIPOLO

DIPOLO INDUCIDO

DIPOLO

DIPOLO INSTANTANEO - +

FUERZAS DE LONDON

+ - DIPOLO + - + -

+ -

+ - + -

+ -

+ -

DIPOLO

3350

HUGO TORRENS

INTERACCIONES

DIPOLO INDUCIDO

DIPOLO INSTANTANEO

FUERZAS DE LONDON

+ - + - - +

-

DIPOLO INDUCIDO + -

+ - -

3352

HUGO TORRENS

INTERACCIONES

FUERZAS DE LONDON

- +

DIPOLO INSTANTANEO - + - +

DIPOLO INSTANTANEO

DIPOLO INSTANTANEO

3353

HUGO TORRENS

INTERACCIONES

FUERZAS DE LONDON

FUERZAS DE LONDON

3354

HUGO TORRENS

PUENTES DE HIDROGENO

R H X Rrsquo

R H O Rrsquo

R H F Rrsquo

R H S Rrsquo

3356

HUGO TORRENS

RESUMEN

+ -

INTERACCION ION-ION MUY FUERTE

Na+---Cl-

H

O

H

+

INTERACCION ION-DIPOLO FUERTE

Na+---OH2

INTERACCION DIPOLO-DIPOLO FUERTE

H2O---H20

3358

HUGO TORRENS

RESUMEN

DEBIL INTERACCION ION-DIPOLO INDUCIDO

Cl----O=O + - -

MUY DEBIL INTERACCION DIPOLO-DIPOLO INDUCIDO

+ - H

O

H

H2O----O=O

3360

HUGO TORRENS

RESUMEN

INTERACCION FUERZAS DE LONDON-FUERZAS DE LONDON

MUY DEBIL

Ne---Ne

O=O---O=O

Dos vistas de la unioacuten de una moleacutecula de agua al grupo carboxilo terminal del Asp 32 superficial del citocromo cacute de Rodopseudomonas El agua se une a traveacutes de la parte positiva de su dipolo (uno de los hidroacutegenos) al oxiacutegeno anioacutenico del aspartato

Puentes de hidroacutegeno

En condiciones oacuteptimas la energiacutea de un enlace de hidroacutegeno puede alcanzar unos 23 kJmol (unas 15 veces maacutes que la energiacutea de las fuerzas de dispersioacuten de London) La fuerza relativamente alta de estos enlaces y su direccionalidad hacen que sean muy importantes en la estructura de las macromoleacuteculas Un ejemplo bien conocido es el emparejamiento de bases en el ADN Por ejemplo en este par GC perteneciente a un dodecaacutemero cuya estructura en disolucioacuten ha sido determinada por RMN lo que permite visualizar los aacutetomos de hidroacutegeno

Puentes de hidroacutegeno

La energiacutea del enlace de hidroacutegeno depende del aacutengulo de enlace es maacutexima cuando los tres aacutetomos (dador-hidroacutegeno-aceptor) estaacuten alineados y disminuye cuando se disponen en aacutengulo Es un enlace muy direccional aunque pequentildeas variaciones de hasta 20ordm no tienen demasiada importancia Por uacuteltimo la energiacutea de un enlace de hidroacutegeno depende de los aceptores y dadores De mayor a menor energiacutea de enlace tenemos las siguientes posibilidades

Puentes de hidroacutegeno

Por definicioacuten una sustancia es hidrofoacutebica si no es miscible con el agua Baacutesicamente la hidrofobicidad ocurre cuando la moleacutecula en cuestioacuten no es capaz de interaccionar con las moleacuteculas de agua ni por interacciones ioacuten-dipolo ni mediante puentes de hidroacutegeno Tal es el caso de los hidrocarburos saturados En esta situacioacuten las moleacuteculas de agua en la vecindad del hidrocarburo se orientan y se asocian formando una estructura parecida al hielo creaacutendose una especie de jaula de moleacuteculas de agua alrededor de la moleacutecula hidrofoacutebica Esta estructura se conoce como clatrato

Interacciones hidrofoacutebicas

Clatrato Modelo de una moleacutecula de ciclohexano (en amarillo no se muestran sus hidroacutegenos) rodeada de moleacuteculas de agua En la imagen de la derecha se han eliminado las moleacuteculas delanteras para poder apreciar la estructura de la jaula y la falta de enlaces entre el ciclohexano y el agua

Una moleacutecula que no pueda interaccionar con el agua incrementa el orden del agua a su alrededor es decir disminuye la entropiacutea del agua Supongamos que tenemos dos moleacuteculas de un hidrocarburo

El sistema agua + hidrocarburo puede estar en dos estados diferentes

Estado 1 Las dos moleacuteculas de hidrocarburo estaacuten separadas y cada una tiene su propia jaula de moleacuteculas de agua ordenadas alrededor

Estado 2 Las dos moleacuteculas de hidrocarburo estaacuten juntas compartiendo una jaula de moleacuteculas de agua comuacuten El nuacutemero total de moleacuteculas de agua que forman el clatrato es menor por lo que parte de las moleacuteculas que estaban fijas estaacute libres en la disolucioacuten (cuente las moleacuteculas)

Simulacioacuten de una bicapa lipiacutedica de fosfatidilcolina en estado fluiacutedo Las moleacuteculas de agua muy desorganizadas pero unidas entre siacute por puentes de hidroacutegeno se encuentran en las dos caras de la bicapa No atraviesan el interior de la membrana altamente hidrofoacutebico En este interior las cadenas de aacutecidos grasos estaacuten estrechamente unidas La estructura es muy dinaacutemica -el interior es praacutecticamente un fluido bidimensional- pero resulta muy estable debido al intenso efecto hidrofoacutebico

EXTREMO HIDROFILICO POLAR

EXTREMO HIDROFILICO POLAR

EXTREMOS HIDROFOBIVOS NO POLARES

HUGO TORRENS

3396

MOMENTOS DIPOLARES (D) PARA MOLECULAS AB2

MOLECULA

CO2 0

CS2 0

HgX2 0

N2O 0166

SCTe 0173

HCP 039

OCS 07124

OCSe 073

FCN 217

ClCN 282

HCN 298

CsOH 75

HUGO TORRENS

3334

MOMENTOS DIPOLARES (D) DE COMPUESTOS DE PLATINO

MOLECULA -cis -trans

PtI2(PEt3)2 82 0

PtBr2(PEt3)2 112 0

PtCl2(PEt3)2 109 0

PtCl2(AsEt3)2 105 0

PtCl2(SbEt3)2 92 0

PtCl2(PBu3)2 115 0

PtCl2(PPr3)2 115 0

PtCl2(PMe3)2 131 0

PtMeCl(PEt3)2 84 340

HUGO TORRENS

3342

3380

HUGO TORRENS

LITIO FLOTANDO EN ACEITE QUE A SU VEZ FLOTA EN AGUA SISTEMA TRIFASICO LIQUIDO-LIQUIDO-SOLIDO

LOS SISTEMAS BIFASICOS LIQUIDOS SON MUY COMUNES Y NORMALMENTE CONSISTEN DE UN DISOLVENTE ORGANICO CON UNA FASE ACUOSA (AGUA Y ACEITE) LAS MULTIFASES LIQUIDAS SON RARAS Y SOLO SE CONOCEN LAS TRI Y TETRAFASICAS QUE SE USAN PARA PROCESOS DE EXTRACCION LIQUIDO-LIQUIDO ES POSIBLE OBTENER SISTEMAS DE MULTIPLES FASES ACOMODANDO CAPAS DE LIQUIDOS NO POLARES Y FASES ACUOSAS DE DENSIDAD DECRECIENTE SIN EMBARGO SI ESTOS SISTEMAS SE AGITAN NO SE SEPARARAN DE NUEVO LAS FASES INICIALES COMO EN LOS SISTEMAS MULTIFASICOS GENUINOS

HUGO TORRENS

3382

ORGANICO NORMAL = 0 1

AGUA 0 2

SISTEMA TRIFASICO

ORGANICO FLUORADO = 0 3

POR EJEMPLO

EN LOS SISTEMAS AGUA + 2-HEPTANONA + CAPROLACTAMA + SULFATO DE AMONIO Y AGUA + BENCENO + CAPROLACTAMA + SULFATO DE AMONIO SE ENCUENTRAN EQUIBRIOS ENTRE TRES FASES LIQUIDAS

HUGO TORRENS

3384

ALGUNAS MACROMOLECULAS SOLUBLES MUESTRAN UN COMPORTAMIENTO PECULIAR EN DISOLUCION PERMITIENDO

OBTENER TRES FASES LIQUIDAS MUTUAMEMENTE INSOLUBLES CON

AGUA-DICLOROMETANO-PERFLUOROMETILCICLOHEXANO

Chem Commun 2005 1034 - 1036

ESTOS POLIMEROS PUEDEN SER USADOS COMO SOPORTES PARA REACTIVOS O CATALIZADORES CUYA PREFERENCIA DE SOLUBILIDAD PUEDE MODULARSE EN PROCESOS DE SEPARACION

2

3

1

HUGO TORRENS

3386

SISTEMAS TETRAFASICOS 1 DISOLVENTE NO POLAR A 2 DISOLVENTE B 3 POLIMERO SOLUBLE EN DISOLVENTE B Y AGUA 4 SAL + AGUA

EJEMPLO 1 109 HEPTANO 2 155 DICLOROMETANO 3 71 OXIDO DE POLIETILENO 4 665 SULFATO DE SODIO (gt 01) EN AGUA

Chem Commun 1998 787 Polymer induced multiphase generation in waterorganic solvent mixtures Strategies towards the design of triphasic and tetraphasic liquid systems US patent application 20050215443 Multiphase aqueous cleansing composition

1

2

3

4

3388

SISTEMAS TRIFASICOS DISOLVENTE NO POLAR MEZCLA ACUOSA BIFASICA POR EJEMPLO USANDO HEXANO HEPTANO CICLOHEXANO O ACEITE MINERAL COMO EL DISOLVENTE NO POLAR DISOLVENTE POLAR AGUA +SAL

EJEMPLO 100 ml ACEITE MINERAL 100 ml ISOPROPANOL 75 ml AGUA 35 g CLORURO DE CALCIO

DISOLVENTE NO POLAR POLIMERO A SOLUBLE EN AGUA POLIMERO B SOLUBLE EN AGUA AGUA

EJEMPLO HEXANO OXIDO DE POLIETILENO-AGUA DEXTRAN-AGUA

HUGO TORRENS

3390

SISTEMAS TRIFASICOS DISOLVENTE NO POLAR POLIMERO SOLUBLE EN AGUA AGUA+SAL EJEMPLO HEXANO OXIDO DE POLIETILENO-AGUA SULFATO DE SODIO-AGUA

DISOLVENTE NO POLAR A DISOLVENTE B POLIMERO SOLUBLE EN EL DISOLVENTE B Y AGUA AGUA EJEMPLO HEPTANO DICLOROMETANO OXIDO DE POLIETILENO AGUA

HUGO TORRENS

3392

SISTEMAS TRIFASICOS DISOLVENTE NO POLAR A DISOLVENTE B POLIMERO SOLUBLE EN EL DISOLVENTE B Y AGUA AGUA EJEMPLO 163 HEPTANO 217 DICLOROMETANO 95 OXIDO DE POLIETILENO 515 AGUA 01 SULFATO DE SODIO-AGUA DISOLVENTE NO POLAR SAL HIDROFOBICA AGUA EJEMPLO ISOOCTANO ALIQUAT 336 (METIL TRIOOCTIL AMONIO UN CATALIZADOR DE TRANSFERENCIA DE FASE) AGUA EJEMPLO CICLOHEXANO BMIM-PF6 (UN LIQUIDO IONICO) AGUA

HUGO TORRENS

3394

Page 12: distribución de cargas y sindepa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/3-FUERZAS-INTERMOLECULARES_18243.pdf23 kJ/mol (unas 15 veces más que la energía de las fuerzas de dispersión de London)

4 MOMENTOS DIPOLARES DE ENLACE

MOMENTO DIPOLAR MOLECULAR

= 0

CF4 TETRAFLUOROMETANO

3372

HUGO TORRENS

NOMBRE FORMULA

BENCENO C6H6 0

PROPANO C3H8 0084

TOLUENO C7H8 0375

TRIMETILAMINA N(C6H5)3 0612

FURANO C4H4O 066

CLOROFORMO CHCl3 102

DICLOROMETANO CH2Cl2 158

ETANOL C2H5OH 169

TETRAHIDROFURANO C4H8O 175

AGUA H20 185

11-DICLOROETANO C2H4Cl2 206

AC TRIFLUOROACETICO CF3COOH 228

ETILENGLICOL C2H6O2 228

FORMALDEHIDO CH2O 2332

ACETONA CH3COCH3 288

NOMBRE FORMULA

NITROMETANO CH3NO2 346

ACETAMIDA C2H5NO 376

DIMETILFORMAMIDA C3H7N0 3820

ACETONITRILO C2H3N 3924

DIMETILSULFOXIDO C2H6OS 396

PROPANONITRILO C3H5N 405

BENZONITRILO C7H5N 418

NITROBENCENO C6H5NO2 422

CIANAMIDA CH2N2 427

GLIOXAL C2H2O2 48

MOMENTOS DIPOLARES (D) DE DISOLVENTES COMUNES

HUGO TORRENS

3332

3344

HUGO TORRENS

ION + -

+ - DIPOLO

+ -

- +

DIPOLO INDUCIDO

DIPOLO INSTANTANEO

FUERZAS DE LONDON

3345

HUGO TORRENS

+ -

DIPOLO INDUCIDO

+

-

+ -

+ - + -

+ -

+ - -

+

+ -

+ -

- +

DIPOLO INSTANTANEO

- +

- +

- +

3345A

HUGO TORRENS

MOLECULA NO POLAR

3346

HUGO TORRENS

INTERACCIONES

+ -

+ -

+ -

+

ION ION

ION DIPOLO -

ION DIPOLO INDUCIDO + -

ION DIPOLO INSTANTANEO + - - +

ION FUERZAS DE LONDON + -

3348

HUGO TORRENS

INTERACCIONES

+ - DIPOLO DIPOLO

DIPOLO INDUCIDO

DIPOLO

DIPOLO INSTANTANEO - +

FUERZAS DE LONDON

+ - DIPOLO + - + -

+ -

+ - + -

+ -

+ -

DIPOLO

3350

HUGO TORRENS

INTERACCIONES

DIPOLO INDUCIDO

DIPOLO INSTANTANEO

FUERZAS DE LONDON

+ - + - - +

-

DIPOLO INDUCIDO + -

+ - -

3352

HUGO TORRENS

INTERACCIONES

FUERZAS DE LONDON

- +

DIPOLO INSTANTANEO - + - +

DIPOLO INSTANTANEO

DIPOLO INSTANTANEO

3353

HUGO TORRENS

INTERACCIONES

FUERZAS DE LONDON

FUERZAS DE LONDON

3354

HUGO TORRENS

PUENTES DE HIDROGENO

R H X Rrsquo

R H O Rrsquo

R H F Rrsquo

R H S Rrsquo

3356

HUGO TORRENS

RESUMEN

+ -

INTERACCION ION-ION MUY FUERTE

Na+---Cl-

H

O

H

+

INTERACCION ION-DIPOLO FUERTE

Na+---OH2

INTERACCION DIPOLO-DIPOLO FUERTE

H2O---H20

3358

HUGO TORRENS

RESUMEN

DEBIL INTERACCION ION-DIPOLO INDUCIDO

Cl----O=O + - -

MUY DEBIL INTERACCION DIPOLO-DIPOLO INDUCIDO

+ - H

O

H

H2O----O=O

3360

HUGO TORRENS

RESUMEN

INTERACCION FUERZAS DE LONDON-FUERZAS DE LONDON

MUY DEBIL

Ne---Ne

O=O---O=O

Dos vistas de la unioacuten de una moleacutecula de agua al grupo carboxilo terminal del Asp 32 superficial del citocromo cacute de Rodopseudomonas El agua se une a traveacutes de la parte positiva de su dipolo (uno de los hidroacutegenos) al oxiacutegeno anioacutenico del aspartato

Puentes de hidroacutegeno

En condiciones oacuteptimas la energiacutea de un enlace de hidroacutegeno puede alcanzar unos 23 kJmol (unas 15 veces maacutes que la energiacutea de las fuerzas de dispersioacuten de London) La fuerza relativamente alta de estos enlaces y su direccionalidad hacen que sean muy importantes en la estructura de las macromoleacuteculas Un ejemplo bien conocido es el emparejamiento de bases en el ADN Por ejemplo en este par GC perteneciente a un dodecaacutemero cuya estructura en disolucioacuten ha sido determinada por RMN lo que permite visualizar los aacutetomos de hidroacutegeno

Puentes de hidroacutegeno

La energiacutea del enlace de hidroacutegeno depende del aacutengulo de enlace es maacutexima cuando los tres aacutetomos (dador-hidroacutegeno-aceptor) estaacuten alineados y disminuye cuando se disponen en aacutengulo Es un enlace muy direccional aunque pequentildeas variaciones de hasta 20ordm no tienen demasiada importancia Por uacuteltimo la energiacutea de un enlace de hidroacutegeno depende de los aceptores y dadores De mayor a menor energiacutea de enlace tenemos las siguientes posibilidades

Puentes de hidroacutegeno

Por definicioacuten una sustancia es hidrofoacutebica si no es miscible con el agua Baacutesicamente la hidrofobicidad ocurre cuando la moleacutecula en cuestioacuten no es capaz de interaccionar con las moleacuteculas de agua ni por interacciones ioacuten-dipolo ni mediante puentes de hidroacutegeno Tal es el caso de los hidrocarburos saturados En esta situacioacuten las moleacuteculas de agua en la vecindad del hidrocarburo se orientan y se asocian formando una estructura parecida al hielo creaacutendose una especie de jaula de moleacuteculas de agua alrededor de la moleacutecula hidrofoacutebica Esta estructura se conoce como clatrato

Interacciones hidrofoacutebicas

Clatrato Modelo de una moleacutecula de ciclohexano (en amarillo no se muestran sus hidroacutegenos) rodeada de moleacuteculas de agua En la imagen de la derecha se han eliminado las moleacuteculas delanteras para poder apreciar la estructura de la jaula y la falta de enlaces entre el ciclohexano y el agua

Una moleacutecula que no pueda interaccionar con el agua incrementa el orden del agua a su alrededor es decir disminuye la entropiacutea del agua Supongamos que tenemos dos moleacuteculas de un hidrocarburo

El sistema agua + hidrocarburo puede estar en dos estados diferentes

Estado 1 Las dos moleacuteculas de hidrocarburo estaacuten separadas y cada una tiene su propia jaula de moleacuteculas de agua ordenadas alrededor

Estado 2 Las dos moleacuteculas de hidrocarburo estaacuten juntas compartiendo una jaula de moleacuteculas de agua comuacuten El nuacutemero total de moleacuteculas de agua que forman el clatrato es menor por lo que parte de las moleacuteculas que estaban fijas estaacute libres en la disolucioacuten (cuente las moleacuteculas)

Simulacioacuten de una bicapa lipiacutedica de fosfatidilcolina en estado fluiacutedo Las moleacuteculas de agua muy desorganizadas pero unidas entre siacute por puentes de hidroacutegeno se encuentran en las dos caras de la bicapa No atraviesan el interior de la membrana altamente hidrofoacutebico En este interior las cadenas de aacutecidos grasos estaacuten estrechamente unidas La estructura es muy dinaacutemica -el interior es praacutecticamente un fluido bidimensional- pero resulta muy estable debido al intenso efecto hidrofoacutebico

EXTREMO HIDROFILICO POLAR

EXTREMO HIDROFILICO POLAR

EXTREMOS HIDROFOBIVOS NO POLARES

HUGO TORRENS

3396

MOMENTOS DIPOLARES (D) PARA MOLECULAS AB2

MOLECULA

CO2 0

CS2 0

HgX2 0

N2O 0166

SCTe 0173

HCP 039

OCS 07124

OCSe 073

FCN 217

ClCN 282

HCN 298

CsOH 75

HUGO TORRENS

3334

MOMENTOS DIPOLARES (D) DE COMPUESTOS DE PLATINO

MOLECULA -cis -trans

PtI2(PEt3)2 82 0

PtBr2(PEt3)2 112 0

PtCl2(PEt3)2 109 0

PtCl2(AsEt3)2 105 0

PtCl2(SbEt3)2 92 0

PtCl2(PBu3)2 115 0

PtCl2(PPr3)2 115 0

PtCl2(PMe3)2 131 0

PtMeCl(PEt3)2 84 340

HUGO TORRENS

3342

3380

HUGO TORRENS

LITIO FLOTANDO EN ACEITE QUE A SU VEZ FLOTA EN AGUA SISTEMA TRIFASICO LIQUIDO-LIQUIDO-SOLIDO

LOS SISTEMAS BIFASICOS LIQUIDOS SON MUY COMUNES Y NORMALMENTE CONSISTEN DE UN DISOLVENTE ORGANICO CON UNA FASE ACUOSA (AGUA Y ACEITE) LAS MULTIFASES LIQUIDAS SON RARAS Y SOLO SE CONOCEN LAS TRI Y TETRAFASICAS QUE SE USAN PARA PROCESOS DE EXTRACCION LIQUIDO-LIQUIDO ES POSIBLE OBTENER SISTEMAS DE MULTIPLES FASES ACOMODANDO CAPAS DE LIQUIDOS NO POLARES Y FASES ACUOSAS DE DENSIDAD DECRECIENTE SIN EMBARGO SI ESTOS SISTEMAS SE AGITAN NO SE SEPARARAN DE NUEVO LAS FASES INICIALES COMO EN LOS SISTEMAS MULTIFASICOS GENUINOS

HUGO TORRENS

3382

ORGANICO NORMAL = 0 1

AGUA 0 2

SISTEMA TRIFASICO

ORGANICO FLUORADO = 0 3

POR EJEMPLO

EN LOS SISTEMAS AGUA + 2-HEPTANONA + CAPROLACTAMA + SULFATO DE AMONIO Y AGUA + BENCENO + CAPROLACTAMA + SULFATO DE AMONIO SE ENCUENTRAN EQUIBRIOS ENTRE TRES FASES LIQUIDAS

HUGO TORRENS

3384

ALGUNAS MACROMOLECULAS SOLUBLES MUESTRAN UN COMPORTAMIENTO PECULIAR EN DISOLUCION PERMITIENDO

OBTENER TRES FASES LIQUIDAS MUTUAMEMENTE INSOLUBLES CON

AGUA-DICLOROMETANO-PERFLUOROMETILCICLOHEXANO

Chem Commun 2005 1034 - 1036

ESTOS POLIMEROS PUEDEN SER USADOS COMO SOPORTES PARA REACTIVOS O CATALIZADORES CUYA PREFERENCIA DE SOLUBILIDAD PUEDE MODULARSE EN PROCESOS DE SEPARACION

2

3

1

HUGO TORRENS

3386

SISTEMAS TETRAFASICOS 1 DISOLVENTE NO POLAR A 2 DISOLVENTE B 3 POLIMERO SOLUBLE EN DISOLVENTE B Y AGUA 4 SAL + AGUA

EJEMPLO 1 109 HEPTANO 2 155 DICLOROMETANO 3 71 OXIDO DE POLIETILENO 4 665 SULFATO DE SODIO (gt 01) EN AGUA

Chem Commun 1998 787 Polymer induced multiphase generation in waterorganic solvent mixtures Strategies towards the design of triphasic and tetraphasic liquid systems US patent application 20050215443 Multiphase aqueous cleansing composition

1

2

3

4

3388

SISTEMAS TRIFASICOS DISOLVENTE NO POLAR MEZCLA ACUOSA BIFASICA POR EJEMPLO USANDO HEXANO HEPTANO CICLOHEXANO O ACEITE MINERAL COMO EL DISOLVENTE NO POLAR DISOLVENTE POLAR AGUA +SAL

EJEMPLO 100 ml ACEITE MINERAL 100 ml ISOPROPANOL 75 ml AGUA 35 g CLORURO DE CALCIO

DISOLVENTE NO POLAR POLIMERO A SOLUBLE EN AGUA POLIMERO B SOLUBLE EN AGUA AGUA

EJEMPLO HEXANO OXIDO DE POLIETILENO-AGUA DEXTRAN-AGUA

HUGO TORRENS

3390

SISTEMAS TRIFASICOS DISOLVENTE NO POLAR POLIMERO SOLUBLE EN AGUA AGUA+SAL EJEMPLO HEXANO OXIDO DE POLIETILENO-AGUA SULFATO DE SODIO-AGUA

DISOLVENTE NO POLAR A DISOLVENTE B POLIMERO SOLUBLE EN EL DISOLVENTE B Y AGUA AGUA EJEMPLO HEPTANO DICLOROMETANO OXIDO DE POLIETILENO AGUA

HUGO TORRENS

3392

SISTEMAS TRIFASICOS DISOLVENTE NO POLAR A DISOLVENTE B POLIMERO SOLUBLE EN EL DISOLVENTE B Y AGUA AGUA EJEMPLO 163 HEPTANO 217 DICLOROMETANO 95 OXIDO DE POLIETILENO 515 AGUA 01 SULFATO DE SODIO-AGUA DISOLVENTE NO POLAR SAL HIDROFOBICA AGUA EJEMPLO ISOOCTANO ALIQUAT 336 (METIL TRIOOCTIL AMONIO UN CATALIZADOR DE TRANSFERENCIA DE FASE) AGUA EJEMPLO CICLOHEXANO BMIM-PF6 (UN LIQUIDO IONICO) AGUA

HUGO TORRENS

3394

Page 13: distribución de cargas y sindepa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/3-FUERZAS-INTERMOLECULARES_18243.pdf23 kJ/mol (unas 15 veces más que la energía de las fuerzas de dispersión de London)

NOMBRE FORMULA

BENCENO C6H6 0

PROPANO C3H8 0084

TOLUENO C7H8 0375

TRIMETILAMINA N(C6H5)3 0612

FURANO C4H4O 066

CLOROFORMO CHCl3 102

DICLOROMETANO CH2Cl2 158

ETANOL C2H5OH 169

TETRAHIDROFURANO C4H8O 175

AGUA H20 185

11-DICLOROETANO C2H4Cl2 206

AC TRIFLUOROACETICO CF3COOH 228

ETILENGLICOL C2H6O2 228

FORMALDEHIDO CH2O 2332

ACETONA CH3COCH3 288

NOMBRE FORMULA

NITROMETANO CH3NO2 346

ACETAMIDA C2H5NO 376

DIMETILFORMAMIDA C3H7N0 3820

ACETONITRILO C2H3N 3924

DIMETILSULFOXIDO C2H6OS 396

PROPANONITRILO C3H5N 405

BENZONITRILO C7H5N 418

NITROBENCENO C6H5NO2 422

CIANAMIDA CH2N2 427

GLIOXAL C2H2O2 48

MOMENTOS DIPOLARES (D) DE DISOLVENTES COMUNES

HUGO TORRENS

3332

3344

HUGO TORRENS

ION + -

+ - DIPOLO

+ -

- +

DIPOLO INDUCIDO

DIPOLO INSTANTANEO

FUERZAS DE LONDON

3345

HUGO TORRENS

+ -

DIPOLO INDUCIDO

+

-

+ -

+ - + -

+ -

+ - -

+

+ -

+ -

- +

DIPOLO INSTANTANEO

- +

- +

- +

3345A

HUGO TORRENS

MOLECULA NO POLAR

3346

HUGO TORRENS

INTERACCIONES

+ -

+ -

+ -

+

ION ION

ION DIPOLO -

ION DIPOLO INDUCIDO + -

ION DIPOLO INSTANTANEO + - - +

ION FUERZAS DE LONDON + -

3348

HUGO TORRENS

INTERACCIONES

+ - DIPOLO DIPOLO

DIPOLO INDUCIDO

DIPOLO

DIPOLO INSTANTANEO - +

FUERZAS DE LONDON

+ - DIPOLO + - + -

+ -

+ - + -

+ -

+ -

DIPOLO

3350

HUGO TORRENS

INTERACCIONES

DIPOLO INDUCIDO

DIPOLO INSTANTANEO

FUERZAS DE LONDON

+ - + - - +

-

DIPOLO INDUCIDO + -

+ - -

3352

HUGO TORRENS

INTERACCIONES

FUERZAS DE LONDON

- +

DIPOLO INSTANTANEO - + - +

DIPOLO INSTANTANEO

DIPOLO INSTANTANEO

3353

HUGO TORRENS

INTERACCIONES

FUERZAS DE LONDON

FUERZAS DE LONDON

3354

HUGO TORRENS

PUENTES DE HIDROGENO

R H X Rrsquo

R H O Rrsquo

R H F Rrsquo

R H S Rrsquo

3356

HUGO TORRENS

RESUMEN

+ -

INTERACCION ION-ION MUY FUERTE

Na+---Cl-

H

O

H

+

INTERACCION ION-DIPOLO FUERTE

Na+---OH2

INTERACCION DIPOLO-DIPOLO FUERTE

H2O---H20

3358

HUGO TORRENS

RESUMEN

DEBIL INTERACCION ION-DIPOLO INDUCIDO

Cl----O=O + - -

MUY DEBIL INTERACCION DIPOLO-DIPOLO INDUCIDO

+ - H

O

H

H2O----O=O

3360

HUGO TORRENS

RESUMEN

INTERACCION FUERZAS DE LONDON-FUERZAS DE LONDON

MUY DEBIL

Ne---Ne

O=O---O=O

Dos vistas de la unioacuten de una moleacutecula de agua al grupo carboxilo terminal del Asp 32 superficial del citocromo cacute de Rodopseudomonas El agua se une a traveacutes de la parte positiva de su dipolo (uno de los hidroacutegenos) al oxiacutegeno anioacutenico del aspartato

Puentes de hidroacutegeno

En condiciones oacuteptimas la energiacutea de un enlace de hidroacutegeno puede alcanzar unos 23 kJmol (unas 15 veces maacutes que la energiacutea de las fuerzas de dispersioacuten de London) La fuerza relativamente alta de estos enlaces y su direccionalidad hacen que sean muy importantes en la estructura de las macromoleacuteculas Un ejemplo bien conocido es el emparejamiento de bases en el ADN Por ejemplo en este par GC perteneciente a un dodecaacutemero cuya estructura en disolucioacuten ha sido determinada por RMN lo que permite visualizar los aacutetomos de hidroacutegeno

Puentes de hidroacutegeno

La energiacutea del enlace de hidroacutegeno depende del aacutengulo de enlace es maacutexima cuando los tres aacutetomos (dador-hidroacutegeno-aceptor) estaacuten alineados y disminuye cuando se disponen en aacutengulo Es un enlace muy direccional aunque pequentildeas variaciones de hasta 20ordm no tienen demasiada importancia Por uacuteltimo la energiacutea de un enlace de hidroacutegeno depende de los aceptores y dadores De mayor a menor energiacutea de enlace tenemos las siguientes posibilidades

Puentes de hidroacutegeno

Por definicioacuten una sustancia es hidrofoacutebica si no es miscible con el agua Baacutesicamente la hidrofobicidad ocurre cuando la moleacutecula en cuestioacuten no es capaz de interaccionar con las moleacuteculas de agua ni por interacciones ioacuten-dipolo ni mediante puentes de hidroacutegeno Tal es el caso de los hidrocarburos saturados En esta situacioacuten las moleacuteculas de agua en la vecindad del hidrocarburo se orientan y se asocian formando una estructura parecida al hielo creaacutendose una especie de jaula de moleacuteculas de agua alrededor de la moleacutecula hidrofoacutebica Esta estructura se conoce como clatrato

Interacciones hidrofoacutebicas

Clatrato Modelo de una moleacutecula de ciclohexano (en amarillo no se muestran sus hidroacutegenos) rodeada de moleacuteculas de agua En la imagen de la derecha se han eliminado las moleacuteculas delanteras para poder apreciar la estructura de la jaula y la falta de enlaces entre el ciclohexano y el agua

Una moleacutecula que no pueda interaccionar con el agua incrementa el orden del agua a su alrededor es decir disminuye la entropiacutea del agua Supongamos que tenemos dos moleacuteculas de un hidrocarburo

El sistema agua + hidrocarburo puede estar en dos estados diferentes

Estado 1 Las dos moleacuteculas de hidrocarburo estaacuten separadas y cada una tiene su propia jaula de moleacuteculas de agua ordenadas alrededor

Estado 2 Las dos moleacuteculas de hidrocarburo estaacuten juntas compartiendo una jaula de moleacuteculas de agua comuacuten El nuacutemero total de moleacuteculas de agua que forman el clatrato es menor por lo que parte de las moleacuteculas que estaban fijas estaacute libres en la disolucioacuten (cuente las moleacuteculas)

Simulacioacuten de una bicapa lipiacutedica de fosfatidilcolina en estado fluiacutedo Las moleacuteculas de agua muy desorganizadas pero unidas entre siacute por puentes de hidroacutegeno se encuentran en las dos caras de la bicapa No atraviesan el interior de la membrana altamente hidrofoacutebico En este interior las cadenas de aacutecidos grasos estaacuten estrechamente unidas La estructura es muy dinaacutemica -el interior es praacutecticamente un fluido bidimensional- pero resulta muy estable debido al intenso efecto hidrofoacutebico

EXTREMO HIDROFILICO POLAR

EXTREMO HIDROFILICO POLAR

EXTREMOS HIDROFOBIVOS NO POLARES

HUGO TORRENS

3396

MOMENTOS DIPOLARES (D) PARA MOLECULAS AB2

MOLECULA

CO2 0

CS2 0

HgX2 0

N2O 0166

SCTe 0173

HCP 039

OCS 07124

OCSe 073

FCN 217

ClCN 282

HCN 298

CsOH 75

HUGO TORRENS

3334

MOMENTOS DIPOLARES (D) DE COMPUESTOS DE PLATINO

MOLECULA -cis -trans

PtI2(PEt3)2 82 0

PtBr2(PEt3)2 112 0

PtCl2(PEt3)2 109 0

PtCl2(AsEt3)2 105 0

PtCl2(SbEt3)2 92 0

PtCl2(PBu3)2 115 0

PtCl2(PPr3)2 115 0

PtCl2(PMe3)2 131 0

PtMeCl(PEt3)2 84 340

HUGO TORRENS

3342

3380

HUGO TORRENS

LITIO FLOTANDO EN ACEITE QUE A SU VEZ FLOTA EN AGUA SISTEMA TRIFASICO LIQUIDO-LIQUIDO-SOLIDO

LOS SISTEMAS BIFASICOS LIQUIDOS SON MUY COMUNES Y NORMALMENTE CONSISTEN DE UN DISOLVENTE ORGANICO CON UNA FASE ACUOSA (AGUA Y ACEITE) LAS MULTIFASES LIQUIDAS SON RARAS Y SOLO SE CONOCEN LAS TRI Y TETRAFASICAS QUE SE USAN PARA PROCESOS DE EXTRACCION LIQUIDO-LIQUIDO ES POSIBLE OBTENER SISTEMAS DE MULTIPLES FASES ACOMODANDO CAPAS DE LIQUIDOS NO POLARES Y FASES ACUOSAS DE DENSIDAD DECRECIENTE SIN EMBARGO SI ESTOS SISTEMAS SE AGITAN NO SE SEPARARAN DE NUEVO LAS FASES INICIALES COMO EN LOS SISTEMAS MULTIFASICOS GENUINOS

