81 simuladores interactivos

Tienes diez muestras desconocidas, llamadas «Muestra A … Muestra J», y las analizas con cuatro reactivos: color a la llama, hidróxido de sodio, cloruro de bario y nitrato de plata. Cuando se forma un precipitado, añades exceso de NaOH/NH₃, HCl diluido o disolución de amoníaco para la identificación final, y la ecuación iónica de cada reacción aparece al instante. Sigue exactamente los diagramas de flujo del libro de texto de las figuras 1.4.2 (cationes) y 1.4.3 (aniones), y cuando identificas todas las muestras, muestra tu puntuación y el número de errores.

A la izquierda, filtra por tipo de reacción (sustitución, adición, eliminación, esterificación, hidrólisis, oxidación, polimerización, isomerización, compuestos nitrogenados) y elige una reacción. En el centro, el mecanismo se reproduce fotograma a fotograma: sustancia de partida y reactivo → ruptura de enlaces, formación de nuevos enlaces, intermedio carbocatión o enol → producto. Avanza manualmente con los botones ◀ ▶, o automáticamente con ▶▶ (cada 0.9 s). En las reacciones que siguen la regla de Markovnikov aparece el recordatorio «el hidrógeno se une al carbono que ya tiene más hidrógenos», y los carbocationes secundarios y primarios se muestran uno al lado del otro. A la derecha: la ecuación completa con sus condiciones, una explicación del paso y una nota «¿Por qué?». En el modo «Test» tienes 10 preguntas: predice el producto, nombra el tipo de reacción, elige el producto principal de Markovnikov e identifica las condiciones.

¿En qué se diferencian los ácidos fuertes y los débiles? ¡Usa tus herramientas de laboratorio para descubrirlo! Moja el papel de pH o mete el medidor en la disolución para medir el pH, o comprueba la conductividad con los electrodos. Después observa cómo el tipo y la fuerza de la disolución afectan al pH. ¿Puede una disolución de un ácido débil tener el mismo pH que una de un ácido fuerte?

¿Qué pasa cuando dos átomos se acercan? Los átomos se atraen débilmente desde lejos, pero se repelen con fuerza si se acercan demasiado. Elige una pareja de átomos (neón, argón, oxígeno), cambia la distancia entre ellos y observa cómo cambia la curva de energía potencial (σ y ε). El átomo móvil oscila alrededor de su punto de equilibrio — ¡como si los dos estuvieran unidos por un muelle invisible!

En una reacción química, los átomos no se crean ni se destruyen — solo se reorganizan. Por eso el número de átomos de cada elemento debe ser igual en los dos lados de la ecuación. Sube y baja los coeficientes (los números) para ajustar la ecuación. Puedes comprobarlo con moléculas, una balanza o un diagrama de barras. Cuando esté ajustada, ¡aparece 😊!

¿Qué pasa al frotar un globo contra un jersey? Las cargas negativas (electrones) pasan del jersey al globo, y el globo queda cargado negativamente. El globo cargado negativamente atrae a la pared y se queda pegado a ella (electricidad estática). Arrastra el globo, frótalo contra el jersey y llévalo a la pared. Toca «Quitar pared» y el globo vuelve al jersey, cargado positivamente. ¡Observa lo que ocurre en el modo de mostrar cargas!

¿Qué es la concentración de una disolución? Concentración = moles de soluto / volumen de disolución. Añade sustancia al vaso de precipitados y la concentración sube; añade agua (diluye) y baja. Evapora agua y la concentración vuelve a subir, pero si viertes parte de la disolución, la concentración no cambia. Elige sustancias de distintos colores, mete el medidor de concentración en la disolución y mide en mol/L. Si añades demasiada sustancia, la disolución se satura, ¡y el exceso se deposita en el fondo!

Café, leche, refresco, ácido de batería — ¿hasta qué punto son ácidos o básicos estos líquidos? La escala de pH va de 0-14: 7 es neutro (agua), por debajo de 7 es ácido y por encima es básico. Elige un líquido, mete el medidor de pH en la disolución y mide. ¡Observa cómo al añadir agua (diluir) el pH se acerca a 7 (neutro)!

Molaridad (mol/L) = moles de soluto / volumen de disolución (en litros). Usa los deslizadores para cambiar la cantidad de soluto (mol) y el volumen de disolución, y observa cómo cambia la concentración. Cuanto más soluto o menor volumen, mayor es la concentración. Si sube demasiado, la disolución se satura, ¡y el exceso se deposita en el fondo!

