4. reacciones quÍmicas lic. luis fernando cáceres choque 2012-10-14
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4. REACCIONES QUÍMICAS
Lic. Luis Fernando Cáceres Choque2012-10-14
El mundo de las reacciones
REACCIÓN QUÍMICAFenómeno producido cuando se combinan dos o mas elementos, para formar una nueva sustancia o producto que tiene diferentes propiedades físicas y químicas.
Una reacción química es una TRANSFORMACIÓN.
+ =
4Fe 3O22 Fe2O3
REACTIVOS PRODUCTOS
+
)(2)(2)( 222 gls HNaOHOHNa
SÍMBOLOS EN LAS ECUACIONES QUÍMICAS
COEFICIENTES
Indican el número de moles o moléculas de cada una las sustancias que forman parte de la reacción.Usualmente cuando el coeficiente es uno no se escribe.
MÁS SÍMBOLOS . . .
)(2)(2)( 222 gls HNaOHOHNa
SUBÍNDICES
Indican la cantidad de átomos presentes de un elemento en un compuesto.
En el proceso de balanceo de una ecuación química los subíndices no deben modificarse.
)(3)(2)(2 23 ggg NHHN
(s), (l), (g), (ac)
Indican el estado de agregación de las sustancias.
Señala el sentido de la reacción.
Si existe solo una flecha indica que la reacción es irreversible.
Dos flechas en sentido contrario indican que la reacción es reversible.
MÁS SÍMBOLOS . . .
)(2)(2)( 222 gls HNaOHOHNa
Señala la aplicación de calor.
Indica la formación de un gas que se libera.
Señala la formación de un sólido que precipita.
Para indicar la presencia de un catalizador en una reacción, se escribe el símbolo o fórmula del catalizador sobre la flecha que indica el sentido de la reacción.
MÁS SÍMBOLOS . . .
Ejercicio: Ajusta las siguientes ecuaciones químicas por el método de tanteo:
a) C3H8 + O2 CO2 + H2O
b) Na2CO3 + HCl Na Cl + CO2 + H2O
c) PBr3 + H2O HBr + H3PO3
d) CaO + C CaC2 + CO
e) H2SO4 + BaCl2 BaSO4 + HCl
5 3 4
22
333
2
CLASIFICACIÓN DE LAS REACCIONES QUÍMICAS
Reacción de Síntesis Reacción de Descomposición Reacción de Simple sustitución Reacción de Doble sustitución Reacción de Combustión Reacción de Neutralización Reacciones exotérmicas y endotérmicas Reacciones reversibles e irreversibles Reacciones de oxido reducción
REACCIONES DE COMBINACIÓN, ADICIÓN Ó SÍNTÉSIS
Cuando dos o más reactivos se unen para formar un solo producto.
A + B + ... C
2 Mg(s) + O2(g) 2 Mg O(s)
N2(g) + 3H2(g) 2 NH3(g)
Ca O(s) + H2O(ac) Ca (OH)2(ac)
Cuando un reactivo origina dos o más productos.
A B A + B
2 H2O 2 H2 + O2
2 K Cl O3 2 K Cl + 3 O2
Ca C O3 CO2 + Ca O
2 K N O3 2K NO2 + O2
REACCIONES DE DESCOMPOSICIÓN O ANÁLISIS
Los átomos de una sustancia simple sustituyen o desplazan a los átomos de otra sustancia, para formar nuevas sustancias.
A + BC A C + B
Zn + 2 H Cl Zn Cl2 + H2
Zn + 2 H2S O4 Zn (SO4)2 + 2H2
Fe + Cu SO4 Fe SO4 + Cu
Cl2 + 2K I 2 K Cl + I2
REACCIONES DE SUSTITUCIÓN SIMPLE O DESPLAZAMIENTO
Son aquellas en las que dos sustancias compuestas intercambian sus átomos mutuamente.