HUGO TORRENS

3382

ORGANICO NORMAL = 0 1

AGUA 0 2

SISTEMA TRIFASICO

ORGANICO FLUORADO = 0 3

POR EJEMPLO

EN LOS SISTEMAS AGUA + 2-HEPTANONA + CAPROLACTAMA + SULFATO DE AMONIO Y AGUA + BENCENO + CAPROLACTAMA + SULFATO DE AMONIO SE ENCUENTRAN EQUIBRIOS ENTRE TRES FASES LIQUIDAS

HUGO TORRENS

3384

ALGUNAS MACROMOLECULAS SOLUBLES MUESTRAN UN COMPORTAMIENTO PECULIAR EN DISOLUCION PERMITIENDO

OBTENER TRES FASES LIQUIDAS MUTUAMEMENTE INSOLUBLES CON

AGUA-DICLOROMETANO-PERFLUOROMETILCICLOHEXANO

Chem Commun 2005 1034 - 1036

ESTOS POLIMEROS PUEDEN SER USADOS COMO SOPORTES PARA REACTIVOS O CATALIZADORES CUYA PREFERENCIA DE SOLUBILIDAD PUEDE MODULARSE EN PROCESOS DE SEPARACION

2

3

1

HUGO TORRENS

3386

SISTEMAS TETRAFASICOS 1 DISOLVENTE NO POLAR A 2 DISOLVENTE B 3 POLIMERO SOLUBLE EN DISOLVENTE B Y AGUA 4 SAL + AGUA

EJEMPLO 1 109 HEPTANO 2 155 DICLOROMETANO 3 71 OXIDO DE POLIETILENO 4 665 SULFATO DE SODIO (gt 01) EN AGUA

Chem Commun 1998 787 Polymer induced multiphase generation in waterorganic solvent mixtures Strategies towards the design of triphasic and tetraphasic liquid systems US patent application 20050215443 Multiphase aqueous cleansing composition

1

2

3

4

3388

SISTEMAS TRIFASICOS DISOLVENTE NO POLAR MEZCLA ACUOSA BIFASICA POR EJEMPLO USANDO HEXANO HEPTANO CICLOHEXANO O ACEITE MINERAL COMO EL DISOLVENTE NO POLAR DISOLVENTE POLAR AGUA +SAL

EJEMPLO 100 ml ACEITE MINERAL 100 ml ISOPROPANOL 75 ml AGUA 35 g CLORURO DE CALCIO

DISOLVENTE NO POLAR POLIMERO A SOLUBLE EN AGUA POLIMERO B SOLUBLE EN AGUA AGUA

EJEMPLO HEXANO OXIDO DE POLIETILENO-AGUA DEXTRAN-AGUA

HUGO TORRENS

3390

SISTEMAS TRIFASICOS DISOLVENTE NO POLAR POLIMERO SOLUBLE EN AGUA AGUA+SAL EJEMPLO HEXANO OXIDO DE POLIETILENO-AGUA SULFATO DE SODIO-AGUA

DISOLVENTE NO POLAR A DISOLVENTE B POLIMERO SOLUBLE EN EL DISOLVENTE B Y AGUA AGUA EJEMPLO HEPTANO DICLOROMETANO OXIDO DE POLIETILENO AGUA

HUGO TORRENS

3392

SISTEMAS TRIFASICOS DISOLVENTE NO POLAR A DISOLVENTE B POLIMERO SOLUBLE EN EL DISOLVENTE B Y AGUA AGUA EJEMPLO 163 HEPTANO 217 DICLOROMETANO 95 OXIDO DE POLIETILENO 515 AGUA 01 SULFATO DE SODIO-AGUA DISOLVENTE NO POLAR SAL HIDROFOBICA AGUA EJEMPLO ISOOCTANO ALIQUAT 336 (METIL TRIOOCTIL AMONIO UN CATALIZADOR DE TRANSFERENCIA DE FASE) AGUA EJEMPLO CICLOHEXANO BMIM-PF6 (UN LIQUIDO IONICO) AGUA

HUGO TORRENS

3394

Page 14: distribución de cargas y sindepa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/3-FUERZAS-INTERMOLECULARES_18243.pdf23 kJ/mol (unas 15 veces más que la energía de las fuerzas de dispersión de London)

3344

HUGO TORRENS

ION + -

+ - DIPOLO

+ -

- +

DIPOLO INDUCIDO

DIPOLO INSTANTANEO

FUERZAS DE LONDON

3345

HUGO TORRENS

+ -

DIPOLO INDUCIDO

+

-

+ -

+ - + -

+ -

+ - -

+

+ -

+ -

- +

DIPOLO INSTANTANEO

- +

- +

- +

3345A

HUGO TORRENS

MOLECULA NO POLAR

3346

HUGO TORRENS

INTERACCIONES

+ -

+ -

+ -

+

ION ION

ION DIPOLO -

ION DIPOLO INDUCIDO + -

ION DIPOLO INSTANTANEO + - - +

ION FUERZAS DE LONDON + -

3348

HUGO TORRENS

INTERACCIONES

+ - DIPOLO DIPOLO

DIPOLO INDUCIDO

DIPOLO

DIPOLO INSTANTANEO - +

FUERZAS DE LONDON

+ - DIPOLO + - + -

+ -

+ - + -

+ -

+ -

DIPOLO

3350

HUGO TORRENS

INTERACCIONES

DIPOLO INDUCIDO

DIPOLO INSTANTANEO

FUERZAS DE LONDON

+ - + - - +

-

DIPOLO INDUCIDO + -

+ - -

3352

HUGO TORRENS

INTERACCIONES

FUERZAS DE LONDON

- +

DIPOLO INSTANTANEO - + - +

DIPOLO INSTANTANEO

DIPOLO INSTANTANEO

3353

HUGO TORRENS

INTERACCIONES

FUERZAS DE LONDON

FUERZAS DE LONDON

3354

HUGO TORRENS

PUENTES DE HIDROGENO

R H X Rrsquo

R H O Rrsquo

R H F Rrsquo

R H S Rrsquo

3356

HUGO TORRENS

RESUMEN

+ -

INTERACCION ION-ION MUY FUERTE

Na+---Cl-

H

O

H

+

INTERACCION ION-DIPOLO FUERTE

Na+---OH2

INTERACCION DIPOLO-DIPOLO FUERTE

H2O---H20

3358

HUGO TORRENS

RESUMEN

DEBIL INTERACCION ION-DIPOLO INDUCIDO

Cl----O=O + - -

MUY DEBIL INTERACCION DIPOLO-DIPOLO INDUCIDO

+ - H

O

H

H2O----O=O

3360

HUGO TORRENS

RESUMEN

INTERACCION FUERZAS DE LONDON-FUERZAS DE LONDON

MUY DEBIL

Ne---Ne

O=O---O=O

Dos vistas de la unioacuten de una moleacutecula de agua al grupo carboxilo terminal del Asp 32 superficial del citocromo cacute de Rodopseudomonas El agua se une a traveacutes de la parte positiva de su dipolo (uno de los hidroacutegenos) al oxiacutegeno anioacutenico del aspartato

Puentes de hidroacutegeno

En condiciones oacuteptimas la energiacutea de un enlace de hidroacutegeno puede alcanzar unos 23 kJmol (unas 15 veces maacutes que la energiacutea de las fuerzas de dispersioacuten de London) La fuerza relativamente alta de estos enlaces y su direccionalidad hacen que sean muy importantes en la estructura de las macromoleacuteculas Un ejemplo bien conocido es el emparejamiento de bases en el ADN Por ejemplo en este par GC perteneciente a un dodecaacutemero cuya estructura en disolucioacuten ha sido determinada por RMN lo que permite visualizar los aacutetomos de hidroacutegeno

Puentes de hidroacutegeno

La energiacutea del enlace de hidroacutegeno depende del aacutengulo de enlace es maacutexima cuando los tres aacutetomos (dador-hidroacutegeno-aceptor) estaacuten alineados y disminuye cuando se disponen en aacutengulo Es un enlace muy direccional aunque pequentildeas variaciones de hasta 20ordm no tienen demasiada importancia Por uacuteltimo la energiacutea de un enlace de hidroacutegeno depende de los aceptores y dadores De mayor a menor energiacutea de enlace tenemos las siguientes posibilidades

Puentes de hidroacutegeno

Por definicioacuten una sustancia es hidrofoacutebica si no es miscible con el agua Baacutesicamente la hidrofobicidad ocurre cuando la moleacutecula en cuestioacuten no es capaz de interaccionar con las moleacuteculas de agua ni por interacciones ioacuten-dipolo ni mediante puentes de hidroacutegeno Tal es el caso de los hidrocarburos saturados En esta situacioacuten las moleacuteculas de agua en la vecindad del hidrocarburo se orientan y se asocian formando una estructura parecida al hielo creaacutendose una especie de jaula de moleacuteculas de agua alrededor de la moleacutecula hidrofoacutebica Esta estructura se conoce como clatrato

Interacciones hidrofoacutebicas

Clatrato Modelo de una moleacutecula de ciclohexano (en amarillo no se muestran sus hidroacutegenos) rodeada de moleacuteculas de agua En la imagen de la derecha se han eliminado las moleacuteculas delanteras para poder apreciar la estructura de la jaula y la falta de enlaces entre el ciclohexano y el agua

Una moleacutecula que no pueda interaccionar con el agua incrementa el orden del agua a su alrededor es decir disminuye la entropiacutea del agua Supongamos que tenemos dos moleacuteculas de un hidrocarburo

El sistema agua + hidrocarburo puede estar en dos estados diferentes

Estado 1 Las dos moleacuteculas de hidrocarburo estaacuten separadas y cada una tiene su propia jaula de moleacuteculas de agua ordenadas alrededor

Estado 2 Las dos moleacuteculas de hidrocarburo estaacuten juntas compartiendo una jaula de moleacuteculas de agua comuacuten El nuacutemero total de moleacuteculas de agua que forman el clatrato es menor por lo que parte de las moleacuteculas que estaban fijas estaacute libres en la disolucioacuten (cuente las moleacuteculas)

Simulacioacuten de una bicapa lipiacutedica de fosfatidilcolina en estado fluiacutedo Las moleacuteculas de agua muy desorganizadas pero unidas entre siacute por puentes de hidroacutegeno se encuentran en las dos caras de la bicapa No atraviesan el interior de la membrana altamente hidrofoacutebico En este interior las cadenas de aacutecidos grasos estaacuten estrechamente unidas La estructura es muy dinaacutemica -el interior es praacutecticamente un fluido bidimensional- pero resulta muy estable debido al intenso efecto hidrofoacutebico

EXTREMO HIDROFILICO POLAR

EXTREMO HIDROFILICO POLAR

EXTREMOS HIDROFOBIVOS NO POLARES

HUGO TORRENS

3396

MOMENTOS DIPOLARES (D) PARA MOLECULAS AB2

MOLECULA

CO2 0

CS2 0

HgX2 0

N2O 0166

SCTe 0173

HCP 039

OCS 07124

OCSe 073

FCN 217

ClCN 282

HCN 298

CsOH 75

HUGO TORRENS

3334

MOMENTOS DIPOLARES (D) DE COMPUESTOS DE PLATINO

MOLECULA -cis -trans

PtI2(PEt3)2 82 0

PtBr2(PEt3)2 112 0

PtCl2(PEt3)2 109 0

PtCl2(AsEt3)2 105 0

PtCl2(SbEt3)2 92 0

PtCl2(PBu3)2 115 0

PtCl2(PPr3)2 115 0

PtCl2(PMe3)2 131 0

PtMeCl(PEt3)2 84 340

HUGO TORRENS

3342

3380

HUGO TORRENS

LITIO FLOTANDO EN ACEITE QUE A SU VEZ FLOTA EN AGUA SISTEMA TRIFASICO LIQUIDO-LIQUIDO-SOLIDO

LOS SISTEMAS BIFASICOS LIQUIDOS SON MUY COMUNES Y NORMALMENTE CONSISTEN DE UN DISOLVENTE ORGANICO CON UNA FASE ACUOSA (AGUA Y ACEITE) LAS MULTIFASES LIQUIDAS SON RARAS Y SOLO SE CONOCEN LAS TRI Y TETRAFASICAS QUE SE USAN PARA PROCESOS DE EXTRACCION LIQUIDO-LIQUIDO ES POSIBLE OBTENER SISTEMAS DE MULTIPLES FASES ACOMODANDO CAPAS DE LIQUIDOS NO POLARES Y FASES ACUOSAS DE DENSIDAD DECRECIENTE SIN EMBARGO SI ESTOS SISTEMAS SE AGITAN NO SE SEPARARAN DE NUEVO LAS FASES INICIALES COMO EN LOS SISTEMAS MULTIFASICOS GENUINOS

HUGO TORRENS

3382

ORGANICO NORMAL = 0 1

AGUA 0 2

SISTEMA TRIFASICO

ORGANICO FLUORADO = 0 3

POR EJEMPLO

EN LOS SISTEMAS AGUA + 2-HEPTANONA + CAPROLACTAMA + SULFATO DE AMONIO Y AGUA + BENCENO + CAPROLACTAMA + SULFATO DE AMONIO SE ENCUENTRAN EQUIBRIOS ENTRE TRES FASES LIQUIDAS

HUGO TORRENS

3384

ALGUNAS MACROMOLECULAS SOLUBLES MUESTRAN UN COMPORTAMIENTO PECULIAR EN DISOLUCION PERMITIENDO

OBTENER TRES FASES LIQUIDAS MUTUAMEMENTE INSOLUBLES CON

AGUA-DICLOROMETANO-PERFLUOROMETILCICLOHEXANO

Chem Commun 2005 1034 - 1036

ESTOS POLIMEROS PUEDEN SER USADOS COMO SOPORTES PARA REACTIVOS O CATALIZADORES CUYA PREFERENCIA DE SOLUBILIDAD PUEDE MODULARSE EN PROCESOS DE SEPARACION

2

3

1

HUGO TORRENS

3386

SISTEMAS TETRAFASICOS 1 DISOLVENTE NO POLAR A 2 DISOLVENTE B 3 POLIMERO SOLUBLE EN DISOLVENTE B Y AGUA 4 SAL + AGUA

EJEMPLO 1 109 HEPTANO 2 155 DICLOROMETANO 3 71 OXIDO DE POLIETILENO 4 665 SULFATO DE SODIO (gt 01) EN AGUA

Chem Commun 1998 787 Polymer induced multiphase generation in waterorganic solvent mixtures Strategies towards the design of triphasic and tetraphasic liquid systems US patent application 20050215443 Multiphase aqueous cleansing composition

1

2

3

4

3388

SISTEMAS TRIFASICOS DISOLVENTE NO POLAR MEZCLA ACUOSA BIFASICA POR EJEMPLO USANDO HEXANO HEPTANO CICLOHEXANO O ACEITE MINERAL COMO EL DISOLVENTE NO POLAR DISOLVENTE POLAR AGUA +SAL

EJEMPLO 100 ml ACEITE MINERAL 100 ml ISOPROPANOL 75 ml AGUA 35 g CLORURO DE CALCIO

DISOLVENTE NO POLAR POLIMERO A SOLUBLE EN AGUA POLIMERO B SOLUBLE EN AGUA AGUA

EJEMPLO HEXANO OXIDO DE POLIETILENO-AGUA DEXTRAN-AGUA

HUGO TORRENS

3390

SISTEMAS TRIFASICOS DISOLVENTE NO POLAR POLIMERO SOLUBLE EN AGUA AGUA+SAL EJEMPLO HEXANO OXIDO DE POLIETILENO-AGUA SULFATO DE SODIO-AGUA

DISOLVENTE NO POLAR A DISOLVENTE B POLIMERO SOLUBLE EN EL DISOLVENTE B Y AGUA AGUA EJEMPLO HEPTANO DICLOROMETANO OXIDO DE POLIETILENO AGUA

HUGO TORRENS

3392

SISTEMAS TRIFASICOS DISOLVENTE NO POLAR A DISOLVENTE B POLIMERO SOLUBLE EN EL DISOLVENTE B Y AGUA AGUA EJEMPLO 163 HEPTANO 217 DICLOROMETANO 95 OXIDO DE POLIETILENO 515 AGUA 01 SULFATO DE SODIO-AGUA DISOLVENTE NO POLAR SAL HIDROFOBICA AGUA EJEMPLO ISOOCTANO ALIQUAT 336 (METIL TRIOOCTIL AMONIO UN CATALIZADOR DE TRANSFERENCIA DE FASE) AGUA EJEMPLO CICLOHEXANO BMIM-PF6 (UN LIQUIDO IONICO) AGUA

HUGO TORRENS

3394

Page 15: distribución de cargas y sindepa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/3-FUERZAS-INTERMOLECULARES_18243.pdf23 kJ/mol (unas 15 veces más que la energía de las fuerzas de dispersión de London)

3345

HUGO TORRENS

+ -

DIPOLO INDUCIDO

+

-

+ -

+ - + -

+ -

+ - -

+

+ -

+ -

- +

DIPOLO INSTANTANEO

- +

- +

- +

3345A

HUGO TORRENS

MOLECULA NO POLAR

3346

HUGO TORRENS

INTERACCIONES

+ -

+ -

+ -

+

ION ION

ION DIPOLO -

ION DIPOLO INDUCIDO + -

ION DIPOLO INSTANTANEO + - - +

ION FUERZAS DE LONDON + -

3348

HUGO TORRENS

INTERACCIONES

+ - DIPOLO DIPOLO

DIPOLO INDUCIDO

DIPOLO

DIPOLO INSTANTANEO - +

FUERZAS DE LONDON

+ - DIPOLO + - + -

+ -

+ - + -

+ -

+ -

DIPOLO

3350

HUGO TORRENS

INTERACCIONES

DIPOLO INDUCIDO

DIPOLO INSTANTANEO

FUERZAS DE LONDON

+ - + - - +

-

DIPOLO INDUCIDO + -

+ - -

3352

HUGO TORRENS

INTERACCIONES

FUERZAS DE LONDON

- +

DIPOLO INSTANTANEO - + - +

DIPOLO INSTANTANEO

DIPOLO INSTANTANEO

3353

HUGO TORRENS

INTERACCIONES

FUERZAS DE LONDON

FUERZAS DE LONDON

3354

HUGO TORRENS

PUENTES DE HIDROGENO

R H X Rrsquo

R H O Rrsquo

R H F Rrsquo

R H S Rrsquo

3356

HUGO TORRENS

RESUMEN

+ -

INTERACCION ION-ION MUY FUERTE

Na+---Cl-

H

O

H

+

INTERACCION ION-DIPOLO FUERTE

Na+---OH2

INTERACCION DIPOLO-DIPOLO FUERTE

H2O---H20

3358

HUGO TORRENS

RESUMEN

DEBIL INTERACCION ION-DIPOLO INDUCIDO

Cl----O=O + - -

MUY DEBIL INTERACCION DIPOLO-DIPOLO INDUCIDO

+ - H

O

H

H2O----O=O

3360

HUGO TORRENS

RESUMEN

INTERACCION FUERZAS DE LONDON-FUERZAS DE LONDON

MUY DEBIL

Ne---Ne

O=O---O=O

Dos vistas de la unioacuten de una moleacutecula de agua al grupo carboxilo terminal del Asp 32 superficial del citocromo cacute de Rodopseudomonas El agua se une a traveacutes de la parte positiva de su dipolo (uno de los hidroacutegenos) al oxiacutegeno anioacutenico del aspartato

Puentes de hidroacutegeno

En condiciones oacuteptimas la energiacutea de un enlace de hidroacutegeno puede alcanzar unos 23 kJmol (unas 15 veces maacutes que la energiacutea de las fuerzas de dispersioacuten de London) La fuerza relativamente alta de estos enlaces y su direccionalidad hacen que sean muy importantes en la estructura de las macromoleacuteculas Un ejemplo bien conocido es el emparejamiento de bases en el ADN Por ejemplo en este par GC perteneciente a un dodecaacutemero cuya estructura en disolucioacuten ha sido determinada por RMN lo que permite visualizar los aacutetomos de hidroacutegeno

Puentes de hidroacutegeno

La energiacutea del enlace de hidroacutegeno depende del aacutengulo de enlace es maacutexima cuando los tres aacutetomos (dador-hidroacutegeno-aceptor) estaacuten alineados y disminuye cuando se disponen en aacutengulo Es un enlace muy direccional aunque pequentildeas variaciones de hasta 20ordm no tienen demasiada importancia Por uacuteltimo la energiacutea de un enlace de hidroacutegeno depende de los aceptores y dadores De mayor a menor energiacutea de enlace tenemos las siguientes posibilidades

Puentes de hidroacutegeno

Por definicioacuten una sustancia es hidrofoacutebica si no es miscible con el agua Baacutesicamente la hidrofobicidad ocurre cuando la moleacutecula en cuestioacuten no es capaz de interaccionar con las moleacuteculas de agua ni por interacciones ioacuten-dipolo ni mediante puentes de hidroacutegeno Tal es el caso de los hidrocarburos saturados En esta situacioacuten las moleacuteculas de agua en la vecindad del hidrocarburo se orientan y se asocian formando una estructura parecida al hielo creaacutendose una especie de jaula de moleacuteculas de agua alrededor de la moleacutecula hidrofoacutebica Esta estructura se conoce como clatrato

Interacciones hidrofoacutebicas

Clatrato Modelo de una moleacutecula de ciclohexano (en amarillo no se muestran sus hidroacutegenos) rodeada de moleacuteculas de agua En la imagen de la derecha se han eliminado las moleacuteculas delanteras para poder apreciar la estructura de la jaula y la falta de enlaces entre el ciclohexano y el agua

Una moleacutecula que no pueda interaccionar con el agua incrementa el orden del agua a su alrededor es decir disminuye la entropiacutea del agua Supongamos que tenemos dos moleacuteculas de un hidrocarburo

El sistema agua + hidrocarburo puede estar en dos estados diferentes

Estado 1 Las dos moleacuteculas de hidrocarburo estaacuten separadas y cada una tiene su propia jaula de moleacuteculas de agua ordenadas alrededor

Estado 2 Las dos moleacuteculas de hidrocarburo estaacuten juntas compartiendo una jaula de moleacuteculas de agua comuacuten El nuacutemero total de moleacuteculas de agua que forman el clatrato es menor por lo que parte de las moleacuteculas que estaban fijas estaacute libres en la disolucioacuten (cuente las moleacuteculas)

Simulacioacuten de una bicapa lipiacutedica de fosfatidilcolina en estado fluiacutedo Las moleacuteculas de agua muy desorganizadas pero unidas entre siacute por puentes de hidroacutegeno se encuentran en las dos caras de la bicapa No atraviesan el interior de la membrana altamente hidrofoacutebico En este interior las cadenas de aacutecidos grasos estaacuten estrechamente unidas La estructura es muy dinaacutemica -el interior es praacutecticamente un fluido bidimensional- pero resulta muy estable debido al intenso efecto hidrofoacutebico

EXTREMO HIDROFILICO POLAR

EXTREMO HIDROFILICO POLAR

EXTREMOS HIDROFOBIVOS NO POLARES

HUGO TORRENS

3396

MOMENTOS DIPOLARES (D) PARA MOLECULAS AB2

MOLECULA

CO2 0

CS2 0

HgX2 0

N2O 0166

SCTe 0173

HCP 039

OCS 07124

OCSe 073

FCN 217

ClCN 282

HCN 298

CsOH 75

HUGO TORRENS

3334

MOMENTOS DIPOLARES (D) DE COMPUESTOS DE PLATINO

MOLECULA -cis -trans

PtI2(PEt3)2 82 0

PtBr2(PEt3)2 112 0

PtCl2(PEt3)2 109 0

PtCl2(AsEt3)2 105 0

PtCl2(SbEt3)2 92 0

PtCl2(PBu3)2 115 0

PtCl2(PPr3)2 115 0

PtCl2(PMe3)2 131 0

PtMeCl(PEt3)2 84 340

HUGO TORRENS

3342

3380

HUGO TORRENS

LITIO FLOTANDO EN ACEITE QUE A SU VEZ FLOTA EN AGUA SISTEMA TRIFASICO LIQUIDO-LIQUIDO-SOLIDO

LOS SISTEMAS BIFASICOS LIQUIDOS SON MUY COMUNES Y NORMALMENTE CONSISTEN DE UN DISOLVENTE ORGANICO CON UNA FASE ACUOSA (AGUA Y ACEITE) LAS MULTIFASES LIQUIDAS SON RARAS Y SOLO SE CONOCEN LAS TRI Y TETRAFASICAS QUE SE USAN PARA PROCESOS DE EXTRACCION LIQUIDO-LIQUIDO ES POSIBLE OBTENER SISTEMAS DE MULTIPLES FASES ACOMODANDO CAPAS DE LIQUIDOS NO POLARES Y FASES ACUOSAS DE DENSIDAD DECRECIENTE SIN EMBARGO SI ESTOS SISTEMAS SE AGITAN NO SE SEPARARAN DE NUEVO LAS FASES INICIALES COMO EN LOS SISTEMAS MULTIFASICOS GENUINOS

HUGO TORRENS

3382

ORGANICO NORMAL = 0 1

AGUA 0 2

SISTEMA TRIFASICO

ORGANICO FLUORADO = 0 3

POR EJEMPLO

EN LOS SISTEMAS AGUA + 2-HEPTANONA + CAPROLACTAMA + SULFATO DE AMONIO Y AGUA + BENCENO + CAPROLACTAMA + SULFATO DE AMONIO SE ENCUENTRAN EQUIBRIOS ENTRE TRES FASES LIQUIDAS

HUGO TORRENS

3384

ALGUNAS MACROMOLECULAS SOLUBLES MUESTRAN UN COMPORTAMIENTO PECULIAR EN DISOLUCION PERMITIENDO

OBTENER TRES FASES LIQUIDAS MUTUAMEMENTE INSOLUBLES CON

AGUA-DICLOROMETANO-PERFLUOROMETILCICLOHEXANO

Chem Commun 2005 1034 - 1036

ESTOS POLIMEROS PUEDEN SER USADOS COMO SOPORTES PARA REACTIVOS O CATALIZADORES CUYA PREFERENCIA DE SOLUBILIDAD PUEDE MODULARSE EN PROCESOS DE SEPARACION

2

3

1

HUGO TORRENS

3386

SISTEMAS TETRAFASICOS 1 DISOLVENTE NO POLAR A 2 DISOLVENTE B 3 POLIMERO SOLUBLE EN DISOLVENTE B Y AGUA 4 SAL + AGUA

EJEMPLO 1 109 HEPTANO 2 155 DICLOROMETANO 3 71 OXIDO DE POLIETILENO 4 665 SULFATO DE SODIO (gt 01) EN AGUA

Chem Commun 1998 787 Polymer induced multiphase generation in waterorganic solvent mixtures Strategies towards the design of triphasic and tetraphasic liquid systems US patent application 20050215443 Multiphase aqueous cleansing composition

1

2

3

4

3388

SISTEMAS TRIFASICOS DISOLVENTE NO POLAR MEZCLA ACUOSA BIFASICA POR EJEMPLO USANDO HEXANO HEPTANO CICLOHEXANO O ACEITE MINERAL COMO EL DISOLVENTE NO POLAR DISOLVENTE POLAR AGUA +SAL

EJEMPLO 100 ml ACEITE MINERAL 100 ml ISOPROPANOL 75 ml AGUA 35 g CLORURO DE CALCIO

DISOLVENTE NO POLAR POLIMERO A SOLUBLE EN AGUA POLIMERO B SOLUBLE EN AGUA AGUA

EJEMPLO HEXANO OXIDO DE POLIETILENO-AGUA DEXTRAN-AGUA

HUGO TORRENS

3390

SISTEMAS TRIFASICOS DISOLVENTE NO POLAR POLIMERO SOLUBLE EN AGUA AGUA+SAL EJEMPLO HEXANO OXIDO DE POLIETILENO-AGUA SULFATO DE SODIO-AGUA

DISOLVENTE NO POLAR A DISOLVENTE B POLIMERO SOLUBLE EN EL DISOLVENTE B Y AGUA AGUA EJEMPLO HEPTANO DICLOROMETANO OXIDO DE POLIETILENO AGUA

HUGO TORRENS

3392

SISTEMAS TRIFASICOS DISOLVENTE NO POLAR A DISOLVENTE B POLIMERO SOLUBLE EN EL DISOLVENTE B Y AGUA AGUA EJEMPLO 163 HEPTANO 217 DICLOROMETANO 95 OXIDO DE POLIETILENO 515 AGUA 01 SULFATO DE SODIO-AGUA DISOLVENTE NO POLAR SAL HIDROFOBICA AGUA EJEMPLO ISOOCTANO ALIQUAT 336 (METIL TRIOOCTIL AMONIO UN CATALIZADOR DE TRANSFERENCIA DE FASE) AGUA EJEMPLO CICLOHEXANO BMIM-PF6 (UN LIQUIDO IONICO) AGUA

HUGO TORRENS

3394

Page 16: distribución de cargas y sindepa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/3-FUERZAS-INTERMOLECULARES_18243.pdf23 kJ/mol (unas 15 veces más que la energía de las fuerzas de dispersión de London)

- +

DIPOLO INSTANTANEO

- +

- +

- +

3345A

HUGO TORRENS

MOLECULA NO POLAR

3346

HUGO TORRENS

INTERACCIONES

+ -

+ -

+ -

+

ION ION

ION DIPOLO -

ION DIPOLO INDUCIDO + -

ION DIPOLO INSTANTANEO + - - +

ION FUERZAS DE LONDON + -

3348

HUGO TORRENS

INTERACCIONES

+ - DIPOLO DIPOLO

DIPOLO INDUCIDO

DIPOLO

DIPOLO INSTANTANEO - +

FUERZAS DE LONDON

+ - DIPOLO + - + -

+ -

+ - + -

+ -

+ -

DIPOLO

3350

HUGO TORRENS

INTERACCIONES

DIPOLO INDUCIDO

DIPOLO INSTANTANEO

FUERZAS DE LONDON

+ - + - - +

-

DIPOLO INDUCIDO + -

+ - -

3352

HUGO TORRENS

INTERACCIONES

FUERZAS DE LONDON

- +

DIPOLO INSTANTANEO - + - +

DIPOLO INSTANTANEO

DIPOLO INSTANTANEO

3353

HUGO TORRENS

INTERACCIONES

FUERZAS DE LONDON

FUERZAS DE LONDON

3354

HUGO TORRENS

PUENTES DE HIDROGENO

R H X Rrsquo

R H O Rrsquo

R H F Rrsquo

R H S Rrsquo

3356

HUGO TORRENS

RESUMEN

+ -

INTERACCION ION-ION MUY FUERTE

Na+---Cl-

H

O

H

+

INTERACCION ION-DIPOLO FUERTE

Na+---OH2

INTERACCION DIPOLO-DIPOLO FUERTE

H2O---H20

3358

HUGO TORRENS

RESUMEN

DEBIL INTERACCION ION-DIPOLO INDUCIDO

Cl----O=O + - -

MUY DEBIL INTERACCION DIPOLO-DIPOLO INDUCIDO

+ - H

O

H

H2O----O=O

3360

HUGO TORRENS

RESUMEN

INTERACCION FUERZAS DE LONDON-FUERZAS DE LONDON

MUY DEBIL

Ne---Ne

O=O---O=O

Dos vistas de la unioacuten de una moleacutecula de agua al grupo carboxilo terminal del Asp 32 superficial del citocromo cacute de Rodopseudomonas El agua se une a traveacutes de la parte positiva de su dipolo (uno de los hidroacutegenos) al oxiacutegeno anioacutenico del aspartato

Puentes de hidroacutegeno

En condiciones oacuteptimas la energiacutea de un enlace de hidroacutegeno puede alcanzar unos 23 kJmol (unas 15 veces maacutes que la energiacutea de las fuerzas de dispersioacuten de London) La fuerza relativamente alta de estos enlaces y su direccionalidad hacen que sean muy importantes en la estructura de las macromoleacuteculas Un ejemplo bien conocido es el emparejamiento de bases en el ADN Por ejemplo en este par GC perteneciente a un dodecaacutemero cuya estructura en disolucioacuten ha sido determinada por RMN lo que permite visualizar los aacutetomos de hidroacutegeno

Puentes de hidroacutegeno

La energiacutea del enlace de hidroacutegeno depende del aacutengulo de enlace es maacutexima cuando los tres aacutetomos (dador-hidroacutegeno-aceptor) estaacuten alineados y disminuye cuando se disponen en aacutengulo Es un enlace muy direccional aunque pequentildeas variaciones de hasta 20ordm no tienen demasiada importancia Por uacuteltimo la energiacutea de un enlace de hidroacutegeno depende de los aceptores y dadores De mayor a menor energiacutea de enlace tenemos las siguientes posibilidades

Puentes de hidroacutegeno

Por definicioacuten una sustancia es hidrofoacutebica si no es miscible con el agua Baacutesicamente la hidrofobicidad ocurre cuando la moleacutecula en cuestioacuten no es capaz de interaccionar con las moleacuteculas de agua ni por interacciones ioacuten-dipolo ni mediante puentes de hidroacutegeno Tal es el caso de los hidrocarburos saturados En esta situacioacuten las moleacuteculas de agua en la vecindad del hidrocarburo se orientan y se asocian formando una estructura parecida al hielo creaacutendose una especie de jaula de moleacuteculas de agua alrededor de la moleacutecula hidrofoacutebica Esta estructura se conoce como clatrato

Interacciones hidrofoacutebicas

Clatrato Modelo de una moleacutecula de ciclohexano (en amarillo no se muestran sus hidroacutegenos) rodeada de moleacuteculas de agua En la imagen de la derecha se han eliminado las moleacuteculas delanteras para poder apreciar la estructura de la jaula y la falta de enlaces entre el ciclohexano y el agua

Una moleacutecula que no pueda interaccionar con el agua incrementa el orden del agua a su alrededor es decir disminuye la entropiacutea del agua Supongamos que tenemos dos moleacuteculas de un hidrocarburo