Un átomo está formado por protones, neutrones y electrones. Los protones y los neutrones están en el núcleo, y los electrones, en las capas. El número de protones determina el elemento (1 protón = hidrógeno, 2 = helio...). Cambia el número de protones, neutrones y electrones y observa qué elemento obtienes y cómo cambian la carga (protones − electrones) y el número másico (protones + neutrones). Si hay tantos protones como electrones, es un átomo neutro; si no, ¡es un ion!

Las moléculas están formadas por átomos. Combina átomos de hidrógeno (H), oxígeno (O), carbono (C) y nitrógeno (N) en las proporciones correctas para construir moléculas. Ejemplo: 2 hidrógeno + 1 oxígeno = agua (H₂O). En cuanto se unen los átomos correctos, la molécula se forma automáticamente y se añade a tu colección. ¿Cuántas moléculas puedes construir?

Los átomos de un mismo elemento pueden tener distinto número de neutrones — se llaman isótopos. Los isótopos tienen el mismo número de protones (por eso son el mismo elemento), pero distinto número másico (protones + neutrones). Elige un elemento, cambia el número de neutrones y observa qué isótopo obtienes, cuánto abunda en la naturaleza y cuál es su masa atómica. Ejemplo: el carbono-12 es el más abundante, ¡mientras que el carbono-14 es inestable!

Durante una reacción, los reactivos se gastan en una proporción fija. Si un reactivo se acaba antes (el reactivo limitante), sobra parte del otro. Ejemplo: 2 rebanadas de pan + 1 loncha de queso = 1 sándwich. Si tienes 5 rebanadas de pan y 3 lonchas de queso, ¿cuántos sándwiches puedes hacer y qué sobra? Ajusta las cantidades de reactivos y observa cómo cambian los productos y los sobrantes. ¡Prueba también con reacciones reales, como la formación de agua y de amoníaco!

¿Por qué las disoluciones tienen color? Apunta un láser a una disolución coloreada y usa el detector para medir cuánta luz se absorbe y cuánta la atraviesa. Cambia el soluto, la concentración, la anchura de la cubeta y la longitud de onda de la luz, y observa cómo cambia la absorbancia según la ley de Beer A = ε·l·c. Cuanto más concentrada esté la disolución y más ancha sea la cubeta, más luz se absorbe.

Los átomos no atraen los electrones con la misma fuerza. Cambia la electronegatividad (EN) de los dos átomos y observa cómo los electrones se desplazan hacia el átomo que tira más fuerte, que queda δ− (negativo), y el otro, δ+ (positivo). La flecha del dipolo de enlace muestra la diferencia de EN: una diferencia pequeña indica un enlace covalente, y una grande, un enlace iónico. Activa el campo eléctrico y la molécula polar gira para alinearse con el campo.

¿Por qué la madera flota en el agua y el hierro se hunde? Densidad = masa ÷ volumen. Elige un material (madera, hielo, vidrio, hierro, cobre, oro) y cambia su volumen, o crea tu propio bloque y fija su masa y su volumen. Si su densidad es menor que la del agua, 1.0 kg/L, el bloque flota; si es mayor, se hunde. Cuando un bloque flota, la parte que queda bajo el agua depende de su densidad.

¿Por qué un olor se extiende por una habitación? El recipiente está dividido en dos partes por una pared: partículas de gas azules a la izquierda y rojas a la derecha. Fija el número de partículas y la temperatura y toca el botón «Quitar pared». Las partículas se mueven y chocan sin parar, y se mezclan poco a poco hasta repartirse por igual en todo el recipiente. Cuanto mayor es la temperatura, más rápido se mueven las partículas y más rápido se extienden.

¿Cómo se afectan las cargas entre sí? Ley de Coulomb: F = k·q₁·q₂ / r². Arrastra las dos cargas por la línea para cambiar la distancia, y fija su valor y su signo (+/−). Las cargas del mismo signo se repelen y las de signo contrario se atraen. Cuanto mayores son las cargas y más cerca están, más bruscamente aumenta la fuerza.