El sistema agua + hidrocarburo puede estar en dos estados diferentes

Estado 1 Las dos moleacuteculas de hidrocarburo estaacuten separadas y cada una tiene su propia jaula de moleacuteculas de agua ordenadas alrededor

Estado 2 Las dos moleacuteculas de hidrocarburo estaacuten juntas compartiendo una jaula de moleacuteculas de agua comuacuten El nuacutemero total de moleacuteculas de agua que forman el clatrato es menor por lo que parte de las moleacuteculas que estaban fijas estaacute libres en la disolucioacuten (cuente las moleacuteculas)

Simulacioacuten de una bicapa lipiacutedica de fosfatidilcolina en estado fluiacutedo Las moleacuteculas de agua muy desorganizadas pero unidas entre siacute por puentes de hidroacutegeno se encuentran en las dos caras de la bicapa No atraviesan el interior de la membrana altamente hidrofoacutebico En este interior las cadenas de aacutecidos grasos estaacuten estrechamente unidas La estructura es muy dinaacutemica -el interior es praacutecticamente un fluido bidimensional- pero resulta muy estable debido al intenso efecto hidrofoacutebico

EXTREMO HIDROFILICO POLAR

EXTREMO HIDROFILICO POLAR

EXTREMOS HIDROFOBIVOS NO POLARES

HUGO TORRENS

3396

MOMENTOS DIPOLARES (D) PARA MOLECULAS AB2

MOLECULA

CO2 0

CS2 0

HgX2 0

N2O 0166

SCTe 0173

HCP 039

OCS 07124

OCSe 073

FCN 217

ClCN 282

HCN 298

CsOH 75

HUGO TORRENS

3334

MOMENTOS DIPOLARES (D) DE COMPUESTOS DE PLATINO

MOLECULA -cis -trans

PtI2(PEt3)2 82 0

PtBr2(PEt3)2 112 0

PtCl2(PEt3)2 109 0

PtCl2(AsEt3)2 105 0

PtCl2(SbEt3)2 92 0

PtCl2(PBu3)2 115 0

PtCl2(PPr3)2 115 0

PtCl2(PMe3)2 131 0

PtMeCl(PEt3)2 84 340

HUGO TORRENS

3342

3380

HUGO TORRENS

LITIO FLOTANDO EN ACEITE QUE A SU VEZ FLOTA EN AGUA SISTEMA TRIFASICO LIQUIDO-LIQUIDO-SOLIDO

LOS SISTEMAS BIFASICOS LIQUIDOS SON MUY COMUNES Y NORMALMENTE CONSISTEN DE UN DISOLVENTE ORGANICO CON UNA FASE ACUOSA (AGUA Y ACEITE) LAS MULTIFASES LIQUIDAS SON RARAS Y SOLO SE CONOCEN LAS TRI Y TETRAFASICAS QUE SE USAN PARA PROCESOS DE EXTRACCION LIQUIDO-LIQUIDO ES POSIBLE OBTENER SISTEMAS DE MULTIPLES FASES ACOMODANDO CAPAS DE LIQUIDOS NO POLARES Y FASES ACUOSAS DE DENSIDAD DECRECIENTE SIN EMBARGO SI ESTOS SISTEMAS SE AGITAN NO SE SEPARARAN DE NUEVO LAS FASES INICIALES COMO EN LOS SISTEMAS MULTIFASICOS GENUINOS

HUGO TORRENS

3382

ORGANICO NORMAL = 0 1

AGUA 0 2

SISTEMA TRIFASICO

ORGANICO FLUORADO = 0 3

POR EJEMPLO

EN LOS SISTEMAS AGUA + 2-HEPTANONA + CAPROLACTAMA + SULFATO DE AMONIO Y AGUA + BENCENO + CAPROLACTAMA + SULFATO DE AMONIO SE ENCUENTRAN EQUIBRIOS ENTRE TRES FASES LIQUIDAS

HUGO TORRENS

3384

ALGUNAS MACROMOLECULAS SOLUBLES MUESTRAN UN COMPORTAMIENTO PECULIAR EN DISOLUCION PERMITIENDO

OBTENER TRES FASES LIQUIDAS MUTUAMEMENTE INSOLUBLES CON

AGUA-DICLOROMETANO-PERFLUOROMETILCICLOHEXANO

Chem Commun 2005 1034 - 1036

ESTOS POLIMEROS PUEDEN SER USADOS COMO SOPORTES PARA REACTIVOS O CATALIZADORES CUYA PREFERENCIA DE SOLUBILIDAD PUEDE MODULARSE EN PROCESOS DE SEPARACION

2

3

1

HUGO TORRENS

3386

SISTEMAS TETRAFASICOS 1 DISOLVENTE NO POLAR A 2 DISOLVENTE B 3 POLIMERO SOLUBLE EN DISOLVENTE B Y AGUA 4 SAL + AGUA

EJEMPLO 1 109 HEPTANO 2 155 DICLOROMETANO 3 71 OXIDO DE POLIETILENO 4 665 SULFATO DE SODIO (gt 01) EN AGUA

Chem Commun 1998 787 Polymer induced multiphase generation in waterorganic solvent mixtures Strategies towards the design of triphasic and tetraphasic liquid systems US patent application 20050215443 Multiphase aqueous cleansing composition

1

2

3

4

3388

SISTEMAS TRIFASICOS DISOLVENTE NO POLAR MEZCLA ACUOSA BIFASICA POR EJEMPLO USANDO HEXANO HEPTANO CICLOHEXANO O ACEITE MINERAL COMO EL DISOLVENTE NO POLAR DISOLVENTE POLAR AGUA +SAL

EJEMPLO 100 ml ACEITE MINERAL 100 ml ISOPROPANOL 75 ml AGUA 35 g CLORURO DE CALCIO

DISOLVENTE NO POLAR POLIMERO A SOLUBLE EN AGUA POLIMERO B SOLUBLE EN AGUA AGUA

EJEMPLO HEXANO OXIDO DE POLIETILENO-AGUA DEXTRAN-AGUA

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3390

SISTEMAS TRIFASICOS DISOLVENTE NO POLAR POLIMERO SOLUBLE EN AGUA AGUA+SAL EJEMPLO HEXANO OXIDO DE POLIETILENO-AGUA SULFATO DE SODIO-AGUA

DISOLVENTE NO POLAR A DISOLVENTE B POLIMERO SOLUBLE EN EL DISOLVENTE B Y AGUA AGUA EJEMPLO HEPTANO DICLOROMETANO OXIDO DE POLIETILENO AGUA

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3392

SISTEMAS TRIFASICOS DISOLVENTE NO POLAR A DISOLVENTE B POLIMERO SOLUBLE EN EL DISOLVENTE B Y AGUA AGUA EJEMPLO 163 HEPTANO 217 DICLOROMETANO 95 OXIDO DE POLIETILENO 515 AGUA 01 SULFATO DE SODIO-AGUA DISOLVENTE NO POLAR SAL HIDROFOBICA AGUA EJEMPLO ISOOCTANO ALIQUAT 336 (METIL TRIOOCTIL AMONIO UN CATALIZADOR DE TRANSFERENCIA DE FASE) AGUA EJEMPLO CICLOHEXANO BMIM-PF6 (UN LIQUIDO IONICO) AGUA

HUGO TORRENS

3394

Page 17: distribución de cargas y sindepa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/3-FUERZAS-INTERMOLECULARES_18243.pdf23 kJ/mol (unas 15 veces más que la energía de las fuerzas de dispersión de London)

3346

HUGO TORRENS

INTERACCIONES

+ -

+ -

+ -

+

ION ION

ION DIPOLO -

ION DIPOLO INDUCIDO + -

ION DIPOLO INSTANTANEO + - - +

ION FUERZAS DE LONDON + -

3348

HUGO TORRENS

INTERACCIONES

+ - DIPOLO DIPOLO

DIPOLO INDUCIDO

DIPOLO

DIPOLO INSTANTANEO - +

FUERZAS DE LONDON

+ - DIPOLO + - + -

+ -

+ - + -

+ -

+ -

DIPOLO

3350

HUGO TORRENS

INTERACCIONES

DIPOLO INDUCIDO

DIPOLO INSTANTANEO

FUERZAS DE LONDON

+ - + - - +

-

DIPOLO INDUCIDO + -

+ - -

3352

HUGO TORRENS

INTERACCIONES

FUERZAS DE LONDON

- +

DIPOLO INSTANTANEO - + - +

DIPOLO INSTANTANEO

DIPOLO INSTANTANEO

3353

HUGO TORRENS

INTERACCIONES

FUERZAS DE LONDON

FUERZAS DE LONDON

3354

HUGO TORRENS

PUENTES DE HIDROGENO

R H X Rrsquo

R H O Rrsquo

R H F Rrsquo

R H S Rrsquo

3356

HUGO TORRENS

RESUMEN

+ -

INTERACCION ION-ION MUY FUERTE

Na+---Cl-

H

O

H

+

INTERACCION ION-DIPOLO FUERTE

Na+---OH2

INTERACCION DIPOLO-DIPOLO FUERTE

H2O---H20

3358

HUGO TORRENS

RESUMEN

DEBIL INTERACCION ION-DIPOLO INDUCIDO

Cl----O=O + - -

MUY DEBIL INTERACCION DIPOLO-DIPOLO INDUCIDO

+ - H

O

H

H2O----O=O

3360

HUGO TORRENS

RESUMEN

INTERACCION FUERZAS DE LONDON-FUERZAS DE LONDON

MUY DEBIL

Ne---Ne

O=O---O=O

Dos vistas de la unioacuten de una moleacutecula de agua al grupo carboxilo terminal del Asp 32 superficial del citocromo cacute de Rodopseudomonas El agua se une a traveacutes de la parte positiva de su dipolo (uno de los hidroacutegenos) al oxiacutegeno anioacutenico del aspartato

Puentes de hidroacutegeno

En condiciones oacuteptimas la energiacutea de un enlace de hidroacutegeno puede alcanzar unos 23 kJmol (unas 15 veces maacutes que la energiacutea de las fuerzas de dispersioacuten de London) La fuerza relativamente alta de estos enlaces y su direccionalidad hacen que sean muy importantes en la estructura de las macromoleacuteculas Un ejemplo bien conocido es el emparejamiento de bases en el ADN Por ejemplo en este par GC perteneciente a un dodecaacutemero cuya estructura en disolucioacuten ha sido determinada por RMN lo que permite visualizar los aacutetomos de hidroacutegeno

Puentes de hidroacutegeno

La energiacutea del enlace de hidroacutegeno depende del aacutengulo de enlace es maacutexima cuando los tres aacutetomos (dador-hidroacutegeno-aceptor) estaacuten alineados y disminuye cuando se disponen en aacutengulo Es un enlace muy direccional aunque pequentildeas variaciones de hasta 20ordm no tienen demasiada importancia Por uacuteltimo la energiacutea de un enlace de hidroacutegeno depende de los aceptores y dadores De mayor a menor energiacutea de enlace tenemos las siguientes posibilidades

Puentes de hidroacutegeno

Por definicioacuten una sustancia es hidrofoacutebica si no es miscible con el agua Baacutesicamente la hidrofobicidad ocurre cuando la moleacutecula en cuestioacuten no es capaz de interaccionar con las moleacuteculas de agua ni por interacciones ioacuten-dipolo ni mediante puentes de hidroacutegeno Tal es el caso de los hidrocarburos saturados En esta situacioacuten las moleacuteculas de agua en la vecindad del hidrocarburo se orientan y se asocian formando una estructura parecida al hielo creaacutendose una especie de jaula de moleacuteculas de agua alrededor de la moleacutecula hidrofoacutebica Esta estructura se conoce como clatrato

Interacciones hidrofoacutebicas

Clatrato Modelo de una moleacutecula de ciclohexano (en amarillo no se muestran sus hidroacutegenos) rodeada de moleacuteculas de agua En la imagen de la derecha se han eliminado las moleacuteculas delanteras para poder apreciar la estructura de la jaula y la falta de enlaces entre el ciclohexano y el agua

Una moleacutecula que no pueda interaccionar con el agua incrementa el orden del agua a su alrededor es decir disminuye la entropiacutea del agua Supongamos que tenemos dos moleacuteculas de un hidrocarburo

El sistema agua + hidrocarburo puede estar en dos estados diferentes

Estado 1 Las dos moleacuteculas de hidrocarburo estaacuten separadas y cada una tiene su propia jaula de moleacuteculas de agua ordenadas alrededor

Estado 2 Las dos moleacuteculas de hidrocarburo estaacuten juntas compartiendo una jaula de moleacuteculas de agua comuacuten El nuacutemero total de moleacuteculas de agua que forman el clatrato es menor por lo que parte de las moleacuteculas que estaban fijas estaacute libres en la disolucioacuten (cuente las moleacuteculas)

Simulacioacuten de una bicapa lipiacutedica de fosfatidilcolina en estado fluiacutedo Las moleacuteculas de agua muy desorganizadas pero unidas entre siacute por puentes de hidroacutegeno se encuentran en las dos caras de la bicapa No atraviesan el interior de la membrana altamente hidrofoacutebico En este interior las cadenas de aacutecidos grasos estaacuten estrechamente unidas La estructura es muy dinaacutemica -el interior es praacutecticamente un fluido bidimensional- pero resulta muy estable debido al intenso efecto hidrofoacutebico

EXTREMO HIDROFILICO POLAR

EXTREMO HIDROFILICO POLAR

EXTREMOS HIDROFOBIVOS NO POLARES

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3396

MOMENTOS DIPOLARES (D) PARA MOLECULAS AB2

MOLECULA

CO2 0

CS2 0

HgX2 0

N2O 0166

SCTe 0173

HCP 039

OCS 07124

OCSe 073

FCN 217

ClCN 282

HCN 298

CsOH 75

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3334

MOMENTOS DIPOLARES (D) DE COMPUESTOS DE PLATINO

MOLECULA -cis -trans

PtI2(PEt3)2 82 0

PtBr2(PEt3)2 112 0

PtCl2(PEt3)2 109 0

PtCl2(AsEt3)2 105 0

PtCl2(SbEt3)2 92 0

PtCl2(PBu3)2 115 0

PtCl2(PPr3)2 115 0

PtCl2(PMe3)2 131 0

PtMeCl(PEt3)2 84 340

HUGO TORRENS

3342

3380

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LITIO FLOTANDO EN ACEITE QUE A SU VEZ FLOTA EN AGUA SISTEMA TRIFASICO LIQUIDO-LIQUIDO-SOLIDO

LOS SISTEMAS BIFASICOS LIQUIDOS SON MUY COMUNES Y NORMALMENTE CONSISTEN DE UN DISOLVENTE ORGANICO CON UNA FASE ACUOSA (AGUA Y ACEITE) LAS MULTIFASES LIQUIDAS SON RARAS Y SOLO SE CONOCEN LAS TRI Y TETRAFASICAS QUE SE USAN PARA PROCESOS DE EXTRACCION LIQUIDO-LIQUIDO ES POSIBLE OBTENER SISTEMAS DE MULTIPLES FASES ACOMODANDO CAPAS DE LIQUIDOS NO POLARES Y FASES ACUOSAS DE DENSIDAD DECRECIENTE SIN EMBARGO SI ESTOS SISTEMAS SE AGITAN NO SE SEPARARAN DE NUEVO LAS FASES INICIALES COMO EN LOS SISTEMAS MULTIFASICOS GENUINOS

HUGO TORRENS

3382

ORGANICO NORMAL = 0 1

AGUA 0 2

SISTEMA TRIFASICO

ORGANICO FLUORADO = 0 3

POR EJEMPLO

EN LOS SISTEMAS AGUA + 2-HEPTANONA + CAPROLACTAMA + SULFATO DE AMONIO Y AGUA + BENCENO + CAPROLACTAMA + SULFATO DE AMONIO SE ENCUENTRAN EQUIBRIOS ENTRE TRES FASES LIQUIDAS

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3384

ALGUNAS MACROMOLECULAS SOLUBLES MUESTRAN UN COMPORTAMIENTO PECULIAR EN DISOLUCION PERMITIENDO

OBTENER TRES FASES LIQUIDAS MUTUAMEMENTE INSOLUBLES CON

AGUA-DICLOROMETANO-PERFLUOROMETILCICLOHEXANO

Chem Commun 2005 1034 - 1036

ESTOS POLIMEROS PUEDEN SER USADOS COMO SOPORTES PARA REACTIVOS O CATALIZADORES CUYA PREFERENCIA DE SOLUBILIDAD PUEDE MODULARSE EN PROCESOS DE SEPARACION

2

3

1

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3386

SISTEMAS TETRAFASICOS 1 DISOLVENTE NO POLAR A 2 DISOLVENTE B 3 POLIMERO SOLUBLE EN DISOLVENTE B Y AGUA 4 SAL + AGUA

EJEMPLO 1 109 HEPTANO 2 155 DICLOROMETANO 3 71 OXIDO DE POLIETILENO 4 665 SULFATO DE SODIO (gt 01) EN AGUA

Chem Commun 1998 787 Polymer induced multiphase generation in waterorganic solvent mixtures Strategies towards the design of triphasic and tetraphasic liquid systems US patent application 20050215443 Multiphase aqueous cleansing composition

1

2

3

4

3388

SISTEMAS TRIFASICOS DISOLVENTE NO POLAR MEZCLA ACUOSA BIFASICA POR EJEMPLO USANDO HEXANO HEPTANO CICLOHEXANO O ACEITE MINERAL COMO EL DISOLVENTE NO POLAR DISOLVENTE POLAR AGUA +SAL

EJEMPLO 100 ml ACEITE MINERAL 100 ml ISOPROPANOL 75 ml AGUA 35 g CLORURO DE CALCIO

DISOLVENTE NO POLAR POLIMERO A SOLUBLE EN AGUA POLIMERO B SOLUBLE EN AGUA AGUA

EJEMPLO HEXANO OXIDO DE POLIETILENO-AGUA DEXTRAN-AGUA

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3390

SISTEMAS TRIFASICOS DISOLVENTE NO POLAR POLIMERO SOLUBLE EN AGUA AGUA+SAL EJEMPLO HEXANO OXIDO DE POLIETILENO-AGUA SULFATO DE SODIO-AGUA

DISOLVENTE NO POLAR A DISOLVENTE B POLIMERO SOLUBLE EN EL DISOLVENTE B Y AGUA AGUA EJEMPLO HEPTANO DICLOROMETANO OXIDO DE POLIETILENO AGUA

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3392

SISTEMAS TRIFASICOS DISOLVENTE NO POLAR A DISOLVENTE B POLIMERO SOLUBLE EN EL DISOLVENTE B Y AGUA AGUA EJEMPLO 163 HEPTANO 217 DICLOROMETANO 95 OXIDO DE POLIETILENO 515 AGUA 01 SULFATO DE SODIO-AGUA DISOLVENTE NO POLAR SAL HIDROFOBICA AGUA EJEMPLO ISOOCTANO ALIQUAT 336 (METIL TRIOOCTIL AMONIO UN CATALIZADOR DE TRANSFERENCIA DE FASE) AGUA EJEMPLO CICLOHEXANO BMIM-PF6 (UN LIQUIDO IONICO) AGUA

HUGO TORRENS

3394

Page 18: distribución de cargas y sindepa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/3-FUERZAS-INTERMOLECULARES_18243.pdf23 kJ/mol (unas 15 veces más que la energía de las fuerzas de dispersión de London)

3348

HUGO TORRENS

INTERACCIONES

+ - DIPOLO DIPOLO

DIPOLO INDUCIDO

DIPOLO

DIPOLO INSTANTANEO - +

FUERZAS DE LONDON

+ - DIPOLO + - + -

+ -

+ - + -

+ -

+ -

DIPOLO

3350

HUGO TORRENS

INTERACCIONES

DIPOLO INDUCIDO

DIPOLO INSTANTANEO

FUERZAS DE LONDON

+ - + - - +

-

DIPOLO INDUCIDO + -

+ - -

3352

HUGO TORRENS

INTERACCIONES

FUERZAS DE LONDON

- +

DIPOLO INSTANTANEO - + - +

DIPOLO INSTANTANEO

DIPOLO INSTANTANEO

3353

HUGO TORRENS

INTERACCIONES

FUERZAS DE LONDON

FUERZAS DE LONDON

3354

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PUENTES DE HIDROGENO

R H X Rrsquo

R H O Rrsquo

R H F Rrsquo

R H S Rrsquo

3356

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RESUMEN

+ -

INTERACCION ION-ION MUY FUERTE

Na+---Cl-

H

O

H

+

INTERACCION ION-DIPOLO FUERTE

Na+---OH2

INTERACCION DIPOLO-DIPOLO FUERTE

H2O---H20

3358

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RESUMEN

DEBIL INTERACCION ION-DIPOLO INDUCIDO

Cl----O=O + - -

MUY DEBIL INTERACCION DIPOLO-DIPOLO INDUCIDO

+ - H

O

H

H2O----O=O

3360

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RESUMEN

INTERACCION FUERZAS DE LONDON-FUERZAS DE LONDON

MUY DEBIL

Ne---Ne

O=O---O=O

Dos vistas de la unioacuten de una moleacutecula de agua al grupo carboxilo terminal del Asp 32 superficial del citocromo cacute de Rodopseudomonas El agua se une a traveacutes de la parte positiva de su dipolo (uno de los hidroacutegenos) al oxiacutegeno anioacutenico del aspartato

Puentes de hidroacutegeno

En condiciones oacuteptimas la energiacutea de un enlace de hidroacutegeno puede alcanzar unos 23 kJmol (unas 15 veces maacutes que la energiacutea de las fuerzas de dispersioacuten de London) La fuerza relativamente alta de estos enlaces y su direccionalidad hacen que sean muy importantes en la estructura de las macromoleacuteculas Un ejemplo bien conocido es el emparejamiento de bases en el ADN Por ejemplo en este par GC perteneciente a un dodecaacutemero cuya estructura en disolucioacuten ha sido determinada por RMN lo que permite visualizar los aacutetomos de hidroacutegeno

Puentes de hidroacutegeno

La energiacutea del enlace de hidroacutegeno depende del aacutengulo de enlace es maacutexima cuando los tres aacutetomos (dador-hidroacutegeno-aceptor) estaacuten alineados y disminuye cuando se disponen en aacutengulo Es un enlace muy direccional aunque pequentildeas variaciones de hasta 20ordm no tienen demasiada importancia Por uacuteltimo la energiacutea de un enlace de hidroacutegeno depende de los aceptores y dadores De mayor a menor energiacutea de enlace tenemos las siguientes posibilidades

Puentes de hidroacutegeno

Por definicioacuten una sustancia es hidrofoacutebica si no es miscible con el agua Baacutesicamente la hidrofobicidad ocurre cuando la moleacutecula en cuestioacuten no es capaz de interaccionar con las moleacuteculas de agua ni por interacciones ioacuten-dipolo ni mediante puentes de hidroacutegeno Tal es el caso de los hidrocarburos saturados En esta situacioacuten las moleacuteculas de agua en la vecindad del hidrocarburo se orientan y se asocian formando una estructura parecida al hielo creaacutendose una especie de jaula de moleacuteculas de agua alrededor de la moleacutecula hidrofoacutebica Esta estructura se conoce como clatrato

Interacciones hidrofoacutebicas

Clatrato Modelo de una moleacutecula de ciclohexano (en amarillo no se muestran sus hidroacutegenos) rodeada de moleacuteculas de agua En la imagen de la derecha se han eliminado las moleacuteculas delanteras para poder apreciar la estructura de la jaula y la falta de enlaces entre el ciclohexano y el agua

Una moleacutecula que no pueda interaccionar con el agua incrementa el orden del agua a su alrededor es decir disminuye la entropiacutea del agua Supongamos que tenemos dos moleacuteculas de un hidrocarburo

El sistema agua + hidrocarburo puede estar en dos estados diferentes

Estado 1 Las dos moleacuteculas de hidrocarburo estaacuten separadas y cada una tiene su propia jaula de moleacuteculas de agua ordenadas alrededor

Estado 2 Las dos moleacuteculas de hidrocarburo estaacuten juntas compartiendo una jaula de moleacuteculas de agua comuacuten El nuacutemero total de moleacuteculas de agua que forman el clatrato es menor por lo que parte de las moleacuteculas que estaban fijas estaacute libres en la disolucioacuten (cuente las moleacuteculas)

Simulacioacuten de una bicapa lipiacutedica de fosfatidilcolina en estado fluiacutedo Las moleacuteculas de agua muy desorganizadas pero unidas entre siacute por puentes de hidroacutegeno se encuentran en las dos caras de la bicapa No atraviesan el interior de la membrana altamente hidrofoacutebico En este interior las cadenas de aacutecidos grasos estaacuten estrechamente unidas La estructura es muy dinaacutemica -el interior es praacutecticamente un fluido bidimensional- pero resulta muy estable debido al intenso efecto hidrofoacutebico

EXTREMO HIDROFILICO POLAR

EXTREMO HIDROFILICO POLAR

EXTREMOS HIDROFOBIVOS NO POLARES

HUGO TORRENS

3396

MOMENTOS DIPOLARES (D) PARA MOLECULAS AB2

MOLECULA

CO2 0

CS2 0

HgX2 0

N2O 0166

SCTe 0173

HCP 039

OCS 07124

OCSe 073

FCN 217

ClCN 282

HCN 298

CsOH 75

HUGO TORRENS

3334

MOMENTOS DIPOLARES (D) DE COMPUESTOS DE PLATINO

MOLECULA -cis -trans

PtI2(PEt3)2 82 0

PtBr2(PEt3)2 112 0

PtCl2(PEt3)2 109 0

PtCl2(AsEt3)2 105 0

PtCl2(SbEt3)2 92 0

PtCl2(PBu3)2 115 0

PtCl2(PPr3)2 115 0

PtCl2(PMe3)2 131 0

PtMeCl(PEt3)2 84 340

HUGO TORRENS

3342

3380

HUGO TORRENS

LITIO FLOTANDO EN ACEITE QUE A SU VEZ FLOTA EN AGUA SISTEMA TRIFASICO LIQUIDO-LIQUIDO-SOLIDO

LOS SISTEMAS BIFASICOS LIQUIDOS SON MUY COMUNES Y NORMALMENTE CONSISTEN DE UN DISOLVENTE ORGANICO CON UNA FASE ACUOSA (AGUA Y ACEITE) LAS MULTIFASES LIQUIDAS SON RARAS Y SOLO SE CONOCEN LAS TRI Y TETRAFASICAS QUE SE USAN PARA PROCESOS DE EXTRACCION LIQUIDO-LIQUIDO ES POSIBLE OBTENER SISTEMAS DE MULTIPLES FASES ACOMODANDO CAPAS DE LIQUIDOS NO POLARES Y FASES ACUOSAS DE DENSIDAD DECRECIENTE SIN EMBARGO SI ESTOS SISTEMAS SE AGITAN NO SE SEPARARAN DE NUEVO LAS FASES INICIALES COMO EN LOS SISTEMAS MULTIFASICOS GENUINOS

HUGO TORRENS

3382

ORGANICO NORMAL = 0 1

AGUA 0 2

SISTEMA TRIFASICO

ORGANICO FLUORADO = 0 3

POR EJEMPLO

EN LOS SISTEMAS AGUA + 2-HEPTANONA + CAPROLACTAMA + SULFATO DE AMONIO Y AGUA + BENCENO + CAPROLACTAMA + SULFATO DE AMONIO SE ENCUENTRAN EQUIBRIOS ENTRE TRES FASES LIQUIDAS

HUGO TORRENS

3384

ALGUNAS MACROMOLECULAS SOLUBLES MUESTRAN UN COMPORTAMIENTO PECULIAR EN DISOLUCION PERMITIENDO

OBTENER TRES FASES LIQUIDAS MUTUAMEMENTE INSOLUBLES CON

AGUA-DICLOROMETANO-PERFLUOROMETILCICLOHEXANO

Chem Commun 2005 1034 - 1036

ESTOS POLIMEROS PUEDEN SER USADOS COMO SOPORTES PARA REACTIVOS O CATALIZADORES CUYA PREFERENCIA DE SOLUBILIDAD PUEDE MODULARSE EN PROCESOS DE SEPARACION

2

3

1

HUGO TORRENS

3386

SISTEMAS TETRAFASICOS 1 DISOLVENTE NO POLAR A 2 DISOLVENTE B 3 POLIMERO SOLUBLE EN DISOLVENTE B Y AGUA 4 SAL + AGUA

EJEMPLO 1 109 HEPTANO 2 155 DICLOROMETANO 3 71 OXIDO DE POLIETILENO 4 665 SULFATO DE SODIO (gt 01) EN AGUA

Chem Commun 1998 787 Polymer induced multiphase generation in waterorganic solvent mixtures Strategies towards the design of triphasic and tetraphasic liquid systems US patent application 20050215443 Multiphase aqueous cleansing composition

1

2

3

4

3388

SISTEMAS TRIFASICOS DISOLVENTE NO POLAR MEZCLA ACUOSA BIFASICA POR EJEMPLO USANDO HEXANO HEPTANO CICLOHEXANO O ACEITE MINERAL COMO EL DISOLVENTE NO POLAR DISOLVENTE POLAR AGUA +SAL

EJEMPLO 100 ml ACEITE MINERAL 100 ml ISOPROPANOL 75 ml AGUA 35 g CLORURO DE CALCIO

DISOLVENTE NO POLAR POLIMERO A SOLUBLE EN AGUA POLIMERO B SOLUBLE EN AGUA AGUA

EJEMPLO HEXANO OXIDO DE POLIETILENO-AGUA DEXTRAN-AGUA

HUGO TORRENS

3390

SISTEMAS TRIFASICOS DISOLVENTE NO POLAR POLIMERO SOLUBLE EN AGUA AGUA+SAL EJEMPLO HEXANO OXIDO DE POLIETILENO-AGUA SULFATO DE SODIO-AGUA

DISOLVENTE NO POLAR A DISOLVENTE B POLIMERO SOLUBLE EN EL DISOLVENTE B Y AGUA AGUA EJEMPLO HEPTANO DICLOROMETANO OXIDO DE POLIETILENO AGUA

HUGO TORRENS

3392

SISTEMAS TRIFASICOS DISOLVENTE NO POLAR A DISOLVENTE B POLIMERO SOLUBLE EN EL DISOLVENTE B Y AGUA AGUA EJEMPLO 163 HEPTANO 217 DICLOROMETANO 95 OXIDO DE POLIETILENO 515 AGUA 01 SULFATO DE SODIO-AGUA DISOLVENTE NO POLAR SAL HIDROFOBICA AGUA EJEMPLO ISOOCTANO ALIQUAT 336 (METIL TRIOOCTIL AMONIO UN CATALIZADOR DE TRANSFERENCIA DE FASE) AGUA EJEMPLO CICLOHEXANO BMIM-PF6 (UN LIQUIDO IONICO) AGUA

HUGO TORRENS

3394

Page 19: distribución de cargas y sindepa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/3-FUERZAS-INTERMOLECULARES_18243.pdf23 kJ/mol (unas 15 veces más que la energía de las fuerzas de dispersión de London)

3350

HUGO TORRENS

INTERACCIONES

DIPOLO INDUCIDO

DIPOLO INSTANTANEO

FUERZAS DE LONDON

+ - + - - +

-

DIPOLO INDUCIDO + -

+ - -

3352

HUGO TORRENS

INTERACCIONES

FUERZAS DE LONDON

- +

DIPOLO INSTANTANEO - + - +

DIPOLO INSTANTANEO

DIPOLO INSTANTANEO

3353

HUGO TORRENS

INTERACCIONES

FUERZAS DE LONDON

FUERZAS DE LONDON

3354

HUGO TORRENS

PUENTES DE HIDROGENO

R H X Rrsquo

R H O Rrsquo

R H F Rrsquo

R H S Rrsquo

3356

HUGO TORRENS

RESUMEN

+ -

INTERACCION ION-ION MUY FUERTE

Na+---Cl-

H

O

H

+

INTERACCION ION-DIPOLO FUERTE

Na+---OH2

INTERACCION DIPOLO-DIPOLO FUERTE

H2O---H20

3358

HUGO TORRENS

RESUMEN

DEBIL INTERACCION ION-DIPOLO INDUCIDO

Cl----O=O + - -

MUY DEBIL INTERACCION DIPOLO-DIPOLO INDUCIDO

+ - H

O

H

H2O----O=O

3360

HUGO TORRENS

RESUMEN

INTERACCION FUERZAS DE LONDON-FUERZAS DE LONDON

MUY DEBIL

Ne---Ne

O=O---O=O

Dos vistas de la unioacuten de una moleacutecula de agua al grupo carboxilo terminal del Asp 32 superficial del citocromo cacute de Rodopseudomonas El agua se une a traveacutes de la parte positiva de su dipolo (uno de los hidroacutegenos) al oxiacutegeno anioacutenico del aspartato

Puentes de hidroacutegeno

En condiciones oacuteptimas la energiacutea de un enlace de hidroacutegeno puede alcanzar unos 23 kJmol (unas 15 veces maacutes que la energiacutea de las fuerzas de dispersioacuten de London) La fuerza relativamente alta de estos enlaces y su direccionalidad hacen que sean muy importantes en la estructura de las macromoleacuteculas Un ejemplo bien conocido es el emparejamiento de bases en el ADN Por ejemplo en este par GC perteneciente a un dodecaacutemero cuya estructura en disolucioacuten ha sido determinada por RMN lo que permite visualizar los aacutetomos de hidroacutegeno

Puentes de hidroacutegeno

La energiacutea del enlace de hidroacutegeno depende del aacutengulo de enlace es maacutexima cuando los tres aacutetomos (dador-hidroacutegeno-aceptor) estaacuten alineados y disminuye cuando se disponen en aacutengulo Es un enlace muy direccional aunque pequentildeas variaciones de hasta 20ordm no tienen demasiada importancia Por uacuteltimo la energiacutea de un enlace de hidroacutegeno depende de los aceptores y dadores De mayor a menor energiacutea de enlace tenemos las siguientes posibilidades

Puentes de hidroacutegeno

Por definicioacuten una sustancia es hidrofoacutebica si no es miscible con el agua Baacutesicamente la hidrofobicidad ocurre cuando la moleacutecula en cuestioacuten no es capaz de interaccionar con las moleacuteculas de agua ni por interacciones ioacuten-dipolo ni mediante puentes de hidroacutegeno Tal es el caso de los hidrocarburos saturados En esta situacioacuten las moleacuteculas de agua en la vecindad del hidrocarburo se orientan y se asocian formando una estructura parecida al hielo creaacutendose una especie de jaula de moleacuteculas de agua alrededor de la moleacutecula hidrofoacutebica Esta estructura se conoce como clatrato

Interacciones hidrofoacutebicas

Clatrato Modelo de una moleacutecula de ciclohexano (en amarillo no se muestran sus hidroacutegenos) rodeada de moleacuteculas de agua En la imagen de la derecha se han eliminado las moleacuteculas delanteras para poder apreciar la estructura de la jaula y la falta de enlaces entre el ciclohexano y el agua

Una moleacutecula que no pueda interaccionar con el agua incrementa el orden del agua a su alrededor es decir disminuye la entropiacutea del agua Supongamos que tenemos dos moleacuteculas de un hidrocarburo

El sistema agua + hidrocarburo puede estar en dos estados diferentes

Estado 1 Las dos moleacuteculas de hidrocarburo estaacuten separadas y cada una tiene su propia jaula de moleacuteculas de agua ordenadas alrededor

Estado 2 Las dos moleacuteculas de hidrocarburo estaacuten juntas compartiendo una jaula de moleacuteculas de agua comuacuten El nuacutemero total de moleacuteculas de agua que forman el clatrato es menor por lo que parte de las moleacuteculas que estaban fijas estaacute libres en la disolucioacuten (cuente las moleacuteculas)

Simulacioacuten de una bicapa lipiacutedica de fosfatidilcolina en estado fluiacutedo Las moleacuteculas de agua muy desorganizadas pero unidas entre siacute por puentes de hidroacutegeno se encuentran en las dos caras de la bicapa No atraviesan el interior de la membrana altamente hidrofoacutebico En este interior las cadenas de aacutecidos grasos estaacuten estrechamente unidas La estructura es muy dinaacutemica -el interior es praacutecticamente un fluido bidimensional- pero resulta muy estable debido al intenso efecto hidrofoacutebico

EXTREMO HIDROFILICO POLAR

EXTREMO HIDROFILICO POLAR

EXTREMOS HIDROFOBIVOS NO POLARES

HUGO TORRENS

3396

MOMENTOS DIPOLARES (D) PARA MOLECULAS AB2

MOLECULA

CO2 0

CS2 0

HgX2 0

N2O 0166

SCTe 0173

HCP 039

OCS 07124

OCSe 073

FCN 217

ClCN 282

HCN 298

CsOH 75

HUGO TORRENS

3334

MOMENTOS DIPOLARES (D) DE COMPUESTOS DE PLATINO

MOLECULA -cis -trans

PtI2(PEt3)2 82 0

PtBr2(PEt3)2 112 0

PtCl2(PEt3)2 109 0

PtCl2(AsEt3)2 105 0

PtCl2(SbEt3)2 92 0

PtCl2(PBu3)2 115 0

PtCl2(PPr3)2 115 0

PtCl2(PMe3)2 131 0

PtMeCl(PEt3)2 84 340

HUGO TORRENS

3342

3380

HUGO TORRENS

LITIO FLOTANDO EN ACEITE QUE A SU VEZ FLOTA EN AGUA SISTEMA TRIFASICO LIQUIDO-LIQUIDO-SOLIDO

LOS SISTEMAS BIFASICOS LIQUIDOS SON MUY COMUNES Y NORMALMENTE CONSISTEN DE UN DISOLVENTE ORGANICO CON UNA FASE ACUOSA (AGUA Y ACEITE) LAS MULTIFASES LIQUIDAS SON RARAS Y SOLO SE CONOCEN LAS TRI Y TETRAFASICAS QUE SE USAN PARA PROCESOS DE EXTRACCION LIQUIDO-LIQUIDO ES POSIBLE OBTENER SISTEMAS DE MULTIPLES FASES ACOMODANDO CAPAS DE LIQUIDOS NO POLARES Y FASES ACUOSAS DE DENSIDAD DECRECIENTE SIN EMBARGO SI ESTOS SISTEMAS SE AGITAN NO SE SEPARARAN DE NUEVO LAS FASES INICIALES COMO EN LOS SISTEMAS MULTIFASICOS GENUINOS

HUGO TORRENS

3382

ORGANICO NORMAL = 0 1

AGUA 0 2

SISTEMA TRIFASICO

ORGANICO FLUORADO = 0 3

POR EJEMPLO

EN LOS SISTEMAS AGUA + 2-HEPTANONA + CAPROLACTAMA + SULFATO DE AMONIO Y AGUA + BENCENO + CAPROLACTAMA + SULFATO DE AMONIO SE ENCUENTRAN EQUIBRIOS ENTRE TRES FASES LIQUIDAS

HUGO TORRENS

3384

ALGUNAS MACROMOLECULAS SOLUBLES MUESTRAN UN COMPORTAMIENTO PECULIAR EN DISOLUCION PERMITIENDO

OBTENER TRES FASES LIQUIDAS MUTUAMEMENTE INSOLUBLES CON

AGUA-DICLOROMETANO-PERFLUOROMETILCICLOHEXANO

Chem Commun 2005 1034 - 1036

ESTOS POLIMEROS PUEDEN SER USADOS COMO SOPORTES PARA REACTIVOS O CATALIZADORES CUYA PREFERENCIA DE SOLUBILIDAD PUEDE MODULARSE EN PROCESOS DE SEPARACION

2

3

1

HUGO TORRENS

3386

SISTEMAS TETRAFASICOS 1 DISOLVENTE NO POLAR A 2 DISOLVENTE B 3 POLIMERO SOLUBLE EN DISOLVENTE B Y AGUA 4 SAL + AGUA

EJEMPLO 1 109 HEPTANO 2 155 DICLOROMETANO 3 71 OXIDO DE POLIETILENO 4 665 SULFATO DE SODIO (gt 01) EN AGUA

Chem Commun 1998 787 Polymer induced multiphase generation in waterorganic solvent mixtures Strategies towards the design of triphasic and tetraphasic liquid systems US patent application 20050215443 Multiphase aqueous cleansing composition

1

2

3

4

3388

SISTEMAS TRIFASICOS DISOLVENTE NO POLAR MEZCLA ACUOSA BIFASICA POR EJEMPLO USANDO HEXANO HEPTANO CICLOHEXANO O ACEITE MINERAL COMO EL DISOLVENTE NO POLAR DISOLVENTE POLAR AGUA +SAL

EJEMPLO 100 ml ACEITE MINERAL 100 ml ISOPROPANOL 75 ml AGUA 35 g CLORURO DE CALCIO

DISOLVENTE NO POLAR POLIMERO A SOLUBLE EN AGUA POLIMERO B SOLUBLE EN AGUA AGUA

EJEMPLO HEXANO OXIDO DE POLIETILENO-AGUA DEXTRAN-AGUA

HUGO TORRENS

3390

SISTEMAS TRIFASICOS DISOLVENTE NO POLAR POLIMERO SOLUBLE EN AGUA AGUA+SAL EJEMPLO HEXANO OXIDO DE POLIETILENO-AGUA SULFATO DE SODIO-AGUA

DISOLVENTE NO POLAR A DISOLVENTE B POLIMERO SOLUBLE EN EL DISOLVENTE B Y AGUA AGUA EJEMPLO HEPTANO DICLOROMETANO OXIDO DE POLIETILENO AGUA

HUGO TORRENS

3392

SISTEMAS TRIFASICOS DISOLVENTE NO POLAR A DISOLVENTE B POLIMERO SOLUBLE EN EL DISOLVENTE B Y AGUA AGUA EJEMPLO 163 HEPTANO 217 DICLOROMETANO 95 OXIDO DE POLIETILENO 515 AGUA 01 SULFATO DE SODIO-AGUA DISOLVENTE NO POLAR SAL HIDROFOBICA AGUA EJEMPLO ISOOCTANO ALIQUAT 336 (METIL TRIOOCTIL AMONIO UN CATALIZADOR DE TRANSFERENCIA DE FASE) AGUA EJEMPLO CICLOHEXANO BMIM-PF6 (UN LIQUIDO IONICO) AGUA

HUGO TORRENS

3394

Page 20: distribución de cargas y sindepa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/3-FUERZAS-INTERMOLECULARES_18243.pdf23 kJ/mol (unas 15 veces más que la energía de las fuerzas de dispersión de London)

3352

HUGO TORRENS

INTERACCIONES

FUERZAS DE LONDON

- +

DIPOLO INSTANTANEO - + - +

DIPOLO INSTANTANEO

DIPOLO INSTANTANEO

3353

HUGO TORRENS

INTERACCIONES

FUERZAS DE LONDON

FUERZAS DE LONDON

3354

HUGO TORRENS

PUENTES DE HIDROGENO

R H X Rrsquo

R H O Rrsquo

R H F Rrsquo

R H S Rrsquo

3356

HUGO TORRENS

RESUMEN

+ -

INTERACCION ION-ION MUY FUERTE

Na+---Cl-

H

O

H

+

INTERACCION ION-DIPOLO FUERTE

Na+---OH2

INTERACCION DIPOLO-DIPOLO FUERTE

H2O---H20

3358

HUGO TORRENS

RESUMEN

DEBIL INTERACCION ION-DIPOLO INDUCIDO

Cl----O=O + - -

MUY DEBIL INTERACCION DIPOLO-DIPOLO INDUCIDO

+ - H

O

H

H2O----O=O

3360

HUGO TORRENS

RESUMEN

INTERACCION FUERZAS DE LONDON-FUERZAS DE LONDON

MUY DEBIL

Ne---Ne

O=O---O=O

Dos vistas de la unioacuten de una moleacutecula de agua al grupo carboxilo terminal del Asp 32 superficial del citocromo cacute de Rodopseudomonas El agua se une a traveacutes de la parte positiva de su dipolo (uno de los hidroacutegenos) al oxiacutegeno anioacutenico del aspartato

Puentes de hidroacutegeno

En condiciones oacuteptimas la energiacutea de un enlace de hidroacutegeno puede alcanzar unos 23 kJmol (unas 15 veces maacutes que la energiacutea de las fuerzas de dispersioacuten de London) La fuerza relativamente alta de estos enlaces y su direccionalidad hacen que sean muy importantes en la estructura de las macromoleacuteculas Un ejemplo bien conocido es el emparejamiento de bases en el ADN Por ejemplo en este par GC perteneciente a un dodecaacutemero cuya estructura en disolucioacuten ha sido determinada por RMN lo que permite visualizar los aacutetomos de hidroacutegeno

Puentes de hidroacutegeno

La energiacutea del enlace de hidroacutegeno depende del aacutengulo de enlace es maacutexima cuando los tres aacutetomos (dador-hidroacutegeno-aceptor) estaacuten alineados y disminuye cuando se disponen en aacutengulo Es un enlace muy direccional aunque pequentildeas variaciones de hasta 20ordm no tienen demasiada importancia Por uacuteltimo la energiacutea de un enlace de hidroacutegeno depende de los aceptores y dadores De mayor a menor energiacutea de enlace tenemos las siguientes posibilidades

Puentes de hidroacutegeno

Por definicioacuten una sustancia es hidrofoacutebica si no es miscible con el agua Baacutesicamente la hidrofobicidad ocurre cuando la moleacutecula en cuestioacuten no es capaz de interaccionar con las moleacuteculas de agua ni por interacciones ioacuten-dipolo ni mediante puentes de hidroacutegeno Tal es el caso de los hidrocarburos saturados En esta situacioacuten las moleacuteculas de agua en la vecindad del hidrocarburo se orientan y se asocian formando una estructura parecida al hielo creaacutendose una especie de jaula de moleacuteculas de agua alrededor de la moleacutecula hidrofoacutebica Esta estructura se conoce como clatrato

Interacciones hidrofoacutebicas

Clatrato Modelo de una moleacutecula de ciclohexano (en amarillo no se muestran sus hidroacutegenos) rodeada de moleacuteculas de agua En la imagen de la derecha se han eliminado las moleacuteculas delanteras para poder apreciar la estructura de la jaula y la falta de enlaces entre el ciclohexano y el agua

Una moleacutecula que no pueda interaccionar con el agua incrementa el orden del agua a su alrededor es decir disminuye la entropiacutea del agua Supongamos que tenemos dos moleacuteculas de un hidrocarburo

El sistema agua + hidrocarburo puede estar en dos estados diferentes

Estado 1 Las dos moleacuteculas de hidrocarburo estaacuten separadas y cada una tiene su propia jaula de moleacuteculas de agua ordenadas alrededor

Estado 2 Las dos moleacuteculas de hidrocarburo estaacuten juntas compartiendo una jaula de moleacuteculas de agua comuacuten El nuacutemero total de moleacuteculas de agua que forman el clatrato es menor por lo que parte de las moleacuteculas que estaban fijas estaacute libres en la disolucioacuten (cuente las moleacuteculas)

Simulacioacuten de una bicapa lipiacutedica de fosfatidilcolina en estado fluiacutedo Las moleacuteculas de agua muy desorganizadas pero unidas entre siacute por puentes de hidroacutegeno se encuentran en las dos caras de la bicapa No atraviesan el interior de la membrana altamente hidrofoacutebico En este interior las cadenas de aacutecidos grasos estaacuten estrechamente unidas La estructura es muy dinaacutemica -el interior es praacutecticamente un fluido bidimensional- pero resulta muy estable debido al intenso efecto hidrofoacutebico

EXTREMO HIDROFILICO POLAR

EXTREMO HIDROFILICO POLAR

EXTREMOS HIDROFOBIVOS NO POLARES

HUGO TORRENS

3396

MOMENTOS DIPOLARES (D) PARA MOLECULAS AB2

MOLECULA

CO2 0

CS2 0

HgX2 0

N2O 0166

SCTe 0173

HCP 039

OCS 07124

OCSe 073

FCN 217

ClCN 282

HCN 298

CsOH 75

HUGO TORRENS

3334

MOMENTOS DIPOLARES (D) DE COMPUESTOS DE PLATINO

MOLECULA -cis -trans

PtI2(PEt3)2 82 0

PtBr2(PEt3)2 112 0

PtCl2(PEt3)2 109 0

PtCl2(AsEt3)2 105 0

PtCl2(SbEt3)2 92 0

PtCl2(PBu3)2 115 0

PtCl2(PPr3)2 115 0

PtCl2(PMe3)2 131 0

PtMeCl(PEt3)2 84 340

HUGO TORRENS

3342

3380

HUGO TORRENS

LITIO FLOTANDO EN ACEITE QUE A SU VEZ FLOTA EN AGUA SISTEMA TRIFASICO LIQUIDO-LIQUIDO-SOLIDO

LOS SISTEMAS BIFASICOS LIQUIDOS SON MUY COMUNES Y NORMALMENTE CONSISTEN DE UN DISOLVENTE ORGANICO CON UNA FASE ACUOSA (AGUA Y ACEITE) LAS MULTIFASES LIQUIDAS SON RARAS Y SOLO SE CONOCEN LAS TRI Y TETRAFASICAS QUE SE USAN PARA PROCESOS DE EXTRACCION LIQUIDO-LIQUIDO ES POSIBLE OBTENER SISTEMAS DE MULTIPLES FASES ACOMODANDO CAPAS DE LIQUIDOS NO POLARES Y FASES ACUOSAS DE DENSIDAD DECRECIENTE SIN EMBARGO SI ESTOS SISTEMAS SE AGITAN NO SE SEPARARAN DE NUEVO LAS FASES INICIALES COMO EN LOS SISTEMAS MULTIFASICOS GENUINOS

HUGO TORRENS

3382

ORGANICO NORMAL = 0 1

AGUA 0 2

SISTEMA TRIFASICO

ORGANICO FLUORADO = 0 3

POR EJEMPLO

EN LOS SISTEMAS AGUA + 2-HEPTANONA + CAPROLACTAMA + SULFATO DE AMONIO Y AGUA + BENCENO + CAPROLACTAMA + SULFATO DE AMONIO SE ENCUENTRAN EQUIBRIOS ENTRE TRES FASES LIQUIDAS

HUGO TORRENS

3384

ALGUNAS MACROMOLECULAS SOLUBLES MUESTRAN UN COMPORTAMIENTO PECULIAR EN DISOLUCION PERMITIENDO

OBTENER TRES FASES LIQUIDAS MUTUAMEMENTE INSOLUBLES CON

AGUA-DICLOROMETANO-PERFLUOROMETILCICLOHEXANO

Chem Commun 2005 1034 - 1036

ESTOS POLIMEROS PUEDEN SER USADOS COMO SOPORTES PARA REACTIVOS O CATALIZADORES CUYA PREFERENCIA DE SOLUBILIDAD PUEDE MODULARSE EN PROCESOS DE SEPARACION

2

3

1

HUGO TORRENS

3386

SISTEMAS TETRAFASICOS 1 DISOLVENTE NO POLAR A 2 DISOLVENTE B 3 POLIMERO SOLUBLE EN DISOLVENTE B Y AGUA 4 SAL + AGUA

EJEMPLO 1 109 HEPTANO 2 155 DICLOROMETANO 3 71 OXIDO DE POLIETILENO 4 665 SULFATO DE SODIO (gt 01) EN AGUA

Chem Commun 1998 787 Polymer induced multiphase generation in waterorganic solvent mixtures Strategies towards the design of triphasic and tetraphasic liquid systems US patent application 20050215443 Multiphase aqueous cleansing composition

1

2

3

4

3388

SISTEMAS TRIFASICOS DISOLVENTE NO POLAR MEZCLA ACUOSA BIFASICA POR EJEMPLO USANDO HEXANO HEPTANO CICLOHEXANO O ACEITE MINERAL COMO EL DISOLVENTE NO POLAR DISOLVENTE POLAR AGUA +SAL

EJEMPLO 100 ml ACEITE MINERAL 100 ml ISOPROPANOL 75 ml AGUA 35 g CLORURO DE CALCIO

DISOLVENTE NO POLAR POLIMERO A SOLUBLE EN AGUA POLIMERO B SOLUBLE EN AGUA AGUA

EJEMPLO HEXANO OXIDO DE POLIETILENO-AGUA DEXTRAN-AGUA

HUGO TORRENS

3390

SISTEMAS TRIFASICOS DISOLVENTE NO POLAR POLIMERO SOLUBLE EN AGUA AGUA+SAL EJEMPLO HEXANO OXIDO DE POLIETILENO-AGUA SULFATO DE SODIO-AGUA

DISOLVENTE NO POLAR A DISOLVENTE B POLIMERO SOLUBLE EN EL DISOLVENTE B Y AGUA AGUA EJEMPLO HEPTANO DICLOROMETANO OXIDO DE POLIETILENO AGUA

HUGO TORRENS

3392

SISTEMAS TRIFASICOS DISOLVENTE NO POLAR A DISOLVENTE B POLIMERO SOLUBLE EN EL DISOLVENTE B Y AGUA AGUA EJEMPLO 163 HEPTANO 217 DICLOROMETANO 95 OXIDO DE POLIETILENO 515 AGUA 01 SULFATO DE SODIO-AGUA DISOLVENTE NO POLAR SAL HIDROFOBICA AGUA EJEMPLO ISOOCTANO ALIQUAT 336 (METIL TRIOOCTIL AMONIO UN CATALIZADOR DE TRANSFERENCIA DE FASE) AGUA EJEMPLO CICLOHEXANO BMIM-PF6 (UN LIQUIDO IONICO) AGUA

HUGO TORRENS

3394

Page 21: distribución de cargas y sindepa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/3-FUERZAS-INTERMOLECULARES_18243.pdf23 kJ/mol (unas 15 veces más que la energía de las fuerzas de dispersión de London)

3353

HUGO TORRENS

INTERACCIONES

FUERZAS DE LONDON

FUERZAS DE LONDON

3354

HUGO TORRENS

PUENTES DE HIDROGENO

R H X Rrsquo

R H O Rrsquo

R H F Rrsquo

R H S Rrsquo

3356

HUGO TORRENS

RESUMEN

+ -

INTERACCION ION-ION MUY FUERTE

Na+---Cl-

H

O

H

+

INTERACCION ION-DIPOLO FUERTE

Na+---OH2

INTERACCION DIPOLO-DIPOLO FUERTE

H2O---H20

3358

HUGO TORRENS

RESUMEN

DEBIL INTERACCION ION-DIPOLO INDUCIDO

Cl----O=O + - -

MUY DEBIL INTERACCION DIPOLO-DIPOLO INDUCIDO

+ - H

O

H

H2O----O=O

3360

HUGO TORRENS

RESUMEN

INTERACCION FUERZAS DE LONDON-FUERZAS DE LONDON

MUY DEBIL

Ne---Ne

O=O---O=O

Dos vistas de la unioacuten de una moleacutecula de agua al grupo carboxilo terminal del Asp 32 superficial del citocromo cacute de Rodopseudomonas El agua se une a traveacutes de la parte positiva de su dipolo (uno de los hidroacutegenos) al oxiacutegeno anioacutenico del aspartato

Puentes de hidroacutegeno

En condiciones oacuteptimas la energiacutea de un enlace de hidroacutegeno puede alcanzar unos 23 kJmol (unas 15 veces maacutes que la energiacutea de las fuerzas de dispersioacuten de London) La fuerza relativamente alta de estos enlaces y su direccionalidad hacen que sean muy importantes en la estructura de las macromoleacuteculas Un ejemplo bien conocido es el emparejamiento de bases en el ADN Por ejemplo en este par GC perteneciente a un dodecaacutemero cuya estructura en disolucioacuten ha sido determinada por RMN lo que permite visualizar los aacutetomos de hidroacutegeno

Puentes de hidroacutegeno

La energiacutea del enlace de hidroacutegeno depende del aacutengulo de enlace es maacutexima cuando los tres aacutetomos (dador-hidroacutegeno-aceptor) estaacuten alineados y disminuye cuando se disponen en aacutengulo Es un enlace muy direccional aunque pequentildeas variaciones de hasta 20ordm no tienen demasiada importancia Por uacuteltimo la energiacutea de un enlace de hidroacutegeno depende de los aceptores y dadores De mayor a menor energiacutea de enlace tenemos las siguientes posibilidades

Puentes de hidroacutegeno

Por definicioacuten una sustancia es hidrofoacutebica si no es miscible con el agua Baacutesicamente la hidrofobicidad ocurre cuando la moleacutecula en cuestioacuten no es capaz de interaccionar con las moleacuteculas de agua ni por interacciones ioacuten-dipolo ni mediante puentes de hidroacutegeno Tal es el caso de los hidrocarburos saturados En esta situacioacuten las moleacuteculas de agua en la vecindad del hidrocarburo se orientan y se asocian formando una estructura parecida al hielo creaacutendose una especie de jaula de moleacuteculas de agua alrededor de la moleacutecula hidrofoacutebica Esta estructura se conoce como clatrato

Interacciones hidrofoacutebicas

Clatrato Modelo de una moleacutecula de ciclohexano (en amarillo no se muestran sus hidroacutegenos) rodeada de moleacuteculas de agua En la imagen de la derecha se han eliminado las moleacuteculas delanteras para poder apreciar la estructura de la jaula y la falta de enlaces entre el ciclohexano y el agua

Una moleacutecula que no pueda interaccionar con el agua incrementa el orden del agua a su alrededor es decir disminuye la entropiacutea del agua Supongamos que tenemos dos moleacuteculas de un hidrocarburo

El sistema agua + hidrocarburo puede estar en dos estados diferentes

Estado 1 Las dos moleacuteculas de hidrocarburo estaacuten separadas y cada una tiene su propia jaula de moleacuteculas de agua ordenadas alrededor

Estado 2 Las dos moleacuteculas de hidrocarburo estaacuten juntas compartiendo una jaula de moleacuteculas de agua comuacuten El nuacutemero total de moleacuteculas de agua que forman el clatrato es menor por lo que parte de las moleacuteculas que estaban fijas estaacute libres en la disolucioacuten (cuente las moleacuteculas)

Simulacioacuten de una bicapa lipiacutedica de fosfatidilcolina en estado fluiacutedo Las moleacuteculas de agua muy desorganizadas pero unidas entre siacute por puentes de hidroacutegeno se encuentran en las dos caras de la bicapa No atraviesan el interior de la membrana altamente hidrofoacutebico En este interior las cadenas de aacutecidos grasos estaacuten estrechamente unidas La estructura es muy dinaacutemica -el interior es praacutecticamente un fluido bidimensional- pero resulta muy estable debido al intenso efecto hidrofoacutebico

EXTREMO HIDROFILICO POLAR

EXTREMO HIDROFILICO POLAR

EXTREMOS HIDROFOBIVOS NO POLARES

HUGO TORRENS

3396

MOMENTOS DIPOLARES (D) PARA MOLECULAS AB2

MOLECULA

CO2 0

CS2 0

HgX2 0

N2O 0166

SCTe 0173

HCP 039

OCS 07124

OCSe 073

FCN 217

ClCN 282

HCN 298

CsOH 75

HUGO TORRENS

3334

MOMENTOS DIPOLARES (D) DE COMPUESTOS DE PLATINO

MOLECULA -cis -trans

PtI2(PEt3)2 82 0

PtBr2(PEt3)2 112 0

PtCl2(PEt3)2 109 0

PtCl2(AsEt3)2 105 0

PtCl2(SbEt3)2 92 0

PtCl2(PBu3)2 115 0

PtCl2(PPr3)2 115 0

PtCl2(PMe3)2 131 0

PtMeCl(PEt3)2 84 340

HUGO TORRENS

3342

3380

HUGO TORRENS

LITIO FLOTANDO EN ACEITE QUE A SU VEZ FLOTA EN AGUA SISTEMA TRIFASICO LIQUIDO-LIQUIDO-SOLIDO

LOS SISTEMAS BIFASICOS LIQUIDOS SON MUY COMUNES Y NORMALMENTE CONSISTEN DE UN DISOLVENTE ORGANICO CON UNA FASE ACUOSA (AGUA Y ACEITE) LAS MULTIFASES LIQUIDAS SON RARAS Y SOLO SE CONOCEN LAS TRI Y TETRAFASICAS QUE SE USAN PARA PROCESOS DE EXTRACCION LIQUIDO-LIQUIDO ES POSIBLE OBTENER SISTEMAS DE MULTIPLES FASES ACOMODANDO CAPAS DE LIQUIDOS NO POLARES Y FASES ACUOSAS DE DENSIDAD DECRECIENTE SIN EMBARGO SI ESTOS SISTEMAS SE AGITAN NO SE SEPARARAN DE NUEVO LAS FASES INICIALES COMO EN LOS SISTEMAS MULTIFASICOS GENUINOS

HUGO TORRENS

3382

ORGANICO NORMAL = 0 1

AGUA 0 2

SISTEMA TRIFASICO

ORGANICO FLUORADO = 0 3

POR EJEMPLO

EN LOS SISTEMAS AGUA + 2-HEPTANONA + CAPROLACTAMA + SULFATO DE AMONIO Y AGUA + BENCENO + CAPROLACTAMA + SULFATO DE AMONIO SE ENCUENTRAN EQUIBRIOS ENTRE TRES FASES LIQUIDAS

HUGO TORRENS

3384

ALGUNAS MACROMOLECULAS SOLUBLES MUESTRAN UN COMPORTAMIENTO PECULIAR EN DISOLUCION PERMITIENDO

OBTENER TRES FASES LIQUIDAS MUTUAMEMENTE INSOLUBLES CON

AGUA-DICLOROMETANO-PERFLUOROMETILCICLOHEXANO

Chem Commun 2005 1034 - 1036

ESTOS POLIMEROS PUEDEN SER USADOS COMO SOPORTES PARA REACTIVOS O CATALIZADORES CUYA PREFERENCIA DE SOLUBILIDAD PUEDE MODULARSE EN PROCESOS DE SEPARACION

2

3

1

HUGO TORRENS

3386

SISTEMAS TETRAFASICOS 1 DISOLVENTE NO POLAR A 2 DISOLVENTE B 3 POLIMERO SOLUBLE EN DISOLVENTE B Y AGUA 4 SAL + AGUA

EJEMPLO 1 109 HEPTANO 2 155 DICLOROMETANO 3 71 OXIDO DE POLIETILENO 4 665 SULFATO DE SODIO (gt 01) EN AGUA

Chem Commun 1998 787 Polymer induced multiphase generation in waterorganic solvent mixtures Strategies towards the design of triphasic and tetraphasic liquid systems US patent application 20050215443 Multiphase aqueous cleansing composition

1

2

3

4

3388

SISTEMAS TRIFASICOS DISOLVENTE NO POLAR MEZCLA ACUOSA BIFASICA POR EJEMPLO USANDO HEXANO HEPTANO CICLOHEXANO O ACEITE MINERAL COMO EL DISOLVENTE NO POLAR DISOLVENTE POLAR AGUA +SAL

EJEMPLO 100 ml ACEITE MINERAL 100 ml ISOPROPANOL 75 ml AGUA 35 g CLORURO DE CALCIO

DISOLVENTE NO POLAR POLIMERO A SOLUBLE EN AGUA POLIMERO B SOLUBLE EN AGUA AGUA

EJEMPLO HEXANO OXIDO DE POLIETILENO-AGUA DEXTRAN-AGUA

HUGO TORRENS

3390

SISTEMAS TRIFASICOS DISOLVENTE NO POLAR POLIMERO SOLUBLE EN AGUA AGUA+SAL EJEMPLO HEXANO OXIDO DE POLIETILENO-AGUA SULFATO DE SODIO-AGUA

DISOLVENTE NO POLAR A DISOLVENTE B POLIMERO SOLUBLE EN EL DISOLVENTE B Y AGUA AGUA EJEMPLO HEPTANO DICLOROMETANO OXIDO DE POLIETILENO AGUA

HUGO TORRENS

3392

SISTEMAS TRIFASICOS DISOLVENTE NO POLAR A DISOLVENTE B POLIMERO SOLUBLE EN EL DISOLVENTE B Y AGUA AGUA EJEMPLO 163 HEPTANO 217 DICLOROMETANO 95 OXIDO DE POLIETILENO 515 AGUA 01 SULFATO DE SODIO-AGUA DISOLVENTE NO POLAR SAL HIDROFOBICA AGUA EJEMPLO ISOOCTANO ALIQUAT 336 (METIL TRIOOCTIL AMONIO UN CATALIZADOR DE TRANSFERENCIA DE FASE) AGUA EJEMPLO CICLOHEXANO BMIM-PF6 (UN LIQUIDO IONICO) AGUA

HUGO TORRENS

3394

Page 22: distribución de cargas y sindepa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/3-FUERZAS-INTERMOLECULARES_18243.pdf23 kJ/mol (unas 15 veces más que la energía de las fuerzas de dispersión de London)

3354

HUGO TORRENS

PUENTES DE HIDROGENO

R H X Rrsquo

R H O Rrsquo

R H F Rrsquo

R H S Rrsquo

3356

HUGO TORRENS

RESUMEN

+ -

INTERACCION ION-ION MUY FUERTE

Na+---Cl-

H

O

H

+

INTERACCION ION-DIPOLO FUERTE

Na+---OH2

INTERACCION DIPOLO-DIPOLO FUERTE

H2O---H20

3358

HUGO TORRENS

RESUMEN

DEBIL INTERACCION ION-DIPOLO INDUCIDO

Cl----O=O + - -

MUY DEBIL INTERACCION DIPOLO-DIPOLO INDUCIDO

+ - H

O

H

H2O----O=O

3360

HUGO TORRENS

RESUMEN

INTERACCION FUERZAS DE LONDON-FUERZAS DE LONDON

MUY DEBIL

Ne---Ne

O=O---O=O

Dos vistas de la unioacuten de una moleacutecula de agua al grupo carboxilo terminal del Asp 32 superficial del citocromo cacute de Rodopseudomonas El agua se une a traveacutes de la parte positiva de su dipolo (uno de los hidroacutegenos) al oxiacutegeno anioacutenico del aspartato

Puentes de hidroacutegeno

En condiciones oacuteptimas la energiacutea de un enlace de hidroacutegeno puede alcanzar unos 23 kJmol (unas 15 veces maacutes que la energiacutea de las fuerzas de dispersioacuten de London) La fuerza relativamente alta de estos enlaces y su direccionalidad hacen que sean muy importantes en la estructura de las macromoleacuteculas Un ejemplo bien conocido es el emparejamiento de bases en el ADN Por ejemplo en este par GC perteneciente a un dodecaacutemero cuya estructura en disolucioacuten ha sido determinada por RMN lo que permite visualizar los aacutetomos de hidroacutegeno

Puentes de hidroacutegeno

La energiacutea del enlace de hidroacutegeno depende del aacutengulo de enlace es maacutexima cuando los tres aacutetomos (dador-hidroacutegeno-aceptor) estaacuten alineados y disminuye cuando se disponen en aacutengulo Es un enlace muy direccional aunque pequentildeas variaciones de hasta 20ordm no tienen demasiada importancia Por uacuteltimo la energiacutea de un enlace de hidroacutegeno depende de los aceptores y dadores De mayor a menor energiacutea de enlace tenemos las siguientes posibilidades

Puentes de hidroacutegeno

Por definicioacuten una sustancia es hidrofoacutebica si no es miscible con el agua Baacutesicamente la hidrofobicidad ocurre cuando la moleacutecula en cuestioacuten no es capaz de interaccionar con las moleacuteculas de agua ni por interacciones ioacuten-dipolo ni mediante puentes de hidroacutegeno Tal es el caso de los hidrocarburos saturados En esta situacioacuten las moleacuteculas de agua en la vecindad del hidrocarburo se orientan y se asocian formando una estructura parecida al hielo creaacutendose una especie de jaula de moleacuteculas de agua alrededor de la moleacutecula hidrofoacutebica Esta estructura se conoce como clatrato

Interacciones hidrofoacutebicas

Clatrato Modelo de una moleacutecula de ciclohexano (en amarillo no se muestran sus hidroacutegenos) rodeada de moleacuteculas de agua En la imagen de la derecha se han eliminado las moleacuteculas delanteras para poder apreciar la estructura de la jaula y la falta de enlaces entre el ciclohexano y el agua

Una moleacutecula que no pueda interaccionar con el agua incrementa el orden del agua a su alrededor es decir disminuye la entropiacutea del agua Supongamos que tenemos dos moleacuteculas de un hidrocarburo

El sistema agua + hidrocarburo puede estar en dos estados diferentes

Estado 1 Las dos moleacuteculas de hidrocarburo estaacuten separadas y cada una tiene su propia jaula de moleacuteculas de agua ordenadas alrededor

Estado 2 Las dos moleacuteculas de hidrocarburo estaacuten juntas compartiendo una jaula de moleacuteculas de agua comuacuten El nuacutemero total de moleacuteculas de agua que forman el clatrato es menor por lo que parte de las moleacuteculas que estaban fijas estaacute libres en la disolucioacuten (cuente las moleacuteculas)

Simulacioacuten de una bicapa lipiacutedica de fosfatidilcolina en estado fluiacutedo Las moleacuteculas de agua muy desorganizadas pero unidas entre siacute por puentes de hidroacutegeno se encuentran en las dos caras de la bicapa No atraviesan el interior de la membrana altamente hidrofoacutebico En este interior las cadenas de aacutecidos grasos estaacuten estrechamente unidas La estructura es muy dinaacutemica -el interior es praacutecticamente un fluido bidimensional- pero resulta muy estable debido al intenso efecto hidrofoacutebico