¿De qué está hecho un núcleo atómico? Añade y quita protones y neutrones para construir un núcleo. El número de protones determina de qué elemento se trata, y protones+neutrones dan el número másico. Mira en la carta de núclidos si el núcleo es estable (azul oscuro) o se desintegra radiactivamente (β⁻, β⁺, emisión). Si hay demasiados o demasiado pocos neutrones, el núcleo se vuelve inestable.

¿Cómo interactúa la luz con las moléculas? Elige una fuente de luz (microondas, infrarrojo, luz visible, ultravioleta) y dispara fotones a una molécula. La molécula absorbe un fotón con la energía adecuada y responde: el agua gira, el dióxido de carbono vibra, el dióxido de nitrógeno brilla y el ozono se rompe con la luz ultravioleta. Algunas moléculas, como N₂ y O₂, dejan pasar la luz directamente.

¿Cómo descubrió Rutherford el núcleo atómico? Dispara partículas alfa, con carga positiva, contra una fina lámina de oro. La mayoría la atraviesan sin desviarse, pero algunas que pasan cerca de un núcleo se desvían bruscamente por la repulsión de Coulomb, y las que chocan de frente rebotan. Cambia el número de protones del núcleo o la energía y observa cómo cambia la desviación — este experimento demostró que la masa del átomo se concentra en un núcleo diminuto.

¿Por qué las moléculas tienen formas concretas? Añade enlaces (simples, dobles, triples) y pares de electrones solitarios al átomo central. Los pares de electrones se repelen y se separan lo más posible (teoría RPECV). Según el número de dominios, se obtienen formas como lineal, trigonal plana, tetraédrica, angular y piramidal. Al añadir un par solitario, la forma cambia y el ángulo de enlace se hace más pequeño.

¿Por qué se funde el hielo y se evapora el agua? Elige una sustancia (neón, argón, oxígeno, agua) y cambia la temperatura con el calentador/enfriador. En frío, las partículas forman una red y apenas se mueven (sólido); templadas, se separan y fluyen (líquido); calientes, vuelan libremente (gas). Observa la temperatura y la fase en el termómetro.

¿De qué depende la presión de un gas? Añade partículas con la bomba, cambia la temperatura con el calentador/enfriador y mueve el émbolo para reducir el volumen. Las partículas rebotan elásticamente en las paredes y crean presión. Cuantas más partículas, más caliente el gas o menor el volumen, mayor es la presión (PV = NkT). Observa la presión en el manómetro y la temperatura en el termómetro.

¿Cómo se relacionan la presión, el volumen y la temperatura de un gas? Añade partículas pesadas (azules) y ligeras (rojas) con la bomba. Elige «T constante» y la presión sube al reducir el volumen (ley de Boyle-Mariotte, P·V=const). Elige «V constante» y la presión sube al calentar (ley de Gay-Lussac, P/T=const). Observa la curva de la relación en el minigráfico.

¿Por qué las moléculas tienen formas concretas? Añade enlaces simples y pares de electrones solitarios al átomo central. Los dominios electrónicos se repelen y se separan lo más posible (teoría RPECV): 2 dominios dan una forma lineal, 3, trigonal plana y 4, tetraédrica. Al añadir un par solitario, la forma cambia (el agua es angular y el amoníaco, piramidal) y el ángulo de enlace se hace más pequeño. Pruébalo con CO₂, BF₃, H₂O, NH₃ y CH₄.

Café, leche, limón, jabón — ¿hasta qué punto son ácidos o básicos? Al elegir un líquido, el medidor de pH muestra un valor de 0–14: 7 es neutro, por debajo es ácido (rojo) y por encima es básico (rosa). Muestra la proporción de iones H₃O⁺ (ácido) y OH⁻ (base) en forma de barras. En los líquidos ácidos predomina el H₃O⁺, mientras que los básicos tienen mucho OH⁻.

¿Por qué las sustancias pasan de un estado a otro entre sólido, líquido y gas? Elige neón, argón, oxígeno o agua y cambia la temperatura con el calentador/enfriador. En frío, las partículas forman una red y apenas se mueven (sólido); templadas, se separan y fluyen (líquido); calientes, vuelan libremente (gas). Un punto muestra dónde se sitúa la sustancia en el diagrama de fases según la temperatura y la presión — ¡más detallado que la versión básica!

Elige un elemento con Z=1..20 y el diagrama de energía muestra cómo los electrones llenan los orbitales según el principio de Aufbau — empezando por el orbital de menor energía — y cómo, según la regla de Hund, ocupan primero de uno en uno los orbitales de igual energía. Las notaciones completa (1s²2s²…) y abreviada ([Ne]3s¹) de la configuración electrónica aparecen una al lado de la otra.