EXTREMO HIDROFILICO POLAR

EXTREMO HIDROFILICO POLAR

EXTREMOS HIDROFOBIVOS NO POLARES

HUGO TORRENS

3396

MOMENTOS DIPOLARES (D) PARA MOLECULAS AB2

MOLECULA

CO2 0

CS2 0

HgX2 0

N2O 0166

SCTe 0173

HCP 039

OCS 07124

OCSe 073

FCN 217

ClCN 282

HCN 298

CsOH 75

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3334

MOMENTOS DIPOLARES (D) DE COMPUESTOS DE PLATINO

MOLECULA -cis -trans

PtI2(PEt3)2 82 0

PtBr2(PEt3)2 112 0

PtCl2(PEt3)2 109 0

PtCl2(AsEt3)2 105 0

PtCl2(SbEt3)2 92 0

PtCl2(PBu3)2 115 0

PtCl2(PPr3)2 115 0

PtCl2(PMe3)2 131 0

PtMeCl(PEt3)2 84 340

HUGO TORRENS

3342

3380

HUGO TORRENS

LITIO FLOTANDO EN ACEITE QUE A SU VEZ FLOTA EN AGUA SISTEMA TRIFASICO LIQUIDO-LIQUIDO-SOLIDO

LOS SISTEMAS BIFASICOS LIQUIDOS SON MUY COMUNES Y NORMALMENTE CONSISTEN DE UN DISOLVENTE ORGANICO CON UNA FASE ACUOSA (AGUA Y ACEITE) LAS MULTIFASES LIQUIDAS SON RARAS Y SOLO SE CONOCEN LAS TRI Y TETRAFASICAS QUE SE USAN PARA PROCESOS DE EXTRACCION LIQUIDO-LIQUIDO ES POSIBLE OBTENER SISTEMAS DE MULTIPLES FASES ACOMODANDO CAPAS DE LIQUIDOS NO POLARES Y FASES ACUOSAS DE DENSIDAD DECRECIENTE SIN EMBARGO SI ESTOS SISTEMAS SE AGITAN NO SE SEPARARAN DE NUEVO LAS FASES INICIALES COMO EN LOS SISTEMAS MULTIFASICOS GENUINOS

HUGO TORRENS

3382

ORGANICO NORMAL = 0 1

AGUA 0 2

SISTEMA TRIFASICO

ORGANICO FLUORADO = 0 3

POR EJEMPLO

EN LOS SISTEMAS AGUA + 2-HEPTANONA + CAPROLACTAMA + SULFATO DE AMONIO Y AGUA + BENCENO + CAPROLACTAMA + SULFATO DE AMONIO SE ENCUENTRAN EQUIBRIOS ENTRE TRES FASES LIQUIDAS

HUGO TORRENS

3384

ALGUNAS MACROMOLECULAS SOLUBLES MUESTRAN UN COMPORTAMIENTO PECULIAR EN DISOLUCION PERMITIENDO

OBTENER TRES FASES LIQUIDAS MUTUAMEMENTE INSOLUBLES CON

AGUA-DICLOROMETANO-PERFLUOROMETILCICLOHEXANO

Chem Commun 2005 1034 - 1036

ESTOS POLIMEROS PUEDEN SER USADOS COMO SOPORTES PARA REACTIVOS O CATALIZADORES CUYA PREFERENCIA DE SOLUBILIDAD PUEDE MODULARSE EN PROCESOS DE SEPARACION

2

3

1

HUGO TORRENS

3386

SISTEMAS TETRAFASICOS 1 DISOLVENTE NO POLAR A 2 DISOLVENTE B 3 POLIMERO SOLUBLE EN DISOLVENTE B Y AGUA 4 SAL + AGUA

EJEMPLO 1 109 HEPTANO 2 155 DICLOROMETANO 3 71 OXIDO DE POLIETILENO 4 665 SULFATO DE SODIO (gt 01) EN AGUA

Chem Commun 1998 787 Polymer induced multiphase generation in waterorganic solvent mixtures Strategies towards the design of triphasic and tetraphasic liquid systems US patent application 20050215443 Multiphase aqueous cleansing composition

1

2

3

4

3388

SISTEMAS TRIFASICOS DISOLVENTE NO POLAR MEZCLA ACUOSA BIFASICA POR EJEMPLO USANDO HEXANO HEPTANO CICLOHEXANO O ACEITE MINERAL COMO EL DISOLVENTE NO POLAR DISOLVENTE POLAR AGUA +SAL

EJEMPLO 100 ml ACEITE MINERAL 100 ml ISOPROPANOL 75 ml AGUA 35 g CLORURO DE CALCIO

DISOLVENTE NO POLAR POLIMERO A SOLUBLE EN AGUA POLIMERO B SOLUBLE EN AGUA AGUA

EJEMPLO HEXANO OXIDO DE POLIETILENO-AGUA DEXTRAN-AGUA

HUGO TORRENS

3390

SISTEMAS TRIFASICOS DISOLVENTE NO POLAR POLIMERO SOLUBLE EN AGUA AGUA+SAL EJEMPLO HEXANO OXIDO DE POLIETILENO-AGUA SULFATO DE SODIO-AGUA

DISOLVENTE NO POLAR A DISOLVENTE B POLIMERO SOLUBLE EN EL DISOLVENTE B Y AGUA AGUA EJEMPLO HEPTANO DICLOROMETANO OXIDO DE POLIETILENO AGUA

HUGO TORRENS

3392

SISTEMAS TRIFASICOS DISOLVENTE NO POLAR A DISOLVENTE B POLIMERO SOLUBLE EN EL DISOLVENTE B Y AGUA AGUA EJEMPLO 163 HEPTANO 217 DICLOROMETANO 95 OXIDO DE POLIETILENO 515 AGUA 01 SULFATO DE SODIO-AGUA DISOLVENTE NO POLAR SAL HIDROFOBICA AGUA EJEMPLO ISOOCTANO ALIQUAT 336 (METIL TRIOOCTIL AMONIO UN CATALIZADOR DE TRANSFERENCIA DE FASE) AGUA EJEMPLO CICLOHEXANO BMIM-PF6 (UN LIQUIDO IONICO) AGUA

HUGO TORRENS

3394

Page 23: distribución de cargas y sindepa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/3-FUERZAS-INTERMOLECULARES_18243.pdf23 kJ/mol (unas 15 veces más que la energía de las fuerzas de dispersión de London)

3356

HUGO TORRENS

RESUMEN

+ -

INTERACCION ION-ION MUY FUERTE

Na+---Cl-

H

O

H

+

INTERACCION ION-DIPOLO FUERTE

Na+---OH2

INTERACCION DIPOLO-DIPOLO FUERTE

H2O---H20

3358

HUGO TORRENS

RESUMEN

DEBIL INTERACCION ION-DIPOLO INDUCIDO

Cl----O=O + - -

MUY DEBIL INTERACCION DIPOLO-DIPOLO INDUCIDO

+ - H

O

H

H2O----O=O

3360

HUGO TORRENS

RESUMEN

INTERACCION FUERZAS DE LONDON-FUERZAS DE LONDON

MUY DEBIL

Ne---Ne

O=O---O=O

Dos vistas de la unioacuten de una moleacutecula de agua al grupo carboxilo terminal del Asp 32 superficial del citocromo cacute de Rodopseudomonas El agua se une a traveacutes de la parte positiva de su dipolo (uno de los hidroacutegenos) al oxiacutegeno anioacutenico del aspartato

Puentes de hidroacutegeno

En condiciones oacuteptimas la energiacutea de un enlace de hidroacutegeno puede alcanzar unos 23 kJmol (unas 15 veces maacutes que la energiacutea de las fuerzas de dispersioacuten de London) La fuerza relativamente alta de estos enlaces y su direccionalidad hacen que sean muy importantes en la estructura de las macromoleacuteculas Un ejemplo bien conocido es el emparejamiento de bases en el ADN Por ejemplo en este par GC perteneciente a un dodecaacutemero cuya estructura en disolucioacuten ha sido determinada por RMN lo que permite visualizar los aacutetomos de hidroacutegeno

Puentes de hidroacutegeno

La energiacutea del enlace de hidroacutegeno depende del aacutengulo de enlace es maacutexima cuando los tres aacutetomos (dador-hidroacutegeno-aceptor) estaacuten alineados y disminuye cuando se disponen en aacutengulo Es un enlace muy direccional aunque pequentildeas variaciones de hasta 20ordm no tienen demasiada importancia Por uacuteltimo la energiacutea de un enlace de hidroacutegeno depende de los aceptores y dadores De mayor a menor energiacutea de enlace tenemos las siguientes posibilidades

Puentes de hidroacutegeno

Por definicioacuten una sustancia es hidrofoacutebica si no es miscible con el agua Baacutesicamente la hidrofobicidad ocurre cuando la moleacutecula en cuestioacuten no es capaz de interaccionar con las moleacuteculas de agua ni por interacciones ioacuten-dipolo ni mediante puentes de hidroacutegeno Tal es el caso de los hidrocarburos saturados En esta situacioacuten las moleacuteculas de agua en la vecindad del hidrocarburo se orientan y se asocian formando una estructura parecida al hielo creaacutendose una especie de jaula de moleacuteculas de agua alrededor de la moleacutecula hidrofoacutebica Esta estructura se conoce como clatrato

Interacciones hidrofoacutebicas

Clatrato Modelo de una moleacutecula de ciclohexano (en amarillo no se muestran sus hidroacutegenos) rodeada de moleacuteculas de agua En la imagen de la derecha se han eliminado las moleacuteculas delanteras para poder apreciar la estructura de la jaula y la falta de enlaces entre el ciclohexano y el agua

Una moleacutecula que no pueda interaccionar con el agua incrementa el orden del agua a su alrededor es decir disminuye la entropiacutea del agua Supongamos que tenemos dos moleacuteculas de un hidrocarburo

El sistema agua + hidrocarburo puede estar en dos estados diferentes

Estado 1 Las dos moleacuteculas de hidrocarburo estaacuten separadas y cada una tiene su propia jaula de moleacuteculas de agua ordenadas alrededor

Estado 2 Las dos moleacuteculas de hidrocarburo estaacuten juntas compartiendo una jaula de moleacuteculas de agua comuacuten El nuacutemero total de moleacuteculas de agua que forman el clatrato es menor por lo que parte de las moleacuteculas que estaban fijas estaacute libres en la disolucioacuten (cuente las moleacuteculas)

Simulacioacuten de una bicapa lipiacutedica de fosfatidilcolina en estado fluiacutedo Las moleacuteculas de agua muy desorganizadas pero unidas entre siacute por puentes de hidroacutegeno se encuentran en las dos caras de la bicapa No atraviesan el interior de la membrana altamente hidrofoacutebico En este interior las cadenas de aacutecidos grasos estaacuten estrechamente unidas La estructura es muy dinaacutemica -el interior es praacutecticamente un fluido bidimensional- pero resulta muy estable debido al intenso efecto hidrofoacutebico

EXTREMO HIDROFILICO POLAR

EXTREMO HIDROFILICO POLAR

EXTREMOS HIDROFOBIVOS NO POLARES

HUGO TORRENS

3396

MOMENTOS DIPOLARES (D) PARA MOLECULAS AB2

MOLECULA

CO2 0

CS2 0

HgX2 0

N2O 0166

SCTe 0173

HCP 039

OCS 07124

OCSe 073

FCN 217

ClCN 282

HCN 298

CsOH 75

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3334

MOMENTOS DIPOLARES (D) DE COMPUESTOS DE PLATINO

MOLECULA -cis -trans

PtI2(PEt3)2 82 0

PtBr2(PEt3)2 112 0

PtCl2(PEt3)2 109 0

PtCl2(AsEt3)2 105 0

PtCl2(SbEt3)2 92 0

PtCl2(PBu3)2 115 0

PtCl2(PPr3)2 115 0

PtCl2(PMe3)2 131 0

PtMeCl(PEt3)2 84 340

HUGO TORRENS

3342

3380

HUGO TORRENS

LITIO FLOTANDO EN ACEITE QUE A SU VEZ FLOTA EN AGUA SISTEMA TRIFASICO LIQUIDO-LIQUIDO-SOLIDO

LOS SISTEMAS BIFASICOS LIQUIDOS SON MUY COMUNES Y NORMALMENTE CONSISTEN DE UN DISOLVENTE ORGANICO CON UNA FASE ACUOSA (AGUA Y ACEITE) LAS MULTIFASES LIQUIDAS SON RARAS Y SOLO SE CONOCEN LAS TRI Y TETRAFASICAS QUE SE USAN PARA PROCESOS DE EXTRACCION LIQUIDO-LIQUIDO ES POSIBLE OBTENER SISTEMAS DE MULTIPLES FASES ACOMODANDO CAPAS DE LIQUIDOS NO POLARES Y FASES ACUOSAS DE DENSIDAD DECRECIENTE SIN EMBARGO SI ESTOS SISTEMAS SE AGITAN NO SE SEPARARAN DE NUEVO LAS FASES INICIALES COMO EN LOS SISTEMAS MULTIFASICOS GENUINOS

HUGO TORRENS

3382

ORGANICO NORMAL = 0 1

AGUA 0 2

SISTEMA TRIFASICO

ORGANICO FLUORADO = 0 3

POR EJEMPLO

EN LOS SISTEMAS AGUA + 2-HEPTANONA + CAPROLACTAMA + SULFATO DE AMONIO Y AGUA + BENCENO + CAPROLACTAMA + SULFATO DE AMONIO SE ENCUENTRAN EQUIBRIOS ENTRE TRES FASES LIQUIDAS

HUGO TORRENS

3384

ALGUNAS MACROMOLECULAS SOLUBLES MUESTRAN UN COMPORTAMIENTO PECULIAR EN DISOLUCION PERMITIENDO

OBTENER TRES FASES LIQUIDAS MUTUAMEMENTE INSOLUBLES CON

AGUA-DICLOROMETANO-PERFLUOROMETILCICLOHEXANO

Chem Commun 2005 1034 - 1036

ESTOS POLIMEROS PUEDEN SER USADOS COMO SOPORTES PARA REACTIVOS O CATALIZADORES CUYA PREFERENCIA DE SOLUBILIDAD PUEDE MODULARSE EN PROCESOS DE SEPARACION

2

3

1

HUGO TORRENS

3386

SISTEMAS TETRAFASICOS 1 DISOLVENTE NO POLAR A 2 DISOLVENTE B 3 POLIMERO SOLUBLE EN DISOLVENTE B Y AGUA 4 SAL + AGUA

EJEMPLO 1 109 HEPTANO 2 155 DICLOROMETANO 3 71 OXIDO DE POLIETILENO 4 665 SULFATO DE SODIO (gt 01) EN AGUA

Chem Commun 1998 787 Polymer induced multiphase generation in waterorganic solvent mixtures Strategies towards the design of triphasic and tetraphasic liquid systems US patent application 20050215443 Multiphase aqueous cleansing composition

1

2

3

4

3388

SISTEMAS TRIFASICOS DISOLVENTE NO POLAR MEZCLA ACUOSA BIFASICA POR EJEMPLO USANDO HEXANO HEPTANO CICLOHEXANO O ACEITE MINERAL COMO EL DISOLVENTE NO POLAR DISOLVENTE POLAR AGUA +SAL

EJEMPLO 100 ml ACEITE MINERAL 100 ml ISOPROPANOL 75 ml AGUA 35 g CLORURO DE CALCIO

DISOLVENTE NO POLAR POLIMERO A SOLUBLE EN AGUA POLIMERO B SOLUBLE EN AGUA AGUA

EJEMPLO HEXANO OXIDO DE POLIETILENO-AGUA DEXTRAN-AGUA

HUGO TORRENS

3390

SISTEMAS TRIFASICOS DISOLVENTE NO POLAR POLIMERO SOLUBLE EN AGUA AGUA+SAL EJEMPLO HEXANO OXIDO DE POLIETILENO-AGUA SULFATO DE SODIO-AGUA

DISOLVENTE NO POLAR A DISOLVENTE B POLIMERO SOLUBLE EN EL DISOLVENTE B Y AGUA AGUA EJEMPLO HEPTANO DICLOROMETANO OXIDO DE POLIETILENO AGUA

HUGO TORRENS

3392

SISTEMAS TRIFASICOS DISOLVENTE NO POLAR A DISOLVENTE B POLIMERO SOLUBLE EN EL DISOLVENTE B Y AGUA AGUA EJEMPLO 163 HEPTANO 217 DICLOROMETANO 95 OXIDO DE POLIETILENO 515 AGUA 01 SULFATO DE SODIO-AGUA DISOLVENTE NO POLAR SAL HIDROFOBICA AGUA EJEMPLO ISOOCTANO ALIQUAT 336 (METIL TRIOOCTIL AMONIO UN CATALIZADOR DE TRANSFERENCIA DE FASE) AGUA EJEMPLO CICLOHEXANO BMIM-PF6 (UN LIQUIDO IONICO) AGUA

HUGO TORRENS

3394

Page 24: distribución de cargas y sindepa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/3-FUERZAS-INTERMOLECULARES_18243.pdf23 kJ/mol (unas 15 veces más que la energía de las fuerzas de dispersión de London)

3358

HUGO TORRENS

RESUMEN

DEBIL INTERACCION ION-DIPOLO INDUCIDO

Cl----O=O + - -

MUY DEBIL INTERACCION DIPOLO-DIPOLO INDUCIDO

+ - H

O

H

H2O----O=O

3360

HUGO TORRENS

RESUMEN

INTERACCION FUERZAS DE LONDON-FUERZAS DE LONDON

MUY DEBIL

Ne---Ne

O=O---O=O

Dos vistas de la unioacuten de una moleacutecula de agua al grupo carboxilo terminal del Asp 32 superficial del citocromo cacute de Rodopseudomonas El agua se une a traveacutes de la parte positiva de su dipolo (uno de los hidroacutegenos) al oxiacutegeno anioacutenico del aspartato

Puentes de hidroacutegeno

En condiciones oacuteptimas la energiacutea de un enlace de hidroacutegeno puede alcanzar unos 23 kJmol (unas 15 veces maacutes que la energiacutea de las fuerzas de dispersioacuten de London) La fuerza relativamente alta de estos enlaces y su direccionalidad hacen que sean muy importantes en la estructura de las macromoleacuteculas Un ejemplo bien conocido es el emparejamiento de bases en el ADN Por ejemplo en este par GC perteneciente a un dodecaacutemero cuya estructura en disolucioacuten ha sido determinada por RMN lo que permite visualizar los aacutetomos de hidroacutegeno

Puentes de hidroacutegeno

La energiacutea del enlace de hidroacutegeno depende del aacutengulo de enlace es maacutexima cuando los tres aacutetomos (dador-hidroacutegeno-aceptor) estaacuten alineados y disminuye cuando se disponen en aacutengulo Es un enlace muy direccional aunque pequentildeas variaciones de hasta 20ordm no tienen demasiada importancia Por uacuteltimo la energiacutea de un enlace de hidroacutegeno depende de los aceptores y dadores De mayor a menor energiacutea de enlace tenemos las siguientes posibilidades

Puentes de hidroacutegeno

Por definicioacuten una sustancia es hidrofoacutebica si no es miscible con el agua Baacutesicamente la hidrofobicidad ocurre cuando la moleacutecula en cuestioacuten no es capaz de interaccionar con las moleacuteculas de agua ni por interacciones ioacuten-dipolo ni mediante puentes de hidroacutegeno Tal es el caso de los hidrocarburos saturados En esta situacioacuten las moleacuteculas de agua en la vecindad del hidrocarburo se orientan y se asocian formando una estructura parecida al hielo creaacutendose una especie de jaula de moleacuteculas de agua alrededor de la moleacutecula hidrofoacutebica Esta estructura se conoce como clatrato

Interacciones hidrofoacutebicas

Clatrato Modelo de una moleacutecula de ciclohexano (en amarillo no se muestran sus hidroacutegenos) rodeada de moleacuteculas de agua En la imagen de la derecha se han eliminado las moleacuteculas delanteras para poder apreciar la estructura de la jaula y la falta de enlaces entre el ciclohexano y el agua

Una moleacutecula que no pueda interaccionar con el agua incrementa el orden del agua a su alrededor es decir disminuye la entropiacutea del agua Supongamos que tenemos dos moleacuteculas de un hidrocarburo

El sistema agua + hidrocarburo puede estar en dos estados diferentes

Estado 1 Las dos moleacuteculas de hidrocarburo estaacuten separadas y cada una tiene su propia jaula de moleacuteculas de agua ordenadas alrededor

Estado 2 Las dos moleacuteculas de hidrocarburo estaacuten juntas compartiendo una jaula de moleacuteculas de agua comuacuten El nuacutemero total de moleacuteculas de agua que forman el clatrato es menor por lo que parte de las moleacuteculas que estaban fijas estaacute libres en la disolucioacuten (cuente las moleacuteculas)

Simulacioacuten de una bicapa lipiacutedica de fosfatidilcolina en estado fluiacutedo Las moleacuteculas de agua muy desorganizadas pero unidas entre siacute por puentes de hidroacutegeno se encuentran en las dos caras de la bicapa No atraviesan el interior de la membrana altamente hidrofoacutebico En este interior las cadenas de aacutecidos grasos estaacuten estrechamente unidas La estructura es muy dinaacutemica -el interior es praacutecticamente un fluido bidimensional- pero resulta muy estable debido al intenso efecto hidrofoacutebico

EXTREMO HIDROFILICO POLAR

EXTREMO HIDROFILICO POLAR

EXTREMOS HIDROFOBIVOS NO POLARES

HUGO TORRENS

3396

MOMENTOS DIPOLARES (D) PARA MOLECULAS AB2

MOLECULA

CO2 0

CS2 0

HgX2 0

N2O 0166

SCTe 0173

HCP 039

OCS 07124

OCSe 073

FCN 217

ClCN 282

HCN 298

CsOH 75

HUGO TORRENS

3334

MOMENTOS DIPOLARES (D) DE COMPUESTOS DE PLATINO

MOLECULA -cis -trans

PtI2(PEt3)2 82 0

PtBr2(PEt3)2 112 0

PtCl2(PEt3)2 109 0

PtCl2(AsEt3)2 105 0

PtCl2(SbEt3)2 92 0

PtCl2(PBu3)2 115 0

PtCl2(PPr3)2 115 0

PtCl2(PMe3)2 131 0

PtMeCl(PEt3)2 84 340

HUGO TORRENS

3342

3380

HUGO TORRENS

LITIO FLOTANDO EN ACEITE QUE A SU VEZ FLOTA EN AGUA SISTEMA TRIFASICO LIQUIDO-LIQUIDO-SOLIDO

LOS SISTEMAS BIFASICOS LIQUIDOS SON MUY COMUNES Y NORMALMENTE CONSISTEN DE UN DISOLVENTE ORGANICO CON UNA FASE ACUOSA (AGUA Y ACEITE) LAS MULTIFASES LIQUIDAS SON RARAS Y SOLO SE CONOCEN LAS TRI Y TETRAFASICAS QUE SE USAN PARA PROCESOS DE EXTRACCION LIQUIDO-LIQUIDO ES POSIBLE OBTENER SISTEMAS DE MULTIPLES FASES ACOMODANDO CAPAS DE LIQUIDOS NO POLARES Y FASES ACUOSAS DE DENSIDAD DECRECIENTE SIN EMBARGO SI ESTOS SISTEMAS SE AGITAN NO SE SEPARARAN DE NUEVO LAS FASES INICIALES COMO EN LOS SISTEMAS MULTIFASICOS GENUINOS

HUGO TORRENS

3382

ORGANICO NORMAL = 0 1

AGUA 0 2

SISTEMA TRIFASICO

ORGANICO FLUORADO = 0 3

POR EJEMPLO

EN LOS SISTEMAS AGUA + 2-HEPTANONA + CAPROLACTAMA + SULFATO DE AMONIO Y AGUA + BENCENO + CAPROLACTAMA + SULFATO DE AMONIO SE ENCUENTRAN EQUIBRIOS ENTRE TRES FASES LIQUIDAS

HUGO TORRENS

3384

ALGUNAS MACROMOLECULAS SOLUBLES MUESTRAN UN COMPORTAMIENTO PECULIAR EN DISOLUCION PERMITIENDO

OBTENER TRES FASES LIQUIDAS MUTUAMEMENTE INSOLUBLES CON

AGUA-DICLOROMETANO-PERFLUOROMETILCICLOHEXANO

Chem Commun 2005 1034 - 1036

ESTOS POLIMEROS PUEDEN SER USADOS COMO SOPORTES PARA REACTIVOS O CATALIZADORES CUYA PREFERENCIA DE SOLUBILIDAD PUEDE MODULARSE EN PROCESOS DE SEPARACION

2

3

1

HUGO TORRENS

3386

SISTEMAS TETRAFASICOS 1 DISOLVENTE NO POLAR A 2 DISOLVENTE B 3 POLIMERO SOLUBLE EN DISOLVENTE B Y AGUA 4 SAL + AGUA

EJEMPLO 1 109 HEPTANO 2 155 DICLOROMETANO 3 71 OXIDO DE POLIETILENO 4 665 SULFATO DE SODIO (gt 01) EN AGUA

Chem Commun 1998 787 Polymer induced multiphase generation in waterorganic solvent mixtures Strategies towards the design of triphasic and tetraphasic liquid systems US patent application 20050215443 Multiphase aqueous cleansing composition

1

2

3

4

3388

SISTEMAS TRIFASICOS DISOLVENTE NO POLAR MEZCLA ACUOSA BIFASICA POR EJEMPLO USANDO HEXANO HEPTANO CICLOHEXANO O ACEITE MINERAL COMO EL DISOLVENTE NO POLAR DISOLVENTE POLAR AGUA +SAL

EJEMPLO 100 ml ACEITE MINERAL 100 ml ISOPROPANOL 75 ml AGUA 35 g CLORURO DE CALCIO

DISOLVENTE NO POLAR POLIMERO A SOLUBLE EN AGUA POLIMERO B SOLUBLE EN AGUA AGUA

EJEMPLO HEXANO OXIDO DE POLIETILENO-AGUA DEXTRAN-AGUA

HUGO TORRENS

3390

SISTEMAS TRIFASICOS DISOLVENTE NO POLAR POLIMERO SOLUBLE EN AGUA AGUA+SAL EJEMPLO HEXANO OXIDO DE POLIETILENO-AGUA SULFATO DE SODIO-AGUA

DISOLVENTE NO POLAR A DISOLVENTE B POLIMERO SOLUBLE EN EL DISOLVENTE B Y AGUA AGUA EJEMPLO HEPTANO DICLOROMETANO OXIDO DE POLIETILENO AGUA

HUGO TORRENS

3392

SISTEMAS TRIFASICOS DISOLVENTE NO POLAR A DISOLVENTE B POLIMERO SOLUBLE EN EL DISOLVENTE B Y AGUA AGUA EJEMPLO 163 HEPTANO 217 DICLOROMETANO 95 OXIDO DE POLIETILENO 515 AGUA 01 SULFATO DE SODIO-AGUA DISOLVENTE NO POLAR SAL HIDROFOBICA AGUA EJEMPLO ISOOCTANO ALIQUAT 336 (METIL TRIOOCTIL AMONIO UN CATALIZADOR DE TRANSFERENCIA DE FASE) AGUA EJEMPLO CICLOHEXANO BMIM-PF6 (UN LIQUIDO IONICO) AGUA

HUGO TORRENS

3394

Page 25: distribución de cargas y sindepa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/3-FUERZAS-INTERMOLECULARES_18243.pdf23 kJ/mol (unas 15 veces más que la energía de las fuerzas de dispersión de London)

3360

HUGO TORRENS

RESUMEN

INTERACCION FUERZAS DE LONDON-FUERZAS DE LONDON

MUY DEBIL

Ne---Ne

O=O---O=O

Dos vistas de la unioacuten de una moleacutecula de agua al grupo carboxilo terminal del Asp 32 superficial del citocromo cacute de Rodopseudomonas El agua se une a traveacutes de la parte positiva de su dipolo (uno de los hidroacutegenos) al oxiacutegeno anioacutenico del aspartato

Puentes de hidroacutegeno

En condiciones oacuteptimas la energiacutea de un enlace de hidroacutegeno puede alcanzar unos 23 kJmol (unas 15 veces maacutes que la energiacutea de las fuerzas de dispersioacuten de London) La fuerza relativamente alta de estos enlaces y su direccionalidad hacen que sean muy importantes en la estructura de las macromoleacuteculas Un ejemplo bien conocido es el emparejamiento de bases en el ADN Por ejemplo en este par GC perteneciente a un dodecaacutemero cuya estructura en disolucioacuten ha sido determinada por RMN lo que permite visualizar los aacutetomos de hidroacutegeno

Puentes de hidroacutegeno

La energiacutea del enlace de hidroacutegeno depende del aacutengulo de enlace es maacutexima cuando los tres aacutetomos (dador-hidroacutegeno-aceptor) estaacuten alineados y disminuye cuando se disponen en aacutengulo Es un enlace muy direccional aunque pequentildeas variaciones de hasta 20ordm no tienen demasiada importancia Por uacuteltimo la energiacutea de un enlace de hidroacutegeno depende de los aceptores y dadores De mayor a menor energiacutea de enlace tenemos las siguientes posibilidades

Puentes de hidroacutegeno

Por definicioacuten una sustancia es hidrofoacutebica si no es miscible con el agua Baacutesicamente la hidrofobicidad ocurre cuando la moleacutecula en cuestioacuten no es capaz de interaccionar con las moleacuteculas de agua ni por interacciones ioacuten-dipolo ni mediante puentes de hidroacutegeno Tal es el caso de los hidrocarburos saturados En esta situacioacuten las moleacuteculas de agua en la vecindad del hidrocarburo se orientan y se asocian formando una estructura parecida al hielo creaacutendose una especie de jaula de moleacuteculas de agua alrededor de la moleacutecula hidrofoacutebica Esta estructura se conoce como clatrato

Interacciones hidrofoacutebicas

Clatrato Modelo de una moleacutecula de ciclohexano (en amarillo no se muestran sus hidroacutegenos) rodeada de moleacuteculas de agua En la imagen de la derecha se han eliminado las moleacuteculas delanteras para poder apreciar la estructura de la jaula y la falta de enlaces entre el ciclohexano y el agua

Una moleacutecula que no pueda interaccionar con el agua incrementa el orden del agua a su alrededor es decir disminuye la entropiacutea del agua Supongamos que tenemos dos moleacuteculas de un hidrocarburo

El sistema agua + hidrocarburo puede estar en dos estados diferentes

Estado 1 Las dos moleacuteculas de hidrocarburo estaacuten separadas y cada una tiene su propia jaula de moleacuteculas de agua ordenadas alrededor

Estado 2 Las dos moleacuteculas de hidrocarburo estaacuten juntas compartiendo una jaula de moleacuteculas de agua comuacuten El nuacutemero total de moleacuteculas de agua que forman el clatrato es menor por lo que parte de las moleacuteculas que estaban fijas estaacute libres en la disolucioacuten (cuente las moleacuteculas)

Simulacioacuten de una bicapa lipiacutedica de fosfatidilcolina en estado fluiacutedo Las moleacuteculas de agua muy desorganizadas pero unidas entre siacute por puentes de hidroacutegeno se encuentran en las dos caras de la bicapa No atraviesan el interior de la membrana altamente hidrofoacutebico En este interior las cadenas de aacutecidos grasos estaacuten estrechamente unidas La estructura es muy dinaacutemica -el interior es praacutecticamente un fluido bidimensional- pero resulta muy estable debido al intenso efecto hidrofoacutebico

EXTREMO HIDROFILICO POLAR

EXTREMO HIDROFILICO POLAR

EXTREMOS HIDROFOBIVOS NO POLARES

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3396

MOMENTOS DIPOLARES (D) PARA MOLECULAS AB2

MOLECULA

CO2 0

CS2 0

HgX2 0

N2O 0166

SCTe 0173

HCP 039

OCS 07124

OCSe 073

FCN 217

ClCN 282

HCN 298

CsOH 75

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3334

MOMENTOS DIPOLARES (D) DE COMPUESTOS DE PLATINO

MOLECULA -cis -trans

PtI2(PEt3)2 82 0

PtBr2(PEt3)2 112 0

PtCl2(PEt3)2 109 0

PtCl2(AsEt3)2 105 0

PtCl2(SbEt3)2 92 0

PtCl2(PBu3)2 115 0

PtCl2(PPr3)2 115 0

PtCl2(PMe3)2 131 0

PtMeCl(PEt3)2 84 340

HUGO TORRENS

3342

3380

HUGO TORRENS

LITIO FLOTANDO EN ACEITE QUE A SU VEZ FLOTA EN AGUA SISTEMA TRIFASICO LIQUIDO-LIQUIDO-SOLIDO

LOS SISTEMAS BIFASICOS LIQUIDOS SON MUY COMUNES Y NORMALMENTE CONSISTEN DE UN DISOLVENTE ORGANICO CON UNA FASE ACUOSA (AGUA Y ACEITE) LAS MULTIFASES LIQUIDAS SON RARAS Y SOLO SE CONOCEN LAS TRI Y TETRAFASICAS QUE SE USAN PARA PROCESOS DE EXTRACCION LIQUIDO-LIQUIDO ES POSIBLE OBTENER SISTEMAS DE MULTIPLES FASES ACOMODANDO CAPAS DE LIQUIDOS NO POLARES Y FASES ACUOSAS DE DENSIDAD DECRECIENTE SIN EMBARGO SI ESTOS SISTEMAS SE AGITAN NO SE SEPARARAN DE NUEVO LAS FASES INICIALES COMO EN LOS SISTEMAS MULTIFASICOS GENUINOS

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3382

ORGANICO NORMAL = 0 1

AGUA 0 2

SISTEMA TRIFASICO

ORGANICO FLUORADO = 0 3

POR EJEMPLO

EN LOS SISTEMAS AGUA + 2-HEPTANONA + CAPROLACTAMA + SULFATO DE AMONIO Y AGUA + BENCENO + CAPROLACTAMA + SULFATO DE AMONIO SE ENCUENTRAN EQUIBRIOS ENTRE TRES FASES LIQUIDAS

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3384

ALGUNAS MACROMOLECULAS SOLUBLES MUESTRAN UN COMPORTAMIENTO PECULIAR EN DISOLUCION PERMITIENDO

OBTENER TRES FASES LIQUIDAS MUTUAMEMENTE INSOLUBLES CON

AGUA-DICLOROMETANO-PERFLUOROMETILCICLOHEXANO

Chem Commun 2005 1034 - 1036

ESTOS POLIMEROS PUEDEN SER USADOS COMO SOPORTES PARA REACTIVOS O CATALIZADORES CUYA PREFERENCIA DE SOLUBILIDAD PUEDE MODULARSE EN PROCESOS DE SEPARACION

2

3

1

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3386

SISTEMAS TETRAFASICOS 1 DISOLVENTE NO POLAR A 2 DISOLVENTE B 3 POLIMERO SOLUBLE EN DISOLVENTE B Y AGUA 4 SAL + AGUA

EJEMPLO 1 109 HEPTANO 2 155 DICLOROMETANO 3 71 OXIDO DE POLIETILENO 4 665 SULFATO DE SODIO (gt 01) EN AGUA

Chem Commun 1998 787 Polymer induced multiphase generation in waterorganic solvent mixtures Strategies towards the design of triphasic and tetraphasic liquid systems US patent application 20050215443 Multiphase aqueous cleansing composition

1

2

3

4

3388

SISTEMAS TRIFASICOS DISOLVENTE NO POLAR MEZCLA ACUOSA BIFASICA POR EJEMPLO USANDO HEXANO HEPTANO CICLOHEXANO O ACEITE MINERAL COMO EL DISOLVENTE NO POLAR DISOLVENTE POLAR AGUA +SAL

EJEMPLO 100 ml ACEITE MINERAL 100 ml ISOPROPANOL 75 ml AGUA 35 g CLORURO DE CALCIO

DISOLVENTE NO POLAR POLIMERO A SOLUBLE EN AGUA POLIMERO B SOLUBLE EN AGUA AGUA

EJEMPLO HEXANO OXIDO DE POLIETILENO-AGUA DEXTRAN-AGUA

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3390

SISTEMAS TRIFASICOS DISOLVENTE NO POLAR POLIMERO SOLUBLE EN AGUA AGUA+SAL EJEMPLO HEXANO OXIDO DE POLIETILENO-AGUA SULFATO DE SODIO-AGUA

DISOLVENTE NO POLAR A DISOLVENTE B POLIMERO SOLUBLE EN EL DISOLVENTE B Y AGUA AGUA EJEMPLO HEPTANO DICLOROMETANO OXIDO DE POLIETILENO AGUA

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3392

SISTEMAS TRIFASICOS DISOLVENTE NO POLAR A DISOLVENTE B POLIMERO SOLUBLE EN EL DISOLVENTE B Y AGUA AGUA EJEMPLO 163 HEPTANO 217 DICLOROMETANO 95 OXIDO DE POLIETILENO 515 AGUA 01 SULFATO DE SODIO-AGUA DISOLVENTE NO POLAR SAL HIDROFOBICA AGUA EJEMPLO ISOOCTANO ALIQUAT 336 (METIL TRIOOCTIL AMONIO UN CATALIZADOR DE TRANSFERENCIA DE FASE) AGUA EJEMPLO CICLOHEXANO BMIM-PF6 (UN LIQUIDO IONICO) AGUA

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3394

Page 26: distribución de cargas y sindepa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/3-FUERZAS-INTERMOLECULARES_18243.pdf23 kJ/mol (unas 15 veces más que la energía de las fuerzas de dispersión de London)

Dos vistas de la unioacuten de una moleacutecula de agua al grupo carboxilo terminal del Asp 32 superficial del citocromo cacute de Rodopseudomonas El agua se une a traveacutes de la parte positiva de su dipolo (uno de los hidroacutegenos) al oxiacutegeno anioacutenico del aspartato

Puentes de hidroacutegeno

En condiciones oacuteptimas la energiacutea de un enlace de hidroacutegeno puede alcanzar unos 23 kJmol (unas 15 veces maacutes que la energiacutea de las fuerzas de dispersioacuten de London) La fuerza relativamente alta de estos enlaces y su direccionalidad hacen que sean muy importantes en la estructura de las macromoleacuteculas Un ejemplo bien conocido es el emparejamiento de bases en el ADN Por ejemplo en este par GC perteneciente a un dodecaacutemero cuya estructura en disolucioacuten ha sido determinada por RMN lo que permite visualizar los aacutetomos de hidroacutegeno

Puentes de hidroacutegeno

La energiacutea del enlace de hidroacutegeno depende del aacutengulo de enlace es maacutexima cuando los tres aacutetomos (dador-hidroacutegeno-aceptor) estaacuten alineados y disminuye cuando se disponen en aacutengulo Es un enlace muy direccional aunque pequentildeas variaciones de hasta 20ordm no tienen demasiada importancia Por uacuteltimo la energiacutea de un enlace de hidroacutegeno depende de los aceptores y dadores De mayor a menor energiacutea de enlace tenemos las siguientes posibilidades

Puentes de hidroacutegeno

Por definicioacuten una sustancia es hidrofoacutebica si no es miscible con el agua Baacutesicamente la hidrofobicidad ocurre cuando la moleacutecula en cuestioacuten no es capaz de interaccionar con las moleacuteculas de agua ni por interacciones ioacuten-dipolo ni mediante puentes de hidroacutegeno Tal es el caso de los hidrocarburos saturados En esta situacioacuten las moleacuteculas de agua en la vecindad del hidrocarburo se orientan y se asocian formando una estructura parecida al hielo creaacutendose una especie de jaula de moleacuteculas de agua alrededor de la moleacutecula hidrofoacutebica Esta estructura se conoce como clatrato

Interacciones hidrofoacutebicas

Clatrato Modelo de una moleacutecula de ciclohexano (en amarillo no se muestran sus hidroacutegenos) rodeada de moleacuteculas de agua En la imagen de la derecha se han eliminado las moleacuteculas delanteras para poder apreciar la estructura de la jaula y la falta de enlaces entre el ciclohexano y el agua

Una moleacutecula que no pueda interaccionar con el agua incrementa el orden del agua a su alrededor es decir disminuye la entropiacutea del agua Supongamos que tenemos dos moleacuteculas de un hidrocarburo

El sistema agua + hidrocarburo puede estar en dos estados diferentes

Estado 1 Las dos moleacuteculas de hidrocarburo estaacuten separadas y cada una tiene su propia jaula de moleacuteculas de agua ordenadas alrededor

Estado 2 Las dos moleacuteculas de hidrocarburo estaacuten juntas compartiendo una jaula de moleacuteculas de agua comuacuten El nuacutemero total de moleacuteculas de agua que forman el clatrato es menor por lo que parte de las moleacuteculas que estaban fijas estaacute libres en la disolucioacuten (cuente las moleacuteculas)

Simulacioacuten de una bicapa lipiacutedica de fosfatidilcolina en estado fluiacutedo Las moleacuteculas de agua muy desorganizadas pero unidas entre siacute por puentes de hidroacutegeno se encuentran en las dos caras de la bicapa No atraviesan el interior de la membrana altamente hidrofoacutebico En este interior las cadenas de aacutecidos grasos estaacuten estrechamente unidas La estructura es muy dinaacutemica -el interior es praacutecticamente un fluido bidimensional- pero resulta muy estable debido al intenso efecto hidrofoacutebico

EXTREMO HIDROFILICO POLAR

EXTREMO HIDROFILICO POLAR

EXTREMOS HIDROFOBIVOS NO POLARES

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3396

MOMENTOS DIPOLARES (D) PARA MOLECULAS AB2

MOLECULA

CO2 0

CS2 0

HgX2 0

N2O 0166

SCTe 0173

HCP 039

OCS 07124

OCSe 073

FCN 217

ClCN 282

HCN 298

CsOH 75

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3334

MOMENTOS DIPOLARES (D) DE COMPUESTOS DE PLATINO

MOLECULA -cis -trans

PtI2(PEt3)2 82 0

PtBr2(PEt3)2 112 0

PtCl2(PEt3)2 109 0

PtCl2(AsEt3)2 105 0

PtCl2(SbEt3)2 92 0

PtCl2(PBu3)2 115 0

PtCl2(PPr3)2 115 0

PtCl2(PMe3)2 131 0

PtMeCl(PEt3)2 84 340

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3342

3380

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LITIO FLOTANDO EN ACEITE QUE A SU VEZ FLOTA EN AGUA SISTEMA TRIFASICO LIQUIDO-LIQUIDO-SOLIDO

LOS SISTEMAS BIFASICOS LIQUIDOS SON MUY COMUNES Y NORMALMENTE CONSISTEN DE UN DISOLVENTE ORGANICO CON UNA FASE ACUOSA (AGUA Y ACEITE) LAS MULTIFASES LIQUIDAS SON RARAS Y SOLO SE CONOCEN LAS TRI Y TETRAFASICAS QUE SE USAN PARA PROCESOS DE EXTRACCION LIQUIDO-LIQUIDO ES POSIBLE OBTENER SISTEMAS DE MULTIPLES FASES ACOMODANDO CAPAS DE LIQUIDOS NO POLARES Y FASES ACUOSAS DE DENSIDAD DECRECIENTE SIN EMBARGO SI ESTOS SISTEMAS SE AGITAN NO SE SEPARARAN DE NUEVO LAS FASES INICIALES COMO EN LOS SISTEMAS MULTIFASICOS GENUINOS

HUGO TORRENS

3382

ORGANICO NORMAL = 0 1

AGUA 0 2

SISTEMA TRIFASICO

ORGANICO FLUORADO = 0 3

POR EJEMPLO

EN LOS SISTEMAS AGUA + 2-HEPTANONA + CAPROLACTAMA + SULFATO DE AMONIO Y AGUA + BENCENO + CAPROLACTAMA + SULFATO DE AMONIO SE ENCUENTRAN EQUIBRIOS ENTRE TRES FASES LIQUIDAS

HUGO TORRENS

3384

ALGUNAS MACROMOLECULAS SOLUBLES MUESTRAN UN COMPORTAMIENTO PECULIAR EN DISOLUCION PERMITIENDO

OBTENER TRES FASES LIQUIDAS MUTUAMEMENTE INSOLUBLES CON

AGUA-DICLOROMETANO-PERFLUOROMETILCICLOHEXANO

Chem Commun 2005 1034 - 1036

ESTOS POLIMEROS PUEDEN SER USADOS COMO SOPORTES PARA REACTIVOS O CATALIZADORES CUYA PREFERENCIA DE SOLUBILIDAD PUEDE MODULARSE EN PROCESOS DE SEPARACION

2

3

1

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3386

SISTEMAS TETRAFASICOS 1 DISOLVENTE NO POLAR A 2 DISOLVENTE B 3 POLIMERO SOLUBLE EN DISOLVENTE B Y AGUA 4 SAL + AGUA

EJEMPLO 1 109 HEPTANO 2 155 DICLOROMETANO 3 71 OXIDO DE POLIETILENO 4 665 SULFATO DE SODIO (gt 01) EN AGUA

Chem Commun 1998 787 Polymer induced multiphase generation in waterorganic solvent mixtures Strategies towards the design of triphasic and tetraphasic liquid systems US patent application 20050215443 Multiphase aqueous cleansing composition

1

2

3

4

3388

SISTEMAS TRIFASICOS DISOLVENTE NO POLAR MEZCLA ACUOSA BIFASICA POR EJEMPLO USANDO HEXANO HEPTANO CICLOHEXANO O ACEITE MINERAL COMO EL DISOLVENTE NO POLAR DISOLVENTE POLAR AGUA +SAL

EJEMPLO 100 ml ACEITE MINERAL 100 ml ISOPROPANOL 75 ml AGUA 35 g CLORURO DE CALCIO

DISOLVENTE NO POLAR POLIMERO A SOLUBLE EN AGUA POLIMERO B SOLUBLE EN AGUA AGUA

EJEMPLO HEXANO OXIDO DE POLIETILENO-AGUA DEXTRAN-AGUA

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3390

SISTEMAS TRIFASICOS DISOLVENTE NO POLAR POLIMERO SOLUBLE EN AGUA AGUA+SAL EJEMPLO HEXANO OXIDO DE POLIETILENO-AGUA SULFATO DE SODIO-AGUA

DISOLVENTE NO POLAR A DISOLVENTE B POLIMERO SOLUBLE EN EL DISOLVENTE B Y AGUA AGUA EJEMPLO HEPTANO DICLOROMETANO OXIDO DE POLIETILENO AGUA

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SISTEMAS TRIFASICOS DISOLVENTE NO POLAR A DISOLVENTE B POLIMERO SOLUBLE EN EL DISOLVENTE B Y AGUA AGUA EJEMPLO 163 HEPTANO 217 DICLOROMETANO 95 OXIDO DE POLIETILENO 515 AGUA 01 SULFATO DE SODIO-AGUA DISOLVENTE NO POLAR SAL HIDROFOBICA AGUA EJEMPLO ISOOCTANO ALIQUAT 336 (METIL TRIOOCTIL AMONIO UN CATALIZADOR DE TRANSFERENCIA DE FASE) AGUA EJEMPLO CICLOHEXANO BMIM-PF6 (UN LIQUIDO IONICO) AGUA

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Page 27: distribución de cargas y sindepa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/3-FUERZAS-INTERMOLECULARES_18243.pdf23 kJ/mol (unas 15 veces más que la energía de las fuerzas de dispersión de London)

En condiciones oacuteptimas la energiacutea de un enlace de hidroacutegeno puede alcanzar unos 23 kJmol (unas 15 veces maacutes que la energiacutea de las fuerzas de dispersioacuten de London) La fuerza relativamente alta de estos enlaces y su direccionalidad hacen que sean muy importantes en la estructura de las macromoleacuteculas Un ejemplo bien conocido es el emparejamiento de bases en el ADN Por ejemplo en este par GC perteneciente a un dodecaacutemero cuya estructura en disolucioacuten ha sido determinada por RMN lo que permite visualizar los aacutetomos de hidroacutegeno

Puentes de hidroacutegeno

La energiacutea del enlace de hidroacutegeno depende del aacutengulo de enlace es maacutexima cuando los tres aacutetomos (dador-hidroacutegeno-aceptor) estaacuten alineados y disminuye cuando se disponen en aacutengulo Es un enlace muy direccional aunque pequentildeas variaciones de hasta 20ordm no tienen demasiada importancia Por uacuteltimo la energiacutea de un enlace de hidroacutegeno depende de los aceptores y dadores De mayor a menor energiacutea de enlace tenemos las siguientes posibilidades

Puentes de hidroacutegeno

Por definicioacuten una sustancia es hidrofoacutebica si no es miscible con el agua Baacutesicamente la hidrofobicidad ocurre cuando la moleacutecula en cuestioacuten no es capaz de interaccionar con las moleacuteculas de agua ni por interacciones ioacuten-dipolo ni mediante puentes de hidroacutegeno Tal es el caso de los hidrocarburos saturados En esta situacioacuten las moleacuteculas de agua en la vecindad del hidrocarburo se orientan y se asocian formando una estructura parecida al hielo creaacutendose una especie de jaula de moleacuteculas de agua alrededor de la moleacutecula hidrofoacutebica Esta estructura se conoce como clatrato

Interacciones hidrofoacutebicas

Clatrato Modelo de una moleacutecula de ciclohexano (en amarillo no se muestran sus hidroacutegenos) rodeada de moleacuteculas de agua En la imagen de la derecha se han eliminado las moleacuteculas delanteras para poder apreciar la estructura de la jaula y la falta de enlaces entre el ciclohexano y el agua

Una moleacutecula que no pueda interaccionar con el agua incrementa el orden del agua a su alrededor es decir disminuye la entropiacutea del agua Supongamos que tenemos dos moleacuteculas de un hidrocarburo

El sistema agua + hidrocarburo puede estar en dos estados diferentes

Estado 1 Las dos moleacuteculas de hidrocarburo estaacuten separadas y cada una tiene su propia jaula de moleacuteculas de agua ordenadas alrededor

Estado 2 Las dos moleacuteculas de hidrocarburo estaacuten juntas compartiendo una jaula de moleacuteculas de agua comuacuten El nuacutemero total de moleacuteculas de agua que forman el clatrato es menor por lo que parte de las moleacuteculas que estaban fijas estaacute libres en la disolucioacuten (cuente las moleacuteculas)

Simulacioacuten de una bicapa lipiacutedica de fosfatidilcolina en estado fluiacutedo Las moleacuteculas de agua muy desorganizadas pero unidas entre siacute por puentes de hidroacutegeno se encuentran en las dos caras de la bicapa No atraviesan el interior de la membrana altamente hidrofoacutebico En este interior las cadenas de aacutecidos grasos estaacuten estrechamente unidas La estructura es muy dinaacutemica -el interior es praacutecticamente un fluido bidimensional- pero resulta muy estable debido al intenso efecto hidrofoacutebico

EXTREMO HIDROFILICO POLAR

EXTREMO HIDROFILICO POLAR

EXTREMOS HIDROFOBIVOS NO POLARES

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MOMENTOS DIPOLARES (D) PARA MOLECULAS AB2

MOLECULA

CO2 0

CS2 0

HgX2 0

N2O 0166

SCTe 0173

HCP 039

OCS 07124

OCSe 073

FCN 217

ClCN 282

HCN 298

CsOH 75

HUGO TORRENS

3334

MOMENTOS DIPOLARES (D) DE COMPUESTOS DE PLATINO

MOLECULA -cis -trans

PtI2(PEt3)2 82 0

PtBr2(PEt3)2 112 0

PtCl2(PEt3)2 109 0

PtCl2(AsEt3)2 105 0

PtCl2(SbEt3)2 92 0

PtCl2(PBu3)2 115 0

PtCl2(PPr3)2 115 0

PtCl2(PMe3)2 131 0

PtMeCl(PEt3)2 84 340

HUGO TORRENS

3342

3380

HUGO TORRENS

LITIO FLOTANDO EN ACEITE QUE A SU VEZ FLOTA EN AGUA SISTEMA TRIFASICO LIQUIDO-LIQUIDO-SOLIDO

LOS SISTEMAS BIFASICOS LIQUIDOS SON MUY COMUNES Y NORMALMENTE CONSISTEN DE UN DISOLVENTE ORGANICO CON UNA FASE ACUOSA (AGUA Y ACEITE) LAS MULTIFASES LIQUIDAS SON RARAS Y SOLO SE CONOCEN LAS TRI Y TETRAFASICAS QUE SE USAN PARA PROCESOS DE EXTRACCION LIQUIDO-LIQUIDO ES POSIBLE OBTENER SISTEMAS DE MULTIPLES FASES ACOMODANDO CAPAS DE LIQUIDOS NO POLARES Y FASES ACUOSAS DE DENSIDAD DECRECIENTE SIN EMBARGO SI ESTOS SISTEMAS SE AGITAN NO SE SEPARARAN DE NUEVO LAS FASES INICIALES COMO EN LOS SISTEMAS MULTIFASICOS GENUINOS

HUGO TORRENS

3382

ORGANICO NORMAL = 0 1

AGUA 0 2

SISTEMA TRIFASICO

ORGANICO FLUORADO = 0 3

POR EJEMPLO

EN LOS SISTEMAS AGUA + 2-HEPTANONA + CAPROLACTAMA + SULFATO DE AMONIO Y AGUA + BENCENO + CAPROLACTAMA + SULFATO DE AMONIO SE ENCUENTRAN EQUIBRIOS ENTRE TRES FASES LIQUIDAS

HUGO TORRENS

3384

ALGUNAS MACROMOLECULAS SOLUBLES MUESTRAN UN COMPORTAMIENTO PECULIAR EN DISOLUCION PERMITIENDO

OBTENER TRES FASES LIQUIDAS MUTUAMEMENTE INSOLUBLES CON

AGUA-DICLOROMETANO-PERFLUOROMETILCICLOHEXANO

Chem Commun 2005 1034 - 1036

ESTOS POLIMEROS PUEDEN SER USADOS COMO SOPORTES PARA REACTIVOS O CATALIZADORES CUYA PREFERENCIA DE SOLUBILIDAD PUEDE MODULARSE EN PROCESOS DE SEPARACION

2

3

1

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3386

SISTEMAS TETRAFASICOS 1 DISOLVENTE NO POLAR A 2 DISOLVENTE B 3 POLIMERO SOLUBLE EN DISOLVENTE B Y AGUA 4 SAL + AGUA

EJEMPLO 1 109 HEPTANO 2 155 DICLOROMETANO 3 71 OXIDO DE POLIETILENO 4 665 SULFATO DE SODIO (gt 01) EN AGUA

Chem Commun 1998 787 Polymer induced multiphase generation in waterorganic solvent mixtures Strategies towards the design of triphasic and tetraphasic liquid systems US patent application 20050215443 Multiphase aqueous cleansing composition

1

2

3

4

3388

SISTEMAS TRIFASICOS DISOLVENTE NO POLAR MEZCLA ACUOSA BIFASICA POR EJEMPLO USANDO HEXANO HEPTANO CICLOHEXANO O ACEITE MINERAL COMO EL DISOLVENTE NO POLAR DISOLVENTE POLAR AGUA +SAL

EJEMPLO 100 ml ACEITE MINERAL 100 ml ISOPROPANOL 75 ml AGUA 35 g CLORURO DE CALCIO

DISOLVENTE NO POLAR POLIMERO A SOLUBLE EN AGUA POLIMERO B SOLUBLE EN AGUA AGUA

EJEMPLO HEXANO OXIDO DE POLIETILENO-AGUA DEXTRAN-AGUA

HUGO TORRENS

3390

SISTEMAS TRIFASICOS DISOLVENTE NO POLAR POLIMERO SOLUBLE EN AGUA AGUA+SAL EJEMPLO HEXANO OXIDO DE POLIETILENO-AGUA SULFATO DE SODIO-AGUA

DISOLVENTE NO POLAR A DISOLVENTE B POLIMERO SOLUBLE EN EL DISOLVENTE B Y AGUA AGUA EJEMPLO HEPTANO DICLOROMETANO OXIDO DE POLIETILENO AGUA

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3392

SISTEMAS TRIFASICOS DISOLVENTE NO POLAR A DISOLVENTE B POLIMERO SOLUBLE EN EL DISOLVENTE B Y AGUA AGUA EJEMPLO 163 HEPTANO 217 DICLOROMETANO 95 OXIDO DE POLIETILENO 515 AGUA 01 SULFATO DE SODIO-AGUA DISOLVENTE NO POLAR SAL HIDROFOBICA AGUA EJEMPLO ISOOCTANO ALIQUAT 336 (METIL TRIOOCTIL AMONIO UN CATALIZADOR DE TRANSFERENCIA DE FASE) AGUA EJEMPLO CICLOHEXANO BMIM-PF6 (UN LIQUIDO IONICO) AGUA

HUGO TORRENS

3394

Page 28: distribución de cargas y sindepa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/3-FUERZAS-INTERMOLECULARES_18243.pdf23 kJ/mol (unas 15 veces más que la energía de las fuerzas de dispersión de London)

La energiacutea del enlace de hidroacutegeno depende del aacutengulo de enlace es maacutexima cuando los tres aacutetomos (dador-hidroacutegeno-aceptor) estaacuten alineados y disminuye cuando se disponen en aacutengulo Es un enlace muy direccional aunque pequentildeas variaciones de hasta 20ordm no tienen demasiada importancia Por uacuteltimo la energiacutea de un enlace de hidroacutegeno depende de los aceptores y dadores De mayor a menor energiacutea de enlace tenemos las siguientes posibilidades

Puentes de hidroacutegeno

Por definicioacuten una sustancia es hidrofoacutebica si no es miscible con el agua Baacutesicamente la hidrofobicidad ocurre cuando la moleacutecula en cuestioacuten no es capaz de interaccionar con las moleacuteculas de agua ni por interacciones ioacuten-dipolo ni mediante puentes de hidroacutegeno Tal es el caso de los hidrocarburos saturados En esta situacioacuten las moleacuteculas de agua en la vecindad del hidrocarburo se orientan y se asocian formando una estructura parecida al hielo creaacutendose una especie de jaula de moleacuteculas de agua alrededor de la moleacutecula hidrofoacutebica Esta estructura se conoce como clatrato

Interacciones hidrofoacutebicas

Clatrato Modelo de una moleacutecula de ciclohexano (en amarillo no se muestran sus hidroacutegenos) rodeada de moleacuteculas de agua En la imagen de la derecha se han eliminado las moleacuteculas delanteras para poder apreciar la estructura de la jaula y la falta de enlaces entre el ciclohexano y el agua

Una moleacutecula que no pueda interaccionar con el agua incrementa el orden del agua a su alrededor es decir disminuye la entropiacutea del agua Supongamos que tenemos dos moleacuteculas de un hidrocarburo

El sistema agua + hidrocarburo puede estar en dos estados diferentes

Estado 1 Las dos moleacuteculas de hidrocarburo estaacuten separadas y cada una tiene su propia jaula de moleacuteculas de agua ordenadas alrededor

Estado 2 Las dos moleacuteculas de hidrocarburo estaacuten juntas compartiendo una jaula de moleacuteculas de agua comuacuten El nuacutemero total de moleacuteculas de agua que forman el clatrato es menor por lo que parte de las moleacuteculas que estaban fijas estaacute libres en la disolucioacuten (cuente las moleacuteculas)

Simulacioacuten de una bicapa lipiacutedica de fosfatidilcolina en estado fluiacutedo Las moleacuteculas de agua muy desorganizadas pero unidas entre siacute por puentes de hidroacutegeno se encuentran en las dos caras de la bicapa No atraviesan el interior de la membrana altamente hidrofoacutebico En este interior las cadenas de aacutecidos grasos estaacuten estrechamente unidas La estructura es muy dinaacutemica -el interior es praacutecticamente un fluido bidimensional- pero resulta muy estable debido al intenso efecto hidrofoacutebico

EXTREMO HIDROFILICO POLAR

EXTREMO HIDROFILICO POLAR

EXTREMOS HIDROFOBIVOS NO POLARES

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3396

MOMENTOS DIPOLARES (D) PARA MOLECULAS AB2

MOLECULA

CO2 0

CS2 0

HgX2 0

N2O 0166

SCTe 0173

HCP 039

OCS 07124

OCSe 073

FCN 217

ClCN 282

HCN 298

CsOH 75

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3334

MOMENTOS DIPOLARES (D) DE COMPUESTOS DE PLATINO

MOLECULA -cis -trans

PtI2(PEt3)2 82 0

PtBr2(PEt3)2 112 0

PtCl2(PEt3)2 109 0

PtCl2(AsEt3)2 105 0

PtCl2(SbEt3)2 92 0

PtCl2(PBu3)2 115 0

PtCl2(PPr3)2 115 0

PtCl2(PMe3)2 131 0

PtMeCl(PEt3)2 84 340

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3342

3380

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LITIO FLOTANDO EN ACEITE QUE A SU VEZ FLOTA EN AGUA SISTEMA TRIFASICO LIQUIDO-LIQUIDO-SOLIDO

LOS SISTEMAS BIFASICOS LIQUIDOS SON MUY COMUNES Y NORMALMENTE CONSISTEN DE UN DISOLVENTE ORGANICO CON UNA FASE ACUOSA (AGUA Y ACEITE) LAS MULTIFASES LIQUIDAS SON RARAS Y SOLO SE CONOCEN LAS TRI Y TETRAFASICAS QUE SE USAN PARA PROCESOS DE EXTRACCION LIQUIDO-LIQUIDO ES POSIBLE OBTENER SISTEMAS DE MULTIPLES FASES ACOMODANDO CAPAS DE LIQUIDOS NO POLARES Y FASES ACUOSAS DE DENSIDAD DECRECIENTE SIN EMBARGO SI ESTOS SISTEMAS SE AGITAN NO SE SEPARARAN DE NUEVO LAS FASES INICIALES COMO EN LOS SISTEMAS MULTIFASICOS GENUINOS

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3382

ORGANICO NORMAL = 0 1

AGUA 0 2

SISTEMA TRIFASICO

ORGANICO FLUORADO = 0 3

POR EJEMPLO

EN LOS SISTEMAS AGUA + 2-HEPTANONA + CAPROLACTAMA + SULFATO DE AMONIO Y AGUA + BENCENO + CAPROLACTAMA + SULFATO DE AMONIO SE ENCUENTRAN EQUIBRIOS ENTRE TRES FASES LIQUIDAS

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3384

ALGUNAS MACROMOLECULAS SOLUBLES MUESTRAN UN COMPORTAMIENTO PECULIAR EN DISOLUCION PERMITIENDO

OBTENER TRES FASES LIQUIDAS MUTUAMEMENTE INSOLUBLES CON

AGUA-DICLOROMETANO-PERFLUOROMETILCICLOHEXANO

Chem Commun 2005 1034 - 1036

ESTOS POLIMEROS PUEDEN SER USADOS COMO SOPORTES PARA REACTIVOS O CATALIZADORES CUYA PREFERENCIA DE SOLUBILIDAD PUEDE MODULARSE EN PROCESOS DE SEPARACION

2

3

1

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SISTEMAS TETRAFASICOS 1 DISOLVENTE NO POLAR A 2 DISOLVENTE B 3 POLIMERO SOLUBLE EN DISOLVENTE B Y AGUA 4 SAL + AGUA

EJEMPLO 1 109 HEPTANO 2 155 DICLOROMETANO 3 71 OXIDO DE POLIETILENO 4 665 SULFATO DE SODIO (gt 01) EN AGUA

Chem Commun 1998 787 Polymer induced multiphase generation in waterorganic solvent mixtures Strategies towards the design of triphasic and tetraphasic liquid systems US patent application 20050215443 Multiphase aqueous cleansing composition

1

2

3

4

3388

SISTEMAS TRIFASICOS DISOLVENTE NO POLAR MEZCLA ACUOSA BIFASICA POR EJEMPLO USANDO HEXANO HEPTANO CICLOHEXANO O ACEITE MINERAL COMO EL DISOLVENTE NO POLAR DISOLVENTE POLAR AGUA +SAL

EJEMPLO 100 ml ACEITE MINERAL 100 ml ISOPROPANOL 75 ml AGUA 35 g CLORURO DE CALCIO

DISOLVENTE NO POLAR POLIMERO A SOLUBLE EN AGUA POLIMERO B SOLUBLE EN AGUA AGUA

EJEMPLO HEXANO OXIDO DE POLIETILENO-AGUA DEXTRAN-AGUA

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3390

SISTEMAS TRIFASICOS DISOLVENTE NO POLAR POLIMERO SOLUBLE EN AGUA AGUA+SAL EJEMPLO HEXANO OXIDO DE POLIETILENO-AGUA SULFATO DE SODIO-AGUA

DISOLVENTE NO POLAR A DISOLVENTE B POLIMERO SOLUBLE EN EL DISOLVENTE B Y AGUA AGUA EJEMPLO HEPTANO DICLOROMETANO OXIDO DE POLIETILENO AGUA

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SISTEMAS TRIFASICOS DISOLVENTE NO POLAR A DISOLVENTE B POLIMERO SOLUBLE EN EL DISOLVENTE B Y AGUA AGUA EJEMPLO 163 HEPTANO 217 DICLOROMETANO 95 OXIDO DE POLIETILENO 515 AGUA 01 SULFATO DE SODIO-AGUA DISOLVENTE NO POLAR SAL HIDROFOBICA AGUA EJEMPLO ISOOCTANO ALIQUAT 336 (METIL TRIOOCTIL AMONIO UN CATALIZADOR DE TRANSFERENCIA DE FASE) AGUA EJEMPLO CICLOHEXANO BMIM-PF6 (UN LIQUIDO IONICO) AGUA

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3394

Page 29: distribución de cargas y sindepa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/3-FUERZAS-INTERMOLECULARES_18243.pdf23 kJ/mol (unas 15 veces más que la energía de las fuerzas de dispersión de London)

Por definicioacuten una sustancia es hidrofoacutebica si no es miscible con el agua Baacutesicamente la hidrofobicidad ocurre cuando la moleacutecula en cuestioacuten no es capaz de interaccionar con las moleacuteculas de agua ni por interacciones ioacuten-dipolo ni mediante puentes de hidroacutegeno Tal es el caso de los hidrocarburos saturados En esta situacioacuten las moleacuteculas de agua en la vecindad del hidrocarburo se orientan y se asocian formando una estructura parecida al hielo creaacutendose una especie de jaula de moleacuteculas de agua alrededor de la moleacutecula hidrofoacutebica Esta estructura se conoce como clatrato

Interacciones hidrofoacutebicas

Clatrato Modelo de una moleacutecula de ciclohexano (en amarillo no se muestran sus hidroacutegenos) rodeada de moleacuteculas de agua En la imagen de la derecha se han eliminado las moleacuteculas delanteras para poder apreciar la estructura de la jaula y la falta de enlaces entre el ciclohexano y el agua

Una moleacutecula que no pueda interaccionar con el agua incrementa el orden del agua a su alrededor es decir disminuye la entropiacutea del agua Supongamos que tenemos dos moleacuteculas de un hidrocarburo

El sistema agua + hidrocarburo puede estar en dos estados diferentes

Estado 1 Las dos moleacuteculas de hidrocarburo estaacuten separadas y cada una tiene su propia jaula de moleacuteculas de agua ordenadas alrededor

Estado 2 Las dos moleacuteculas de hidrocarburo estaacuten juntas compartiendo una jaula de moleacuteculas de agua comuacuten El nuacutemero total de moleacuteculas de agua que forman el clatrato es menor por lo que parte de las moleacuteculas que estaban fijas estaacute libres en la disolucioacuten (cuente las moleacuteculas)

Simulacioacuten de una bicapa lipiacutedica de fosfatidilcolina en estado fluiacutedo Las moleacuteculas de agua muy desorganizadas pero unidas entre siacute por puentes de hidroacutegeno se encuentran en las dos caras de la bicapa No atraviesan el interior de la membrana altamente hidrofoacutebico En este interior las cadenas de aacutecidos grasos estaacuten estrechamente unidas La estructura es muy dinaacutemica -el interior es praacutecticamente un fluido bidimensional- pero resulta muy estable debido al intenso efecto hidrofoacutebico

EXTREMO HIDROFILICO POLAR

EXTREMO HIDROFILICO POLAR

EXTREMOS HIDROFOBIVOS NO POLARES

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3396

MOMENTOS DIPOLARES (D) PARA MOLECULAS AB2

MOLECULA

CO2 0

CS2 0

HgX2 0

N2O 0166

SCTe 0173

HCP 039

OCS 07124

OCSe 073

FCN 217

ClCN 282

HCN 298

CsOH 75

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3334

MOMENTOS DIPOLARES (D) DE COMPUESTOS DE PLATINO

MOLECULA -cis -trans

PtI2(PEt3)2 82 0

PtBr2(PEt3)2 112 0

PtCl2(PEt3)2 109 0

PtCl2(AsEt3)2 105 0

PtCl2(SbEt3)2 92 0

PtCl2(PBu3)2 115 0

PtCl2(PPr3)2 115 0

PtCl2(PMe3)2 131 0

PtMeCl(PEt3)2 84 340

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3342

3380

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LITIO FLOTANDO EN ACEITE QUE A SU VEZ FLOTA EN AGUA SISTEMA TRIFASICO LIQUIDO-LIQUIDO-SOLIDO