Toca cualquiera de los 20 primeros elementos de la tabla periódica para dibujar el modelo de Bohr de su átomo. Muévete hacia la derecha y hacia abajo, compara y comprueba por ti mismo que periodo = número de capas y grupo = número de electrones de la capa externa (de valencia).

Muestra el radio atómico, la energía de ionización, la electronegatividad y el carácter metálico de los 20 primeros elementos como un mapa de colores (mapa de calor). Elige una propiedad y toca los elementos para comparar sus valores — el patrón de cómo cambian a lo largo de un periodo y al bajar por un grupo se ve de un vistazo.

Elige un catión (ion positivo) y un anión (ion negativo), y los subíndices se calculan con la regla del cruce para construir la fórmula del compuesto: Al³⁺ + O²⁻ → Al₂O₃. Al lado se muestran el nombre del compuesto, su clase (óxido, base, ácido, sal) y el balance de cargas — ¡domina aquí mismo la escritura de fórmulas!

Metales, no metales, ácidos, bases, óxidos, sales — mezcla como quieras cualquiera de las 60 sustancias. Si hay reacción, verás cambiar el color en el matraz, formarse burbujas, depositarse un precipitado y desprenderse o absorberse calor. Y lo mejor: cada reacción se escribe a la vez de tres formas: ecuación con palabras, fórmulas químicas y ecuación ajustada. Con el botón «Calentar 🔥» también puedes ver cómo se descompone una sola sustancia.

Una mesa de laboratorio de verdad: añade agua, ácidos, bases, sales, metales e indicadores a un vaso de precipitados y observa qué pasa. La tabla muestra al instante los moles de cada sustancia, su solubilidad (g/L) y qué porcentaje se ha disuelto. Al subir la temperatura cambia la solubilidad. Cada reacción que ocurre se registra con su ecuación con palabras y su ecuación ajustada. En el modo «Mechero», pon una sustancia en un vidrio de reloj, caliéntala en la llama y mira la reacción de descomposición.

Elige una reacción de cinco tipos — síntesis, combustión, desplazamiento simple, doble desplazamiento y descomposición — y ajusta los coeficientes con los botones +/−. La tabla muestra el número de átomos de cada elemento en los lados izquierdo y derecho y se pone verde cuando están igualados. Si te atascas, el botón «Respuesta» muestra los coeficientes correctos.

La serie de actividad de los metales (K…Au, con el H₂ marcado) y la serie de los halógenos (F₂ > Cl₂ > Br₂ > I₂) están siempre en pantalla. Elige un elemento y ponlo en un ácido, en agua o en una disolución de una sal — verás al instante si hay reacción, por qué y la ecuación ajustada.

Elige entre 20 compuestos formados por 3–4 elementos, como H₂SO₄, KMnO₄ y K₂Cr₂O₇, y usa los estados de oxidación conocidos (H +1, O −2 …) para hallar el estado de oxidación del elemento marcado con los botones +/−. Si aciertas, aparece la solución completa paso a paso.

20 reacciones redox en 3 niveles: fácil, medio y avanzado. En cada reacción ves los elementos que se oxidan y se reducen, el número de electrones transferidos y el tipo de reacción (intermolecular, intramolecular, dismutación), y la ajustas con la tabla de recuento de átomos.

En el lago flotan 12 tipos de basura. Sepáralos correctamente en los contenedores de plástico, vidrio, metal y orgánico, y el nivel de contaminación baja, el agua se vuelve transparente poco a poco y los peces y otros animales regresan.

Muestra el ciclo en el que el humo de las fábricas — los gases SO₂ y NO₂ — llega a las nubes y se convierte en lluvia ácida. Elimina las fuentes una a una y el pH de la lluvia sube de 3.5 a 5.6, el pH de la lluvia limpia, y las plantas marchitas vuelven a florecer.

Elimina fuentes como el carbón sin tratar, los autobuses viejos y las chimeneas sin filtro, y pon en su lugar combustible mejorado, transporte eléctrico y filtros. El ICA baja de 300 a 50 y el cielo cubierto de esmog se despeja.

En un paisaje de montañas, un río y un bosque hay focos contaminantes como aguas residuales, vertederos y chimeneas humeantes. Elimínalos y luego añade depuradoras y contenedores de reciclaje y planta árboles — el río se vuelve transparente y los animales regresan.