LOS SISTEMAS BIFASICOS LIQUIDOS SON MUY COMUNES Y NORMALMENTE CONSISTEN DE UN DISOLVENTE ORGANICO CON UNA FASE ACUOSA (AGUA Y ACEITE) LAS MULTIFASES LIQUIDAS SON RARAS Y SOLO SE CONOCEN LAS TRI Y TETRAFASICAS QUE SE USAN PARA PROCESOS DE EXTRACCION LIQUIDO-LIQUIDO ES POSIBLE OBTENER SISTEMAS DE MULTIPLES FASES ACOMODANDO CAPAS DE LIQUIDOS NO POLARES Y FASES ACUOSAS DE DENSIDAD DECRECIENTE SIN EMBARGO SI ESTOS SISTEMAS SE AGITAN NO SE SEPARARAN DE NUEVO LAS FASES INICIALES COMO EN LOS SISTEMAS MULTIFASICOS GENUINOS

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3382

ORGANICO NORMAL = 0 1

AGUA 0 2

SISTEMA TRIFASICO

ORGANICO FLUORADO = 0 3

POR EJEMPLO

EN LOS SISTEMAS AGUA + 2-HEPTANONA + CAPROLACTAMA + SULFATO DE AMONIO Y AGUA + BENCENO + CAPROLACTAMA + SULFATO DE AMONIO SE ENCUENTRAN EQUIBRIOS ENTRE TRES FASES LIQUIDAS

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3384

ALGUNAS MACROMOLECULAS SOLUBLES MUESTRAN UN COMPORTAMIENTO PECULIAR EN DISOLUCION PERMITIENDO

OBTENER TRES FASES LIQUIDAS MUTUAMEMENTE INSOLUBLES CON

AGUA-DICLOROMETANO-PERFLUOROMETILCICLOHEXANO

Chem Commun 2005 1034 - 1036

ESTOS POLIMEROS PUEDEN SER USADOS COMO SOPORTES PARA REACTIVOS O CATALIZADORES CUYA PREFERENCIA DE SOLUBILIDAD PUEDE MODULARSE EN PROCESOS DE SEPARACION

2

3

1

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3386

SISTEMAS TETRAFASICOS 1 DISOLVENTE NO POLAR A 2 DISOLVENTE B 3 POLIMERO SOLUBLE EN DISOLVENTE B Y AGUA 4 SAL + AGUA

EJEMPLO 1 109 HEPTANO 2 155 DICLOROMETANO 3 71 OXIDO DE POLIETILENO 4 665 SULFATO DE SODIO (gt 01) EN AGUA

Chem Commun 1998 787 Polymer induced multiphase generation in waterorganic solvent mixtures Strategies towards the design of triphasic and tetraphasic liquid systems US patent application 20050215443 Multiphase aqueous cleansing composition

1

2

3

4

3388

SISTEMAS TRIFASICOS DISOLVENTE NO POLAR MEZCLA ACUOSA BIFASICA POR EJEMPLO USANDO HEXANO HEPTANO CICLOHEXANO O ACEITE MINERAL COMO EL DISOLVENTE NO POLAR DISOLVENTE POLAR AGUA +SAL

EJEMPLO 100 ml ACEITE MINERAL 100 ml ISOPROPANOL 75 ml AGUA 35 g CLORURO DE CALCIO

DISOLVENTE NO POLAR POLIMERO A SOLUBLE EN AGUA POLIMERO B SOLUBLE EN AGUA AGUA

EJEMPLO HEXANO OXIDO DE POLIETILENO-AGUA DEXTRAN-AGUA

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SISTEMAS TRIFASICOS DISOLVENTE NO POLAR POLIMERO SOLUBLE EN AGUA AGUA+SAL EJEMPLO HEXANO OXIDO DE POLIETILENO-AGUA SULFATO DE SODIO-AGUA

DISOLVENTE NO POLAR A DISOLVENTE B POLIMERO SOLUBLE EN EL DISOLVENTE B Y AGUA AGUA EJEMPLO HEPTANO DICLOROMETANO OXIDO DE POLIETILENO AGUA

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SISTEMAS TRIFASICOS DISOLVENTE NO POLAR A DISOLVENTE B POLIMERO SOLUBLE EN EL DISOLVENTE B Y AGUA AGUA EJEMPLO 163 HEPTANO 217 DICLOROMETANO 95 OXIDO DE POLIETILENO 515 AGUA 01 SULFATO DE SODIO-AGUA DISOLVENTE NO POLAR SAL HIDROFOBICA AGUA EJEMPLO ISOOCTANO ALIQUAT 336 (METIL TRIOOCTIL AMONIO UN CATALIZADOR DE TRANSFERENCIA DE FASE) AGUA EJEMPLO CICLOHEXANO BMIM-PF6 (UN LIQUIDO IONICO) AGUA

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Page 30: distribución de cargas y sindepa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/3-FUERZAS-INTERMOLECULARES_18243.pdf23 kJ/mol (unas 15 veces más que la energía de las fuerzas de dispersión de London)

Clatrato Modelo de una moleacutecula de ciclohexano (en amarillo no se muestran sus hidroacutegenos) rodeada de moleacuteculas de agua En la imagen de la derecha se han eliminado las moleacuteculas delanteras para poder apreciar la estructura de la jaula y la falta de enlaces entre el ciclohexano y el agua

Una moleacutecula que no pueda interaccionar con el agua incrementa el orden del agua a su alrededor es decir disminuye la entropiacutea del agua Supongamos que tenemos dos moleacuteculas de un hidrocarburo

El sistema agua + hidrocarburo puede estar en dos estados diferentes

Estado 1 Las dos moleacuteculas de hidrocarburo estaacuten separadas y cada una tiene su propia jaula de moleacuteculas de agua ordenadas alrededor

Estado 2 Las dos moleacuteculas de hidrocarburo estaacuten juntas compartiendo una jaula de moleacuteculas de agua comuacuten El nuacutemero total de moleacuteculas de agua que forman el clatrato es menor por lo que parte de las moleacuteculas que estaban fijas estaacute libres en la disolucioacuten (cuente las moleacuteculas)

Simulacioacuten de una bicapa lipiacutedica de fosfatidilcolina en estado fluiacutedo Las moleacuteculas de agua muy desorganizadas pero unidas entre siacute por puentes de hidroacutegeno se encuentran en las dos caras de la bicapa No atraviesan el interior de la membrana altamente hidrofoacutebico En este interior las cadenas de aacutecidos grasos estaacuten estrechamente unidas La estructura es muy dinaacutemica -el interior es praacutecticamente un fluido bidimensional- pero resulta muy estable debido al intenso efecto hidrofoacutebico

EXTREMO HIDROFILICO POLAR

EXTREMO HIDROFILICO POLAR

EXTREMOS HIDROFOBIVOS NO POLARES

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MOMENTOS DIPOLARES (D) PARA MOLECULAS AB2

MOLECULA

CO2 0

CS2 0

HgX2 0

N2O 0166

SCTe 0173

HCP 039

OCS 07124

OCSe 073

FCN 217

ClCN 282

HCN 298

CsOH 75

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MOMENTOS DIPOLARES (D) DE COMPUESTOS DE PLATINO

MOLECULA -cis -trans

PtI2(PEt3)2 82 0

PtBr2(PEt3)2 112 0

PtCl2(PEt3)2 109 0

PtCl2(AsEt3)2 105 0

PtCl2(SbEt3)2 92 0

PtCl2(PBu3)2 115 0

PtCl2(PPr3)2 115 0

PtCl2(PMe3)2 131 0

PtMeCl(PEt3)2 84 340

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3342

3380

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LITIO FLOTANDO EN ACEITE QUE A SU VEZ FLOTA EN AGUA SISTEMA TRIFASICO LIQUIDO-LIQUIDO-SOLIDO

LOS SISTEMAS BIFASICOS LIQUIDOS SON MUY COMUNES Y NORMALMENTE CONSISTEN DE UN DISOLVENTE ORGANICO CON UNA FASE ACUOSA (AGUA Y ACEITE) LAS MULTIFASES LIQUIDAS SON RARAS Y SOLO SE CONOCEN LAS TRI Y TETRAFASICAS QUE SE USAN PARA PROCESOS DE EXTRACCION LIQUIDO-LIQUIDO ES POSIBLE OBTENER SISTEMAS DE MULTIPLES FASES ACOMODANDO CAPAS DE LIQUIDOS NO POLARES Y FASES ACUOSAS DE DENSIDAD DECRECIENTE SIN EMBARGO SI ESTOS SISTEMAS SE AGITAN NO SE SEPARARAN DE NUEVO LAS FASES INICIALES COMO EN LOS SISTEMAS MULTIFASICOS GENUINOS

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3382

ORGANICO NORMAL = 0 1

AGUA 0 2

SISTEMA TRIFASICO

ORGANICO FLUORADO = 0 3

POR EJEMPLO

EN LOS SISTEMAS AGUA + 2-HEPTANONA + CAPROLACTAMA + SULFATO DE AMONIO Y AGUA + BENCENO + CAPROLACTAMA + SULFATO DE AMONIO SE ENCUENTRAN EQUIBRIOS ENTRE TRES FASES LIQUIDAS

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3384

ALGUNAS MACROMOLECULAS SOLUBLES MUESTRAN UN COMPORTAMIENTO PECULIAR EN DISOLUCION PERMITIENDO

OBTENER TRES FASES LIQUIDAS MUTUAMEMENTE INSOLUBLES CON

AGUA-DICLOROMETANO-PERFLUOROMETILCICLOHEXANO

Chem Commun 2005 1034 - 1036

ESTOS POLIMEROS PUEDEN SER USADOS COMO SOPORTES PARA REACTIVOS O CATALIZADORES CUYA PREFERENCIA DE SOLUBILIDAD PUEDE MODULARSE EN PROCESOS DE SEPARACION

2

3

1

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SISTEMAS TETRAFASICOS 1 DISOLVENTE NO POLAR A 2 DISOLVENTE B 3 POLIMERO SOLUBLE EN DISOLVENTE B Y AGUA 4 SAL + AGUA

EJEMPLO 1 109 HEPTANO 2 155 DICLOROMETANO 3 71 OXIDO DE POLIETILENO 4 665 SULFATO DE SODIO (gt 01) EN AGUA

Chem Commun 1998 787 Polymer induced multiphase generation in waterorganic solvent mixtures Strategies towards the design of triphasic and tetraphasic liquid systems US patent application 20050215443 Multiphase aqueous cleansing composition

1

2

3

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SISTEMAS TRIFASICOS DISOLVENTE NO POLAR MEZCLA ACUOSA BIFASICA POR EJEMPLO USANDO HEXANO HEPTANO CICLOHEXANO O ACEITE MINERAL COMO EL DISOLVENTE NO POLAR DISOLVENTE POLAR AGUA +SAL

EJEMPLO 100 ml ACEITE MINERAL 100 ml ISOPROPANOL 75 ml AGUA 35 g CLORURO DE CALCIO

DISOLVENTE NO POLAR POLIMERO A SOLUBLE EN AGUA POLIMERO B SOLUBLE EN AGUA AGUA

EJEMPLO HEXANO OXIDO DE POLIETILENO-AGUA DEXTRAN-AGUA

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SISTEMAS TRIFASICOS DISOLVENTE NO POLAR POLIMERO SOLUBLE EN AGUA AGUA+SAL EJEMPLO HEXANO OXIDO DE POLIETILENO-AGUA SULFATO DE SODIO-AGUA

DISOLVENTE NO POLAR A DISOLVENTE B POLIMERO SOLUBLE EN EL DISOLVENTE B Y AGUA AGUA EJEMPLO HEPTANO DICLOROMETANO OXIDO DE POLIETILENO AGUA

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SISTEMAS TRIFASICOS DISOLVENTE NO POLAR A DISOLVENTE B POLIMERO SOLUBLE EN EL DISOLVENTE B Y AGUA AGUA EJEMPLO 163 HEPTANO 217 DICLOROMETANO 95 OXIDO DE POLIETILENO 515 AGUA 01 SULFATO DE SODIO-AGUA DISOLVENTE NO POLAR SAL HIDROFOBICA AGUA EJEMPLO ISOOCTANO ALIQUAT 336 (METIL TRIOOCTIL AMONIO UN CATALIZADOR DE TRANSFERENCIA DE FASE) AGUA EJEMPLO CICLOHEXANO BMIM-PF6 (UN LIQUIDO IONICO) AGUA

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Una moleacutecula que no pueda interaccionar con el agua incrementa el orden del agua a su alrededor es decir disminuye la entropiacutea del agua Supongamos que tenemos dos moleacuteculas de un hidrocarburo

El sistema agua + hidrocarburo puede estar en dos estados diferentes

Estado 1 Las dos moleacuteculas de hidrocarburo estaacuten separadas y cada una tiene su propia jaula de moleacuteculas de agua ordenadas alrededor

Estado 2 Las dos moleacuteculas de hidrocarburo estaacuten juntas compartiendo una jaula de moleacuteculas de agua comuacuten El nuacutemero total de moleacuteculas de agua que forman el clatrato es menor por lo que parte de las moleacuteculas que estaban fijas estaacute libres en la disolucioacuten (cuente las moleacuteculas)

Simulacioacuten de una bicapa lipiacutedica de fosfatidilcolina en estado fluiacutedo Las moleacuteculas de agua muy desorganizadas pero unidas entre siacute por puentes de hidroacutegeno se encuentran en las dos caras de la bicapa No atraviesan el interior de la membrana altamente hidrofoacutebico En este interior las cadenas de aacutecidos grasos estaacuten estrechamente unidas La estructura es muy dinaacutemica -el interior es praacutecticamente un fluido bidimensional- pero resulta muy estable debido al intenso efecto hidrofoacutebico

EXTREMO HIDROFILICO POLAR

EXTREMO HIDROFILICO POLAR

EXTREMOS HIDROFOBIVOS NO POLARES

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MOMENTOS DIPOLARES (D) PARA MOLECULAS AB2

MOLECULA

CO2 0

CS2 0

HgX2 0

N2O 0166

SCTe 0173

HCP 039

OCS 07124

OCSe 073

FCN 217

ClCN 282

HCN 298

CsOH 75

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MOMENTOS DIPOLARES (D) DE COMPUESTOS DE PLATINO

MOLECULA -cis -trans

PtI2(PEt3)2 82 0

PtBr2(PEt3)2 112 0

PtCl2(PEt3)2 109 0

PtCl2(AsEt3)2 105 0

PtCl2(SbEt3)2 92 0

PtCl2(PBu3)2 115 0

PtCl2(PPr3)2 115 0

PtCl2(PMe3)2 131 0

PtMeCl(PEt3)2 84 340

HUGO TORRENS

3342

3380

HUGO TORRENS

LITIO FLOTANDO EN ACEITE QUE A SU VEZ FLOTA EN AGUA SISTEMA TRIFASICO LIQUIDO-LIQUIDO-SOLIDO

LOS SISTEMAS BIFASICOS LIQUIDOS SON MUY COMUNES Y NORMALMENTE CONSISTEN DE UN DISOLVENTE ORGANICO CON UNA FASE ACUOSA (AGUA Y ACEITE) LAS MULTIFASES LIQUIDAS SON RARAS Y SOLO SE CONOCEN LAS TRI Y TETRAFASICAS QUE SE USAN PARA PROCESOS DE EXTRACCION LIQUIDO-LIQUIDO ES POSIBLE OBTENER SISTEMAS DE MULTIPLES FASES ACOMODANDO CAPAS DE LIQUIDOS NO POLARES Y FASES ACUOSAS DE DENSIDAD DECRECIENTE SIN EMBARGO SI ESTOS SISTEMAS SE AGITAN NO SE SEPARARAN DE NUEVO LAS FASES INICIALES COMO EN LOS SISTEMAS MULTIFASICOS GENUINOS

HUGO TORRENS

3382

ORGANICO NORMAL = 0 1

AGUA 0 2

SISTEMA TRIFASICO

ORGANICO FLUORADO = 0 3

POR EJEMPLO

EN LOS SISTEMAS AGUA + 2-HEPTANONA + CAPROLACTAMA + SULFATO DE AMONIO Y AGUA + BENCENO + CAPROLACTAMA + SULFATO DE AMONIO SE ENCUENTRAN EQUIBRIOS ENTRE TRES FASES LIQUIDAS

HUGO TORRENS

3384

ALGUNAS MACROMOLECULAS SOLUBLES MUESTRAN UN COMPORTAMIENTO PECULIAR EN DISOLUCION PERMITIENDO

OBTENER TRES FASES LIQUIDAS MUTUAMEMENTE INSOLUBLES CON

AGUA-DICLOROMETANO-PERFLUOROMETILCICLOHEXANO

Chem Commun 2005 1034 - 1036

ESTOS POLIMEROS PUEDEN SER USADOS COMO SOPORTES PARA REACTIVOS O CATALIZADORES CUYA PREFERENCIA DE SOLUBILIDAD PUEDE MODULARSE EN PROCESOS DE SEPARACION

2

3

1

HUGO TORRENS

3386

SISTEMAS TETRAFASICOS 1 DISOLVENTE NO POLAR A 2 DISOLVENTE B 3 POLIMERO SOLUBLE EN DISOLVENTE B Y AGUA 4 SAL + AGUA

EJEMPLO 1 109 HEPTANO 2 155 DICLOROMETANO 3 71 OXIDO DE POLIETILENO 4 665 SULFATO DE SODIO (gt 01) EN AGUA

Chem Commun 1998 787 Polymer induced multiphase generation in waterorganic solvent mixtures Strategies towards the design of triphasic and tetraphasic liquid systems US patent application 20050215443 Multiphase aqueous cleansing composition

1

2

3

4

3388

SISTEMAS TRIFASICOS DISOLVENTE NO POLAR MEZCLA ACUOSA BIFASICA POR EJEMPLO USANDO HEXANO HEPTANO CICLOHEXANO O ACEITE MINERAL COMO EL DISOLVENTE NO POLAR DISOLVENTE POLAR AGUA +SAL

EJEMPLO 100 ml ACEITE MINERAL 100 ml ISOPROPANOL 75 ml AGUA 35 g CLORURO DE CALCIO

DISOLVENTE NO POLAR POLIMERO A SOLUBLE EN AGUA POLIMERO B SOLUBLE EN AGUA AGUA

EJEMPLO HEXANO OXIDO DE POLIETILENO-AGUA DEXTRAN-AGUA

HUGO TORRENS

3390

SISTEMAS TRIFASICOS DISOLVENTE NO POLAR POLIMERO SOLUBLE EN AGUA AGUA+SAL EJEMPLO HEXANO OXIDO DE POLIETILENO-AGUA SULFATO DE SODIO-AGUA

DISOLVENTE NO POLAR A DISOLVENTE B POLIMERO SOLUBLE EN EL DISOLVENTE B Y AGUA AGUA EJEMPLO HEPTANO DICLOROMETANO OXIDO DE POLIETILENO AGUA

HUGO TORRENS

3392

SISTEMAS TRIFASICOS DISOLVENTE NO POLAR A DISOLVENTE B POLIMERO SOLUBLE EN EL DISOLVENTE B Y AGUA AGUA EJEMPLO 163 HEPTANO 217 DICLOROMETANO 95 OXIDO DE POLIETILENO 515 AGUA 01 SULFATO DE SODIO-AGUA DISOLVENTE NO POLAR SAL HIDROFOBICA AGUA EJEMPLO ISOOCTANO ALIQUAT 336 (METIL TRIOOCTIL AMONIO UN CATALIZADOR DE TRANSFERENCIA DE FASE) AGUA EJEMPLO CICLOHEXANO BMIM-PF6 (UN LIQUIDO IONICO) AGUA

HUGO TORRENS

3394

Page 32: distribución de cargas y sindepa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/3-FUERZAS-INTERMOLECULARES_18243.pdf23 kJ/mol (unas 15 veces más que la energía de las fuerzas de dispersión de London)

Simulacioacuten de una bicapa lipiacutedica de fosfatidilcolina en estado fluiacutedo Las moleacuteculas de agua muy desorganizadas pero unidas entre siacute por puentes de hidroacutegeno se encuentran en las dos caras de la bicapa No atraviesan el interior de la membrana altamente hidrofoacutebico En este interior las cadenas de aacutecidos grasos estaacuten estrechamente unidas La estructura es muy dinaacutemica -el interior es praacutecticamente un fluido bidimensional- pero resulta muy estable debido al intenso efecto hidrofoacutebico

EXTREMO HIDROFILICO POLAR

EXTREMO HIDROFILICO POLAR

EXTREMOS HIDROFOBIVOS NO POLARES

HUGO TORRENS

3396

MOMENTOS DIPOLARES (D) PARA MOLECULAS AB2

MOLECULA

CO2 0

CS2 0

HgX2 0

N2O 0166

SCTe 0173

HCP 039

OCS 07124

OCSe 073

FCN 217

ClCN 282

HCN 298

CsOH 75

HUGO TORRENS

3334

MOMENTOS DIPOLARES (D) DE COMPUESTOS DE PLATINO

MOLECULA -cis -trans

PtI2(PEt3)2 82 0

PtBr2(PEt3)2 112 0

PtCl2(PEt3)2 109 0

PtCl2(AsEt3)2 105 0

PtCl2(SbEt3)2 92 0

PtCl2(PBu3)2 115 0

PtCl2(PPr3)2 115 0

PtCl2(PMe3)2 131 0

PtMeCl(PEt3)2 84 340

HUGO TORRENS

3342

3380

HUGO TORRENS

LITIO FLOTANDO EN ACEITE QUE A SU VEZ FLOTA EN AGUA SISTEMA TRIFASICO LIQUIDO-LIQUIDO-SOLIDO

LOS SISTEMAS BIFASICOS LIQUIDOS SON MUY COMUNES Y NORMALMENTE CONSISTEN DE UN DISOLVENTE ORGANICO CON UNA FASE ACUOSA (AGUA Y ACEITE) LAS MULTIFASES LIQUIDAS SON RARAS Y SOLO SE CONOCEN LAS TRI Y TETRAFASICAS QUE SE USAN PARA PROCESOS DE EXTRACCION LIQUIDO-LIQUIDO ES POSIBLE OBTENER SISTEMAS DE MULTIPLES FASES ACOMODANDO CAPAS DE LIQUIDOS NO POLARES Y FASES ACUOSAS DE DENSIDAD DECRECIENTE SIN EMBARGO SI ESTOS SISTEMAS SE AGITAN NO SE SEPARARAN DE NUEVO LAS FASES INICIALES COMO EN LOS SISTEMAS MULTIFASICOS GENUINOS

HUGO TORRENS

3382

ORGANICO NORMAL = 0 1

AGUA 0 2

SISTEMA TRIFASICO

ORGANICO FLUORADO = 0 3

POR EJEMPLO

EN LOS SISTEMAS AGUA + 2-HEPTANONA + CAPROLACTAMA + SULFATO DE AMONIO Y AGUA + BENCENO + CAPROLACTAMA + SULFATO DE AMONIO SE ENCUENTRAN EQUIBRIOS ENTRE TRES FASES LIQUIDAS

HUGO TORRENS

3384

ALGUNAS MACROMOLECULAS SOLUBLES MUESTRAN UN COMPORTAMIENTO PECULIAR EN DISOLUCION PERMITIENDO

OBTENER TRES FASES LIQUIDAS MUTUAMEMENTE INSOLUBLES CON

AGUA-DICLOROMETANO-PERFLUOROMETILCICLOHEXANO

Chem Commun 2005 1034 - 1036

ESTOS POLIMEROS PUEDEN SER USADOS COMO SOPORTES PARA REACTIVOS O CATALIZADORES CUYA PREFERENCIA DE SOLUBILIDAD PUEDE MODULARSE EN PROCESOS DE SEPARACION

2

3

1

HUGO TORRENS

3386

SISTEMAS TETRAFASICOS 1 DISOLVENTE NO POLAR A 2 DISOLVENTE B 3 POLIMERO SOLUBLE EN DISOLVENTE B Y AGUA 4 SAL + AGUA

EJEMPLO 1 109 HEPTANO 2 155 DICLOROMETANO 3 71 OXIDO DE POLIETILENO 4 665 SULFATO DE SODIO (gt 01) EN AGUA

Chem Commun 1998 787 Polymer induced multiphase generation in waterorganic solvent mixtures Strategies towards the design of triphasic and tetraphasic liquid systems US patent application 20050215443 Multiphase aqueous cleansing composition

1

2

3

4

3388

SISTEMAS TRIFASICOS DISOLVENTE NO POLAR MEZCLA ACUOSA BIFASICA POR EJEMPLO USANDO HEXANO HEPTANO CICLOHEXANO O ACEITE MINERAL COMO EL DISOLVENTE NO POLAR DISOLVENTE POLAR AGUA +SAL

EJEMPLO 100 ml ACEITE MINERAL 100 ml ISOPROPANOL 75 ml AGUA 35 g CLORURO DE CALCIO

DISOLVENTE NO POLAR POLIMERO A SOLUBLE EN AGUA POLIMERO B SOLUBLE EN AGUA AGUA

EJEMPLO HEXANO OXIDO DE POLIETILENO-AGUA DEXTRAN-AGUA

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3390

SISTEMAS TRIFASICOS DISOLVENTE NO POLAR POLIMERO SOLUBLE EN AGUA AGUA+SAL EJEMPLO HEXANO OXIDO DE POLIETILENO-AGUA SULFATO DE SODIO-AGUA

DISOLVENTE NO POLAR A DISOLVENTE B POLIMERO SOLUBLE EN EL DISOLVENTE B Y AGUA AGUA EJEMPLO HEPTANO DICLOROMETANO OXIDO DE POLIETILENO AGUA

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3392

SISTEMAS TRIFASICOS DISOLVENTE NO POLAR A DISOLVENTE B POLIMERO SOLUBLE EN EL DISOLVENTE B Y AGUA AGUA EJEMPLO 163 HEPTANO 217 DICLOROMETANO 95 OXIDO DE POLIETILENO 515 AGUA 01 SULFATO DE SODIO-AGUA DISOLVENTE NO POLAR SAL HIDROFOBICA AGUA EJEMPLO ISOOCTANO ALIQUAT 336 (METIL TRIOOCTIL AMONIO UN CATALIZADOR DE TRANSFERENCIA DE FASE) AGUA EJEMPLO CICLOHEXANO BMIM-PF6 (UN LIQUIDO IONICO) AGUA

HUGO TORRENS

3394

Page 33: distribución de cargas y sindepa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/3-FUERZAS-INTERMOLECULARES_18243.pdf23 kJ/mol (unas 15 veces más que la energía de las fuerzas de dispersión de London)

EXTREMO HIDROFILICO POLAR

EXTREMO HIDROFILICO POLAR

EXTREMOS HIDROFOBIVOS NO POLARES

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3396

MOMENTOS DIPOLARES (D) PARA MOLECULAS AB2

MOLECULA

CO2 0

CS2 0

HgX2 0

N2O 0166

SCTe 0173

HCP 039

OCS 07124

OCSe 073

FCN 217

ClCN 282

HCN 298

CsOH 75

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3334

MOMENTOS DIPOLARES (D) DE COMPUESTOS DE PLATINO

MOLECULA -cis -trans

PtI2(PEt3)2 82 0

PtBr2(PEt3)2 112 0

PtCl2(PEt3)2 109 0

PtCl2(AsEt3)2 105 0

PtCl2(SbEt3)2 92 0

PtCl2(PBu3)2 115 0

PtCl2(PPr3)2 115 0

PtCl2(PMe3)2 131 0

PtMeCl(PEt3)2 84 340

HUGO TORRENS

3342

3380

HUGO TORRENS

LITIO FLOTANDO EN ACEITE QUE A SU VEZ FLOTA EN AGUA SISTEMA TRIFASICO LIQUIDO-LIQUIDO-SOLIDO

LOS SISTEMAS BIFASICOS LIQUIDOS SON MUY COMUNES Y NORMALMENTE CONSISTEN DE UN DISOLVENTE ORGANICO CON UNA FASE ACUOSA (AGUA Y ACEITE) LAS MULTIFASES LIQUIDAS SON RARAS Y SOLO SE CONOCEN LAS TRI Y TETRAFASICAS QUE SE USAN PARA PROCESOS DE EXTRACCION LIQUIDO-LIQUIDO ES POSIBLE OBTENER SISTEMAS DE MULTIPLES FASES ACOMODANDO CAPAS DE LIQUIDOS NO POLARES Y FASES ACUOSAS DE DENSIDAD DECRECIENTE SIN EMBARGO SI ESTOS SISTEMAS SE AGITAN NO SE SEPARARAN DE NUEVO LAS FASES INICIALES COMO EN LOS SISTEMAS MULTIFASICOS GENUINOS

HUGO TORRENS

3382

ORGANICO NORMAL = 0 1

AGUA 0 2

SISTEMA TRIFASICO

ORGANICO FLUORADO = 0 3

POR EJEMPLO

EN LOS SISTEMAS AGUA + 2-HEPTANONA + CAPROLACTAMA + SULFATO DE AMONIO Y AGUA + BENCENO + CAPROLACTAMA + SULFATO DE AMONIO SE ENCUENTRAN EQUIBRIOS ENTRE TRES FASES LIQUIDAS

HUGO TORRENS

3384

ALGUNAS MACROMOLECULAS SOLUBLES MUESTRAN UN COMPORTAMIENTO PECULIAR EN DISOLUCION PERMITIENDO

OBTENER TRES FASES LIQUIDAS MUTUAMEMENTE INSOLUBLES CON

AGUA-DICLOROMETANO-PERFLUOROMETILCICLOHEXANO

Chem Commun 2005 1034 - 1036

ESTOS POLIMEROS PUEDEN SER USADOS COMO SOPORTES PARA REACTIVOS O CATALIZADORES CUYA PREFERENCIA DE SOLUBILIDAD PUEDE MODULARSE EN PROCESOS DE SEPARACION

2

3

1

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3386

SISTEMAS TETRAFASICOS 1 DISOLVENTE NO POLAR A 2 DISOLVENTE B 3 POLIMERO SOLUBLE EN DISOLVENTE B Y AGUA 4 SAL + AGUA

EJEMPLO 1 109 HEPTANO 2 155 DICLOROMETANO 3 71 OXIDO DE POLIETILENO 4 665 SULFATO DE SODIO (gt 01) EN AGUA

Chem Commun 1998 787 Polymer induced multiphase generation in waterorganic solvent mixtures Strategies towards the design of triphasic and tetraphasic liquid systems US patent application 20050215443 Multiphase aqueous cleansing composition

1

2

3

4

3388

SISTEMAS TRIFASICOS DISOLVENTE NO POLAR MEZCLA ACUOSA BIFASICA POR EJEMPLO USANDO HEXANO HEPTANO CICLOHEXANO O ACEITE MINERAL COMO EL DISOLVENTE NO POLAR DISOLVENTE POLAR AGUA +SAL

EJEMPLO 100 ml ACEITE MINERAL 100 ml ISOPROPANOL 75 ml AGUA 35 g CLORURO DE CALCIO

DISOLVENTE NO POLAR POLIMERO A SOLUBLE EN AGUA POLIMERO B SOLUBLE EN AGUA AGUA

EJEMPLO HEXANO OXIDO DE POLIETILENO-AGUA DEXTRAN-AGUA

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3390

SISTEMAS TRIFASICOS DISOLVENTE NO POLAR POLIMERO SOLUBLE EN AGUA AGUA+SAL EJEMPLO HEXANO OXIDO DE POLIETILENO-AGUA SULFATO DE SODIO-AGUA

DISOLVENTE NO POLAR A DISOLVENTE B POLIMERO SOLUBLE EN EL DISOLVENTE B Y AGUA AGUA EJEMPLO HEPTANO DICLOROMETANO OXIDO DE POLIETILENO AGUA

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3392

SISTEMAS TRIFASICOS DISOLVENTE NO POLAR A DISOLVENTE B POLIMERO SOLUBLE EN EL DISOLVENTE B Y AGUA AGUA EJEMPLO 163 HEPTANO 217 DICLOROMETANO 95 OXIDO DE POLIETILENO 515 AGUA 01 SULFATO DE SODIO-AGUA DISOLVENTE NO POLAR SAL HIDROFOBICA AGUA EJEMPLO ISOOCTANO ALIQUAT 336 (METIL TRIOOCTIL AMONIO UN CATALIZADOR DE TRANSFERENCIA DE FASE) AGUA EJEMPLO CICLOHEXANO BMIM-PF6 (UN LIQUIDO IONICO) AGUA

HUGO TORRENS

3394

Page 34: distribución de cargas y sindepa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/3-FUERZAS-INTERMOLECULARES_18243.pdf23 kJ/mol (unas 15 veces más que la energía de las fuerzas de dispersión de London)

MOMENTOS DIPOLARES (D) PARA MOLECULAS AB2

MOLECULA

CO2 0

CS2 0

HgX2 0

N2O 0166

SCTe 0173

HCP 039

OCS 07124

OCSe 073

FCN 217

ClCN 282

HCN 298

CsOH 75

HUGO TORRENS

3334

MOMENTOS DIPOLARES (D) DE COMPUESTOS DE PLATINO

MOLECULA -cis -trans

PtI2(PEt3)2 82 0

PtBr2(PEt3)2 112 0

PtCl2(PEt3)2 109 0

PtCl2(AsEt3)2 105 0

PtCl2(SbEt3)2 92 0

PtCl2(PBu3)2 115 0

PtCl2(PPr3)2 115 0

PtCl2(PMe3)2 131 0

PtMeCl(PEt3)2 84 340

HUGO TORRENS

3342

3380

HUGO TORRENS

LITIO FLOTANDO EN ACEITE QUE A SU VEZ FLOTA EN AGUA SISTEMA TRIFASICO LIQUIDO-LIQUIDO-SOLIDO

LOS SISTEMAS BIFASICOS LIQUIDOS SON MUY COMUNES Y NORMALMENTE CONSISTEN DE UN DISOLVENTE ORGANICO CON UNA FASE ACUOSA (AGUA Y ACEITE) LAS MULTIFASES LIQUIDAS SON RARAS Y SOLO SE CONOCEN LAS TRI Y TETRAFASICAS QUE SE USAN PARA PROCESOS DE EXTRACCION LIQUIDO-LIQUIDO ES POSIBLE OBTENER SISTEMAS DE MULTIPLES FASES ACOMODANDO CAPAS DE LIQUIDOS NO POLARES Y FASES ACUOSAS DE DENSIDAD DECRECIENTE SIN EMBARGO SI ESTOS SISTEMAS SE AGITAN NO SE SEPARARAN DE NUEVO LAS FASES INICIALES COMO EN LOS SISTEMAS MULTIFASICOS GENUINOS

HUGO TORRENS

3382

ORGANICO NORMAL = 0 1

AGUA 0 2

SISTEMA TRIFASICO

ORGANICO FLUORADO = 0 3

POR EJEMPLO

EN LOS SISTEMAS AGUA + 2-HEPTANONA + CAPROLACTAMA + SULFATO DE AMONIO Y AGUA + BENCENO + CAPROLACTAMA + SULFATO DE AMONIO SE ENCUENTRAN EQUIBRIOS ENTRE TRES FASES LIQUIDAS

HUGO TORRENS

3384

ALGUNAS MACROMOLECULAS SOLUBLES MUESTRAN UN COMPORTAMIENTO PECULIAR EN DISOLUCION PERMITIENDO

OBTENER TRES FASES LIQUIDAS MUTUAMEMENTE INSOLUBLES CON

AGUA-DICLOROMETANO-PERFLUOROMETILCICLOHEXANO

Chem Commun 2005 1034 - 1036

ESTOS POLIMEROS PUEDEN SER USADOS COMO SOPORTES PARA REACTIVOS O CATALIZADORES CUYA PREFERENCIA DE SOLUBILIDAD PUEDE MODULARSE EN PROCESOS DE SEPARACION

2

3

1

HUGO TORRENS

3386

SISTEMAS TETRAFASICOS 1 DISOLVENTE NO POLAR A 2 DISOLVENTE B 3 POLIMERO SOLUBLE EN DISOLVENTE B Y AGUA 4 SAL + AGUA

EJEMPLO 1 109 HEPTANO 2 155 DICLOROMETANO 3 71 OXIDO DE POLIETILENO 4 665 SULFATO DE SODIO (gt 01) EN AGUA

Chem Commun 1998 787 Polymer induced multiphase generation in waterorganic solvent mixtures Strategies towards the design of triphasic and tetraphasic liquid systems US patent application 20050215443 Multiphase aqueous cleansing composition

1

2

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4

3388

SISTEMAS TRIFASICOS DISOLVENTE NO POLAR MEZCLA ACUOSA BIFASICA POR EJEMPLO USANDO HEXANO HEPTANO CICLOHEXANO O ACEITE MINERAL COMO EL DISOLVENTE NO POLAR DISOLVENTE POLAR AGUA +SAL

EJEMPLO 100 ml ACEITE MINERAL 100 ml ISOPROPANOL 75 ml AGUA 35 g CLORURO DE CALCIO

DISOLVENTE NO POLAR POLIMERO A SOLUBLE EN AGUA POLIMERO B SOLUBLE EN AGUA AGUA

EJEMPLO HEXANO OXIDO DE POLIETILENO-AGUA DEXTRAN-AGUA

HUGO TORRENS

3390

SISTEMAS TRIFASICOS DISOLVENTE NO POLAR POLIMERO SOLUBLE EN AGUA AGUA+SAL EJEMPLO HEXANO OXIDO DE POLIETILENO-AGUA SULFATO DE SODIO-AGUA

DISOLVENTE NO POLAR A DISOLVENTE B POLIMERO SOLUBLE EN EL DISOLVENTE B Y AGUA AGUA EJEMPLO HEPTANO DICLOROMETANO OXIDO DE POLIETILENO AGUA

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3392

SISTEMAS TRIFASICOS DISOLVENTE NO POLAR A DISOLVENTE B POLIMERO SOLUBLE EN EL DISOLVENTE B Y AGUA AGUA EJEMPLO 163 HEPTANO 217 DICLOROMETANO 95 OXIDO DE POLIETILENO 515 AGUA 01 SULFATO DE SODIO-AGUA DISOLVENTE NO POLAR SAL HIDROFOBICA AGUA EJEMPLO ISOOCTANO ALIQUAT 336 (METIL TRIOOCTIL AMONIO UN CATALIZADOR DE TRANSFERENCIA DE FASE) AGUA EJEMPLO CICLOHEXANO BMIM-PF6 (UN LIQUIDO IONICO) AGUA

HUGO TORRENS

3394

Page 35: distribución de cargas y sindepa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/3-FUERZAS-INTERMOLECULARES_18243.pdf23 kJ/mol (unas 15 veces más que la energía de las fuerzas de dispersión de London)

MOMENTOS DIPOLARES (D) DE COMPUESTOS DE PLATINO

MOLECULA -cis -trans

PtI2(PEt3)2 82 0

PtBr2(PEt3)2 112 0

PtCl2(PEt3)2 109 0

PtCl2(AsEt3)2 105 0

PtCl2(SbEt3)2 92 0

PtCl2(PBu3)2 115 0

PtCl2(PPr3)2 115 0

PtCl2(PMe3)2 131 0

PtMeCl(PEt3)2 84 340

HUGO TORRENS

3342

3380

HUGO TORRENS

LITIO FLOTANDO EN ACEITE QUE A SU VEZ FLOTA EN AGUA SISTEMA TRIFASICO LIQUIDO-LIQUIDO-SOLIDO

LOS SISTEMAS BIFASICOS LIQUIDOS SON MUY COMUNES Y NORMALMENTE CONSISTEN DE UN DISOLVENTE ORGANICO CON UNA FASE ACUOSA (AGUA Y ACEITE) LAS MULTIFASES LIQUIDAS SON RARAS Y SOLO SE CONOCEN LAS TRI Y TETRAFASICAS QUE SE USAN PARA PROCESOS DE EXTRACCION LIQUIDO-LIQUIDO ES POSIBLE OBTENER SISTEMAS DE MULTIPLES FASES ACOMODANDO CAPAS DE LIQUIDOS NO POLARES Y FASES ACUOSAS DE DENSIDAD DECRECIENTE SIN EMBARGO SI ESTOS SISTEMAS SE AGITAN NO SE SEPARARAN DE NUEVO LAS FASES INICIALES COMO EN LOS SISTEMAS MULTIFASICOS GENUINOS

HUGO TORRENS

3382

ORGANICO NORMAL = 0 1

AGUA 0 2

SISTEMA TRIFASICO

ORGANICO FLUORADO = 0 3

POR EJEMPLO

EN LOS SISTEMAS AGUA + 2-HEPTANONA + CAPROLACTAMA + SULFATO DE AMONIO Y AGUA + BENCENO + CAPROLACTAMA + SULFATO DE AMONIO SE ENCUENTRAN EQUIBRIOS ENTRE TRES FASES LIQUIDAS

HUGO TORRENS

3384

ALGUNAS MACROMOLECULAS SOLUBLES MUESTRAN UN COMPORTAMIENTO PECULIAR EN DISOLUCION PERMITIENDO

OBTENER TRES FASES LIQUIDAS MUTUAMEMENTE INSOLUBLES CON

AGUA-DICLOROMETANO-PERFLUOROMETILCICLOHEXANO

Chem Commun 2005 1034 - 1036

ESTOS POLIMEROS PUEDEN SER USADOS COMO SOPORTES PARA REACTIVOS O CATALIZADORES CUYA PREFERENCIA DE SOLUBILIDAD PUEDE MODULARSE EN PROCESOS DE SEPARACION

2

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HUGO TORRENS

3386

SISTEMAS TETRAFASICOS 1 DISOLVENTE NO POLAR A 2 DISOLVENTE B 3 POLIMERO SOLUBLE EN DISOLVENTE B Y AGUA 4 SAL + AGUA

EJEMPLO 1 109 HEPTANO 2 155 DICLOROMETANO 3 71 OXIDO DE POLIETILENO 4 665 SULFATO DE SODIO (gt 01) EN AGUA

Chem Commun 1998 787 Polymer induced multiphase generation in waterorganic solvent mixtures Strategies towards the design of triphasic and tetraphasic liquid systems US patent application 20050215443 Multiphase aqueous cleansing composition

1

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SISTEMAS TRIFASICOS DISOLVENTE NO POLAR MEZCLA ACUOSA BIFASICA POR EJEMPLO USANDO HEXANO HEPTANO CICLOHEXANO O ACEITE MINERAL COMO EL DISOLVENTE NO POLAR DISOLVENTE POLAR AGUA +SAL

EJEMPLO 100 ml ACEITE MINERAL 100 ml ISOPROPANOL 75 ml AGUA 35 g CLORURO DE CALCIO

DISOLVENTE NO POLAR POLIMERO A SOLUBLE EN AGUA POLIMERO B SOLUBLE EN AGUA AGUA

EJEMPLO HEXANO OXIDO DE POLIETILENO-AGUA DEXTRAN-AGUA

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3390

SISTEMAS TRIFASICOS DISOLVENTE NO POLAR POLIMERO SOLUBLE EN AGUA AGUA+SAL EJEMPLO HEXANO OXIDO DE POLIETILENO-AGUA SULFATO DE SODIO-AGUA

DISOLVENTE NO POLAR A DISOLVENTE B POLIMERO SOLUBLE EN EL DISOLVENTE B Y AGUA AGUA EJEMPLO HEPTANO DICLOROMETANO OXIDO DE POLIETILENO AGUA

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SISTEMAS TRIFASICOS DISOLVENTE NO POLAR A DISOLVENTE B POLIMERO SOLUBLE EN EL DISOLVENTE B Y AGUA AGUA EJEMPLO 163 HEPTANO 217 DICLOROMETANO 95 OXIDO DE POLIETILENO 515 AGUA 01 SULFATO DE SODIO-AGUA DISOLVENTE NO POLAR SAL HIDROFOBICA AGUA EJEMPLO ISOOCTANO ALIQUAT 336 (METIL TRIOOCTIL AMONIO UN CATALIZADOR DE TRANSFERENCIA DE FASE) AGUA EJEMPLO CICLOHEXANO BMIM-PF6 (UN LIQUIDO IONICO) AGUA

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Page 36: distribución de cargas y sindepa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/3-FUERZAS-INTERMOLECULARES_18243.pdf23 kJ/mol (unas 15 veces más que la energía de las fuerzas de dispersión de London)

3380

HUGO TORRENS

LITIO FLOTANDO EN ACEITE QUE A SU VEZ FLOTA EN AGUA SISTEMA TRIFASICO LIQUIDO-LIQUIDO-SOLIDO

LOS SISTEMAS BIFASICOS LIQUIDOS SON MUY COMUNES Y NORMALMENTE CONSISTEN DE UN DISOLVENTE ORGANICO CON UNA FASE ACUOSA (AGUA Y ACEITE) LAS MULTIFASES LIQUIDAS SON RARAS Y SOLO SE CONOCEN LAS TRI Y TETRAFASICAS QUE SE USAN PARA PROCESOS DE EXTRACCION LIQUIDO-LIQUIDO ES POSIBLE OBTENER SISTEMAS DE MULTIPLES FASES ACOMODANDO CAPAS DE LIQUIDOS NO POLARES Y FASES ACUOSAS DE DENSIDAD DECRECIENTE SIN EMBARGO SI ESTOS SISTEMAS SE AGITAN NO SE SEPARARAN DE NUEVO LAS FASES INICIALES COMO EN LOS SISTEMAS MULTIFASICOS GENUINOS

HUGO TORRENS

3382

ORGANICO NORMAL = 0 1

AGUA 0 2

SISTEMA TRIFASICO

ORGANICO FLUORADO = 0 3

POR EJEMPLO

EN LOS SISTEMAS AGUA + 2-HEPTANONA + CAPROLACTAMA + SULFATO DE AMONIO Y AGUA + BENCENO + CAPROLACTAMA + SULFATO DE AMONIO SE ENCUENTRAN EQUIBRIOS ENTRE TRES FASES LIQUIDAS

HUGO TORRENS

3384

ALGUNAS MACROMOLECULAS SOLUBLES MUESTRAN UN COMPORTAMIENTO PECULIAR EN DISOLUCION PERMITIENDO

OBTENER TRES FASES LIQUIDAS MUTUAMEMENTE INSOLUBLES CON

AGUA-DICLOROMETANO-PERFLUOROMETILCICLOHEXANO

Chem Commun 2005 1034 - 1036

ESTOS POLIMEROS PUEDEN SER USADOS COMO SOPORTES PARA REACTIVOS O CATALIZADORES CUYA PREFERENCIA DE SOLUBILIDAD PUEDE MODULARSE EN PROCESOS DE SEPARACION

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HUGO TORRENS

3386

SISTEMAS TETRAFASICOS 1 DISOLVENTE NO POLAR A 2 DISOLVENTE B 3 POLIMERO SOLUBLE EN DISOLVENTE B Y AGUA 4 SAL + AGUA

EJEMPLO 1 109 HEPTANO 2 155 DICLOROMETANO 3 71 OXIDO DE POLIETILENO 4 665 SULFATO DE SODIO (gt 01) EN AGUA

Chem Commun 1998 787 Polymer induced multiphase generation in waterorganic solvent mixtures Strategies towards the design of triphasic and tetraphasic liquid systems US patent application 20050215443 Multiphase aqueous cleansing composition

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3388

SISTEMAS TRIFASICOS DISOLVENTE NO POLAR MEZCLA ACUOSA BIFASICA POR EJEMPLO USANDO HEXANO HEPTANO CICLOHEXANO O ACEITE MINERAL COMO EL DISOLVENTE NO POLAR DISOLVENTE POLAR AGUA +SAL

EJEMPLO 100 ml ACEITE MINERAL 100 ml ISOPROPANOL 75 ml AGUA 35 g CLORURO DE CALCIO

DISOLVENTE NO POLAR POLIMERO A SOLUBLE EN AGUA POLIMERO B SOLUBLE EN AGUA AGUA

EJEMPLO HEXANO OXIDO DE POLIETILENO-AGUA DEXTRAN-AGUA

HUGO TORRENS

3390

SISTEMAS TRIFASICOS DISOLVENTE NO POLAR POLIMERO SOLUBLE EN AGUA AGUA+SAL EJEMPLO HEXANO OXIDO DE POLIETILENO-AGUA SULFATO DE SODIO-AGUA

DISOLVENTE NO POLAR A DISOLVENTE B POLIMERO SOLUBLE EN EL DISOLVENTE B Y AGUA AGUA EJEMPLO HEPTANO DICLOROMETANO OXIDO DE POLIETILENO AGUA

HUGO TORRENS

3392

SISTEMAS TRIFASICOS DISOLVENTE NO POLAR A DISOLVENTE B POLIMERO SOLUBLE EN EL DISOLVENTE B Y AGUA AGUA EJEMPLO 163 HEPTANO 217 DICLOROMETANO 95 OXIDO DE POLIETILENO 515 AGUA 01 SULFATO DE SODIO-AGUA DISOLVENTE NO POLAR SAL HIDROFOBICA AGUA EJEMPLO ISOOCTANO ALIQUAT 336 (METIL TRIOOCTIL AMONIO UN CATALIZADOR DE TRANSFERENCIA DE FASE) AGUA EJEMPLO CICLOHEXANO BMIM-PF6 (UN LIQUIDO IONICO) AGUA

HUGO TORRENS

3394

Page 37: distribución de cargas y sindepa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/3-FUERZAS-INTERMOLECULARES_18243.pdf23 kJ/mol (unas 15 veces más que la energía de las fuerzas de dispersión de London)

LOS SISTEMAS BIFASICOS LIQUIDOS SON MUY COMUNES Y NORMALMENTE CONSISTEN DE UN DISOLVENTE ORGANICO CON UNA FASE ACUOSA (AGUA Y ACEITE) LAS MULTIFASES LIQUIDAS SON RARAS Y SOLO SE CONOCEN LAS TRI Y TETRAFASICAS QUE SE USAN PARA PROCESOS DE EXTRACCION LIQUIDO-LIQUIDO ES POSIBLE OBTENER SISTEMAS DE MULTIPLES FASES ACOMODANDO CAPAS DE LIQUIDOS NO POLARES Y FASES ACUOSAS DE DENSIDAD DECRECIENTE SIN EMBARGO SI ESTOS SISTEMAS SE AGITAN NO SE SEPARARAN DE NUEVO LAS FASES INICIALES COMO EN LOS SISTEMAS MULTIFASICOS GENUINOS

HUGO TORRENS

3382

ORGANICO NORMAL = 0 1

AGUA 0 2

SISTEMA TRIFASICO

ORGANICO FLUORADO = 0 3

POR EJEMPLO

EN LOS SISTEMAS AGUA + 2-HEPTANONA + CAPROLACTAMA + SULFATO DE AMONIO Y AGUA + BENCENO + CAPROLACTAMA + SULFATO DE AMONIO SE ENCUENTRAN EQUIBRIOS ENTRE TRES FASES LIQUIDAS

HUGO TORRENS

3384

ALGUNAS MACROMOLECULAS SOLUBLES MUESTRAN UN COMPORTAMIENTO PECULIAR EN DISOLUCION PERMITIENDO

OBTENER TRES FASES LIQUIDAS MUTUAMEMENTE INSOLUBLES CON

AGUA-DICLOROMETANO-PERFLUOROMETILCICLOHEXANO

Chem Commun 2005 1034 - 1036

ESTOS POLIMEROS PUEDEN SER USADOS COMO SOPORTES PARA REACTIVOS O CATALIZADORES CUYA PREFERENCIA DE SOLUBILIDAD PUEDE MODULARSE EN PROCESOS DE SEPARACION

2

3

1

HUGO TORRENS

3386

SISTEMAS TETRAFASICOS 1 DISOLVENTE NO POLAR A 2 DISOLVENTE B 3 POLIMERO SOLUBLE EN DISOLVENTE B Y AGUA 4 SAL + AGUA

EJEMPLO 1 109 HEPTANO 2 155 DICLOROMETANO 3 71 OXIDO DE POLIETILENO 4 665 SULFATO DE SODIO (gt 01) EN AGUA

Chem Commun 1998 787 Polymer induced multiphase generation in waterorganic solvent mixtures Strategies towards the design of triphasic and tetraphasic liquid systems US patent application 20050215443 Multiphase aqueous cleansing composition

1

2

3

4

3388

SISTEMAS TRIFASICOS DISOLVENTE NO POLAR MEZCLA ACUOSA BIFASICA POR EJEMPLO USANDO HEXANO HEPTANO CICLOHEXANO O ACEITE MINERAL COMO EL DISOLVENTE NO POLAR DISOLVENTE POLAR AGUA +SAL

EJEMPLO 100 ml ACEITE MINERAL 100 ml ISOPROPANOL 75 ml AGUA 35 g CLORURO DE CALCIO

DISOLVENTE NO POLAR POLIMERO A SOLUBLE EN AGUA POLIMERO B SOLUBLE EN AGUA AGUA

EJEMPLO HEXANO OXIDO DE POLIETILENO-AGUA DEXTRAN-AGUA

HUGO TORRENS

3390

SISTEMAS TRIFASICOS DISOLVENTE NO POLAR POLIMERO SOLUBLE EN AGUA AGUA+SAL EJEMPLO HEXANO OXIDO DE POLIETILENO-AGUA SULFATO DE SODIO-AGUA

DISOLVENTE NO POLAR A DISOLVENTE B POLIMERO SOLUBLE EN EL DISOLVENTE B Y AGUA AGUA EJEMPLO HEPTANO DICLOROMETANO OXIDO DE POLIETILENO AGUA

HUGO TORRENS

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SISTEMAS TRIFASICOS DISOLVENTE NO POLAR A DISOLVENTE B POLIMERO SOLUBLE EN EL DISOLVENTE B Y AGUA AGUA EJEMPLO 163 HEPTANO 217 DICLOROMETANO 95 OXIDO DE POLIETILENO 515 AGUA 01 SULFATO DE SODIO-AGUA DISOLVENTE NO POLAR SAL HIDROFOBICA AGUA EJEMPLO ISOOCTANO ALIQUAT 336 (METIL TRIOOCTIL AMONIO UN CATALIZADOR DE TRANSFERENCIA DE FASE) AGUA EJEMPLO CICLOHEXANO BMIM-PF6 (UN LIQUIDO IONICO) AGUA

HUGO TORRENS

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ORGANICO NORMAL = 0 1

AGUA 0 2

SISTEMA TRIFASICO

ORGANICO FLUORADO = 0 3

POR EJEMPLO

EN LOS SISTEMAS AGUA + 2-HEPTANONA + CAPROLACTAMA + SULFATO DE AMONIO Y AGUA + BENCENO + CAPROLACTAMA + SULFATO DE AMONIO SE ENCUENTRAN EQUIBRIOS ENTRE TRES FASES LIQUIDAS

HUGO TORRENS

3384

ALGUNAS MACROMOLECULAS SOLUBLES MUESTRAN UN COMPORTAMIENTO PECULIAR EN DISOLUCION PERMITIENDO

OBTENER TRES FASES LIQUIDAS MUTUAMEMENTE INSOLUBLES CON

AGUA-DICLOROMETANO-PERFLUOROMETILCICLOHEXANO

Chem Commun 2005 1034 - 1036

ESTOS POLIMEROS PUEDEN SER USADOS COMO SOPORTES PARA REACTIVOS O CATALIZADORES CUYA PREFERENCIA DE SOLUBILIDAD PUEDE MODULARSE EN PROCESOS DE SEPARACION

2

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HUGO TORRENS

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SISTEMAS TETRAFASICOS 1 DISOLVENTE NO POLAR A 2 DISOLVENTE B 3 POLIMERO SOLUBLE EN DISOLVENTE B Y AGUA 4 SAL + AGUA

EJEMPLO 1 109 HEPTANO 2 155 DICLOROMETANO 3 71 OXIDO DE POLIETILENO 4 665 SULFATO DE SODIO (gt 01) EN AGUA

Chem Commun 1998 787 Polymer induced multiphase generation in waterorganic solvent mixtures Strategies towards the design of triphasic and tetraphasic liquid systems US patent application 20050215443 Multiphase aqueous cleansing composition

1

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SISTEMAS TRIFASICOS DISOLVENTE NO POLAR MEZCLA ACUOSA BIFASICA POR EJEMPLO USANDO HEXANO HEPTANO CICLOHEXANO O ACEITE MINERAL COMO EL DISOLVENTE NO POLAR DISOLVENTE POLAR AGUA +SAL

EJEMPLO 100 ml ACEITE MINERAL 100 ml ISOPROPANOL 75 ml AGUA 35 g CLORURO DE CALCIO

DISOLVENTE NO POLAR POLIMERO A SOLUBLE EN AGUA POLIMERO B SOLUBLE EN AGUA AGUA

EJEMPLO HEXANO OXIDO DE POLIETILENO-AGUA DEXTRAN-AGUA

HUGO TORRENS

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SISTEMAS TRIFASICOS DISOLVENTE NO POLAR POLIMERO SOLUBLE EN AGUA AGUA+SAL EJEMPLO HEXANO OXIDO DE POLIETILENO-AGUA SULFATO DE SODIO-AGUA

DISOLVENTE NO POLAR A DISOLVENTE B POLIMERO SOLUBLE EN EL DISOLVENTE B Y AGUA AGUA EJEMPLO HEPTANO DICLOROMETANO OXIDO DE POLIETILENO AGUA

HUGO TORRENS

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SISTEMAS TRIFASICOS DISOLVENTE NO POLAR A DISOLVENTE B POLIMERO SOLUBLE EN EL DISOLVENTE B Y AGUA AGUA EJEMPLO 163 HEPTANO 217 DICLOROMETANO 95 OXIDO DE POLIETILENO 515 AGUA 01 SULFATO DE SODIO-AGUA DISOLVENTE NO POLAR SAL HIDROFOBICA AGUA EJEMPLO ISOOCTANO ALIQUAT 336 (METIL TRIOOCTIL AMONIO UN CATALIZADOR DE TRANSFERENCIA DE FASE) AGUA EJEMPLO CICLOHEXANO BMIM-PF6 (UN LIQUIDO IONICO) AGUA

HUGO TORRENS

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ALGUNAS MACROMOLECULAS SOLUBLES MUESTRAN UN COMPORTAMIENTO PECULIAR EN DISOLUCION PERMITIENDO

OBTENER TRES FASES LIQUIDAS MUTUAMEMENTE INSOLUBLES CON

AGUA-DICLOROMETANO-PERFLUOROMETILCICLOHEXANO

Chem Commun 2005 1034 - 1036

ESTOS POLIMEROS PUEDEN SER USADOS COMO SOPORTES PARA REACTIVOS O CATALIZADORES CUYA PREFERENCIA DE SOLUBILIDAD PUEDE MODULARSE EN PROCESOS DE SEPARACION

2

3

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HUGO TORRENS

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SISTEMAS TETRAFASICOS 1 DISOLVENTE NO POLAR A 2 DISOLVENTE B 3 POLIMERO SOLUBLE EN DISOLVENTE B Y AGUA 4 SAL + AGUA

EJEMPLO 1 109 HEPTANO 2 155 DICLOROMETANO 3 71 OXIDO DE POLIETILENO 4 665 SULFATO DE SODIO (gt 01) EN AGUA

Chem Commun 1998 787 Polymer induced multiphase generation in waterorganic solvent mixtures Strategies towards the design of triphasic and tetraphasic liquid systems US patent application 20050215443 Multiphase aqueous cleansing composition

1

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SISTEMAS TRIFASICOS DISOLVENTE NO POLAR MEZCLA ACUOSA BIFASICA POR EJEMPLO USANDO HEXANO HEPTANO CICLOHEXANO O ACEITE MINERAL COMO EL DISOLVENTE NO POLAR DISOLVENTE POLAR AGUA +SAL

EJEMPLO 100 ml ACEITE MINERAL 100 ml ISOPROPANOL 75 ml AGUA 35 g CLORURO DE CALCIO

DISOLVENTE NO POLAR POLIMERO A SOLUBLE EN AGUA POLIMERO B SOLUBLE EN AGUA AGUA

EJEMPLO HEXANO OXIDO DE POLIETILENO-AGUA DEXTRAN-AGUA

HUGO TORRENS

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SISTEMAS TRIFASICOS DISOLVENTE NO POLAR POLIMERO SOLUBLE EN AGUA AGUA+SAL EJEMPLO HEXANO OXIDO DE POLIETILENO-AGUA SULFATO DE SODIO-AGUA

DISOLVENTE NO POLAR A DISOLVENTE B POLIMERO SOLUBLE EN EL DISOLVENTE B Y AGUA AGUA EJEMPLO HEPTANO DICLOROMETANO OXIDO DE POLIETILENO AGUA

HUGO TORRENS

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SISTEMAS TRIFASICOS DISOLVENTE NO POLAR A DISOLVENTE B POLIMERO SOLUBLE EN EL DISOLVENTE B Y AGUA AGUA EJEMPLO 163 HEPTANO 217 DICLOROMETANO 95 OXIDO DE POLIETILENO 515 AGUA 01 SULFATO DE SODIO-AGUA DISOLVENTE NO POLAR SAL HIDROFOBICA AGUA EJEMPLO ISOOCTANO ALIQUAT 336 (METIL TRIOOCTIL AMONIO UN CATALIZADOR DE TRANSFERENCIA DE FASE) AGUA EJEMPLO CICLOHEXANO BMIM-PF6 (UN LIQUIDO IONICO) AGUA

HUGO TORRENS

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Page 40: distribución de cargas y sindepa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/3-FUERZAS-INTERMOLECULARES_18243.pdf23 kJ/mol (unas 15 veces más que la energía de las fuerzas de dispersión de London)

SISTEMAS TETRAFASICOS 1 DISOLVENTE NO POLAR A 2 DISOLVENTE B 3 POLIMERO SOLUBLE EN DISOLVENTE B Y AGUA 4 SAL + AGUA

EJEMPLO 1 109 HEPTANO 2 155 DICLOROMETANO 3 71 OXIDO DE POLIETILENO 4 665 SULFATO DE SODIO (gt 01) EN AGUA

Chem Commun 1998 787 Polymer induced multiphase generation in waterorganic solvent mixtures Strategies towards the design of triphasic and tetraphasic liquid systems US patent application 20050215443 Multiphase aqueous cleansing composition

1

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SISTEMAS TRIFASICOS DISOLVENTE NO POLAR MEZCLA ACUOSA BIFASICA POR EJEMPLO USANDO HEXANO HEPTANO CICLOHEXANO O ACEITE MINERAL COMO EL DISOLVENTE NO POLAR DISOLVENTE POLAR AGUA +SAL

EJEMPLO 100 ml ACEITE MINERAL 100 ml ISOPROPANOL 75 ml AGUA 35 g CLORURO DE CALCIO

DISOLVENTE NO POLAR POLIMERO A SOLUBLE EN AGUA POLIMERO B SOLUBLE EN AGUA AGUA

EJEMPLO HEXANO OXIDO DE POLIETILENO-AGUA DEXTRAN-AGUA

HUGO TORRENS

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SISTEMAS TRIFASICOS DISOLVENTE NO POLAR POLIMERO SOLUBLE EN AGUA AGUA+SAL EJEMPLO HEXANO OXIDO DE POLIETILENO-AGUA SULFATO DE SODIO-AGUA

DISOLVENTE NO POLAR A DISOLVENTE B POLIMERO SOLUBLE EN EL DISOLVENTE B Y AGUA AGUA EJEMPLO HEPTANO DICLOROMETANO OXIDO DE POLIETILENO AGUA

HUGO TORRENS

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SISTEMAS TRIFASICOS DISOLVENTE NO POLAR A DISOLVENTE B POLIMERO SOLUBLE EN EL DISOLVENTE B Y AGUA AGUA EJEMPLO 163 HEPTANO 217 DICLOROMETANO 95 OXIDO DE POLIETILENO 515 AGUA 01 SULFATO DE SODIO-AGUA DISOLVENTE NO POLAR SAL HIDROFOBICA AGUA EJEMPLO ISOOCTANO ALIQUAT 336 (METIL TRIOOCTIL AMONIO UN CATALIZADOR DE TRANSFERENCIA DE FASE) AGUA EJEMPLO CICLOHEXANO BMIM-PF6 (UN LIQUIDO IONICO) AGUA

HUGO TORRENS

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Page 41: distribución de cargas y sindepa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/3-FUERZAS-INTERMOLECULARES_18243.pdf23 kJ/mol (unas 15 veces más que la energía de las fuerzas de dispersión de London)

SISTEMAS TRIFASICOS DISOLVENTE NO POLAR MEZCLA ACUOSA BIFASICA POR EJEMPLO USANDO HEXANO HEPTANO CICLOHEXANO O ACEITE MINERAL COMO EL DISOLVENTE NO POLAR DISOLVENTE POLAR AGUA +SAL

EJEMPLO 100 ml ACEITE MINERAL 100 ml ISOPROPANOL 75 ml AGUA 35 g CLORURO DE CALCIO

DISOLVENTE NO POLAR POLIMERO A SOLUBLE EN AGUA POLIMERO B SOLUBLE EN AGUA AGUA

EJEMPLO HEXANO OXIDO DE POLIETILENO-AGUA DEXTRAN-AGUA

HUGO TORRENS

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SISTEMAS TRIFASICOS DISOLVENTE NO POLAR POLIMERO SOLUBLE EN AGUA AGUA+SAL EJEMPLO HEXANO OXIDO DE POLIETILENO-AGUA SULFATO DE SODIO-AGUA

DISOLVENTE NO POLAR A DISOLVENTE B POLIMERO SOLUBLE EN EL DISOLVENTE B Y AGUA AGUA EJEMPLO HEPTANO DICLOROMETANO OXIDO DE POLIETILENO AGUA

HUGO TORRENS

3392

SISTEMAS TRIFASICOS DISOLVENTE NO POLAR A DISOLVENTE B POLIMERO SOLUBLE EN EL DISOLVENTE B Y AGUA AGUA EJEMPLO 163 HEPTANO 217 DICLOROMETANO 95 OXIDO DE POLIETILENO 515 AGUA 01 SULFATO DE SODIO-AGUA DISOLVENTE NO POLAR SAL HIDROFOBICA AGUA EJEMPLO ISOOCTANO ALIQUAT 336 (METIL TRIOOCTIL AMONIO UN CATALIZADOR DE TRANSFERENCIA DE FASE) AGUA EJEMPLO CICLOHEXANO BMIM-PF6 (UN LIQUIDO IONICO) AGUA

HUGO TORRENS

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Page 42: distribución de cargas y sindepa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/3-FUERZAS-INTERMOLECULARES_18243.pdf23 kJ/mol (unas 15 veces más que la energía de las fuerzas de dispersión de London)

SISTEMAS TRIFASICOS DISOLVENTE NO POLAR POLIMERO SOLUBLE EN AGUA AGUA+SAL EJEMPLO HEXANO OXIDO DE POLIETILENO-AGUA SULFATO DE SODIO-AGUA

DISOLVENTE NO POLAR A DISOLVENTE B POLIMERO SOLUBLE EN EL DISOLVENTE B Y AGUA AGUA EJEMPLO HEPTANO DICLOROMETANO OXIDO DE POLIETILENO AGUA

HUGO TORRENS

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SISTEMAS TRIFASICOS DISOLVENTE NO POLAR A DISOLVENTE B POLIMERO SOLUBLE EN EL DISOLVENTE B Y AGUA AGUA EJEMPLO 163 HEPTANO 217 DICLOROMETANO 95 OXIDO DE POLIETILENO 515 AGUA 01 SULFATO DE SODIO-AGUA DISOLVENTE NO POLAR SAL HIDROFOBICA AGUA EJEMPLO ISOOCTANO ALIQUAT 336 (METIL TRIOOCTIL AMONIO UN CATALIZADOR DE TRANSFERENCIA DE FASE) AGUA EJEMPLO CICLOHEXANO BMIM-PF6 (UN LIQUIDO IONICO) AGUA

HUGO TORRENS

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Page 43: distribución de cargas y sindepa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/3-FUERZAS-INTERMOLECULARES_18243.pdf23 kJ/mol (unas 15 veces más que la energía de las fuerzas de dispersión de London)

SISTEMAS TRIFASICOS DISOLVENTE NO POLAR A DISOLVENTE B POLIMERO SOLUBLE EN EL DISOLVENTE B Y AGUA AGUA EJEMPLO 163 HEPTANO 217 DICLOROMETANO 95 OXIDO DE POLIETILENO 515 AGUA 01 SULFATO DE SODIO-AGUA DISOLVENTE NO POLAR SAL HIDROFOBICA AGUA EJEMPLO ISOOCTANO ALIQUAT 336 (METIL TRIOOCTIL AMONIO UN CATALIZADOR DE TRANSFERENCIA DE FASE) AGUA EJEMPLO CICLOHEXANO BMIM-PF6 (UN LIQUIDO IONICO) AGUA

HUGO TORRENS

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Page 44: distribución de cargas y sindepa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/3-FUERZAS-INTERMOLECULARES_18243.pdf23 kJ/mol (unas 15 veces más que la energía de las fuerzas de dispersión de London)