Gira la llave de la bureta para verter en el vaso gota a gota o en chorro. Elige sustancias de las categorías agua, ácidos, bases, sales, indicadores y orgánicos, y mira los moles y el porcentaje disuelto en la tabla de contenido. Al subir la temperatura cambia la solubilidad, y por encima de 100°C hierve. La pestaña de reacciones muestra las reacciones del vaso como ecuaciones ajustadas.

Echa unas gotas de etanol en un platillo metálico y enciéndelo para obtener una llama azul. Añade una sal metálica y la llama toma el color de ese ion: potasio violeta, sodio amarillo, cobre verde azulado, calcio naranja. En el modo «Test», adivina qué ion contiene una sal oculta por el color de su llama — un auténtico método de química analítica.

Mezcla por parejas disoluciones de 8 cationes (Ag⁺, Pb²⁺, Ba²⁺, Ca²⁺, Cu²⁺, Fe²⁺, Fe³⁺, Na⁺) y 7 aniones (Cl⁻, I⁻, SO₄²⁻, CO₃²⁻, OH⁻, S²⁻, NO₃⁻) y mira al instante, según las reglas de solubilidad, si se forma un precipitado. Si se forma, el vaso se enturbia y un montoncito de color se deposita en el fondo, y se escriben las ecuaciones iónicas completa y neta. Luego usa el botón «Filtrar» para dejar el precipitado en el papel y que el filtrado pase, como en la figura 1.3.3, y usa «Secar» para obtener la sal pura — ¿cuántos de los 26 precipitados puedes encontrar?

Elige una de 8 sustancias (agua pura, naftaleno, ácido esteárico, cobre puro — agua salada, hielo con tierra, cera de vela, aleación de bronce) y toca «Calentar»: el reloj se pone en marcha y la curva temperatura–tiempo se dibuja de forma realista de izquierda a derecha en ~4 segundos. Cuando una sustancia pura alcanza su punto de fusión, la curva se vuelve PLANA — todo el calor se usa para romper la estructura cristalina; una mezcla no tiene tramo plano, solo un intervalo INCLINADO, y esto se muestra con marcas en negrita, líneas discontinuas y explicaciones. El botón «Comparar» representa dos sustancias en los mismos ejes a la vez (por ejemplo, agua pura y agua salada, o cobre puro y aleación de bronce) para que compares la diferencia enseguida.

Elige una sustancia de la lista de la izquierda, pon una mancha en la línea de salida trazada a lápiz y mete el papel en el disolvente del frasco de vidrio. A medida que el disolvente empapa el papel, una mancha que parecía una sola se separa y sube, y cuando el frente del disolvente se detiene, el valor de Rf de cada mancha (distancia recorrida por la mancha a ÷ distancia recorrida por el disolvente b) se mide con flechas y líneas discontinuas. Una mancha significa PURA; dos o más manchas significan MEZCLA — prueba las 10 sustancias (4 puras, 6 mezclas) para sacar la conclusión general.

Elige un proceso a la izquierda y recorre cada etapa con los botones ◀ ▶ — cada equipo, como el horno de tostación, el convertidor, la torre de absorción, el alto horno, la cuba de flotación y el pozo Frasch, aparece como un diagrama animado con sus tuberías, flujos, llamas y termómetros. A la derecha, las condiciones de esa etapa (temperatura, presión, catalizador) se muestran en negrita sobre su ecuación, y la explicación usa la redacción del libro de texto. En el modo «Ajustar», cambia la temperatura, la presión y el catalizador del proceso de contacto y del proceso Haber — el rendimiento del producto y la velocidad de reacción cambian al instante y se comparan con las condiciones industriales óptimas. En el modo «Test» tienes 6 preguntas: ordena las etapas, elige las condiciones e identifica las reacciones.

Mira los 140 compuestos orgánicos del catálogo en tres representaciones (desarrollada, semidesarrollada y de esqueleto), junto con su nombre IUPAC, su fórmula general, sus propiedades, un gráfico de puntos de ebullición de la serie homóloga y sus isómeros. En el modo «Construir», elige la cadena, los enlaces múltiples, los grupos funcionales y los sustituyentes para montar una molécula y obtener su nombre. En el modo «Test» hay una serie de 10 preguntas.