A B + CD A D + B C
Ag+NO3- + H+Cl- Ag+Cl- + H+NO3
-
Pb2+(NO3)2- + 2K+I- Pb2+I2 + 2K+NO3
-
Na2+CO3 + Ca Cl2 Na +Cl- + Ca2+ CO3
2-
K2+S2- + Mg2+SO4
2- K2+SO4
2- + Mg2+S2-
REACCIONES DE DOBLE SUSTITUCIÓN O DOBLE DESPLAZAMIENTO
REACCIONES DE COMBUSTIÓN
Etanol / C2H5OHCarbón / CButano / C4H10Propano / C3H8 + O2
CO2 + H2O Gasolina / C8H18Madera /(C6H10O5)n
Plásticos (Poliestireno) (C6H5-CH=CH2)n
Reacciones entre un ácido y una base
Acido + Base Sal + Agua
HCl + NaOH NaCl + H2O
H2SO4 + Ca(OH) 2 CaSO4 + H2O
REACCIONES NEUTRALIZACIÓN
pH
7ácidO básico
NEUTRO
Son aquellas que liberan calor o alguna forma de energía
A + B C + D + Energía
Zn + 2 H Cl Zn Cl2 + H2 + Energía
Zn + 2 H2S O4 Zn (SO4)2 + 2H2 + Energía
Ca O + H2 O Ca (OH)2 + Energía
Si es exotérmica el calor de reacción es negativo - H
REACCIONES EXOTÉRMICAS
REACCIONES ENDOTÉRMICAS
Son aquellas que al reaccionar absorben calor
A + B + Energía C + D
2 K Cl O3 + Energía 2 K Cl + 3 O2
Ca C O3 + Energía CO2 + Ca O
2 K N O3 + Energía 2K NO2 + O2
Si es endotérmica el calor de reacción es positivo + H
Las reacciones que están relacionadas con la energía se denominan : Exergónicas cuando liberan energía y Endergónicas cuando absorben energía
Son aquellas que pueden verificarse simultáneamente en uno y otro sentido.
A + B AB
N H4 OH NH3 + H2O
I2 + H2 2 HI
CaCO3 CaO + CO2
La reversibilidad o el estado de equilibrio se indica con doble flecha
REACCIONES REVERSIBLES
Son aquellas que se efectúan en un solo sentido
A + B AB
Combustión de un trozo de papel
papel + oxigeno → dióxido de carbono + agua
AgNO3 + HCl AgCl + HNO3
SO3 + H2 O H2 S O4
Una reacción irreversible se identifica con una sola flecha
REACCIONES IRREVERSIBLES
REACCIONES DE OXIDACIÓN Y REDUCCIÓN
Reacciones que presentan como característica una transferencia de electrones.
Es decir se produce perdida y ganancia de electrones.Oxidación: Es la perdida de electrones que experimenta un átomo o grupo de átomos (aumento de su valencia).
Fe0 Fe+++ + 3 e- Hierro metálico Ión férrico
Reducción: Es la ganancia de electrones que experimenta un átomo o grupo de átomos (disminución de valencia).
Fe+++ + e- Fe++
Ión férrico Ión ferroso
Ejemplos de oxidación - reducción 0 1+ 1- 2+ 1- 0
Zn + 2 H Cl Zn Cl2 + H2
1+ 0
2e- + 2H H2 0 2+
Zn Zn + 2e-
0 0 1+ 1-
2 Na + Cl2 2 Na Cl 0 1-
2e- + Cl2 2Cl 0 +1
Na Na + 1e-
Escala Redox
-7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 0 +1 +2 +3 +4 +5 +6 +7
OXIDACIÓN
REDUCCIÓN
Término Cambio en el número de oxidación
Variación del nº de
Oxidación
Oxidación Perdida de e- Aumenta
Reducción Ganancia DE e- Disminuye
Agente reductorSustancia que se oxida (pierde e-) Aumenta
Agente oxidanteSustancia que se reduce (gana e-) Disminuye
REACCION DE OXIDO REDUCCION
2 e- + I2º 2 I-
S2- Sº + 2 e-
CdS + I2 + HCl CdCl2 + HI + S
Cd2+ + S2- + I2 Cd2+ + 2 Cl- + H+ + I- + S
REDUCCION
OXIDACION
AGENTE OXIDANTE
AGENTE REDUCTOR
I2
CdS
Potencial redoxExpresión numérica de los procesos de óxido–reducción (V).
Se determina comparando el potencial redox de un sistema E°, con el potencial del electrodo de hidrógeno que a pH = 0, es de 0,0 voltios
En los sistemas biológicos (pH = 7,0) E° = -0,42V
POTENCIAL REDOX DE ALGUNOS SISTEMAS
POTENCIAL REDOX DE IMPORTANCIA BIOLÓGICA
SISTEMA E° (Voltios)Succinato a alfa Cetoglutarato
- 0,67
Hidrogenión a Hidrógeno - 0,42 NAD a NASDH + H - 0,32Oxaloacetato a Malato - 0,17Fumarato a Succinato + 0,03Citocromo C (Fe2+ a Fe3+) + 0,08Oxígeno a Agua + 0,82
ESTEQUIOMETRÍA
Estudio cuantitativo de los moles, las masas y los volúmenes de los reactivos y productos que intervienen en una reacción química.
Peso Molecular: Masa relativa de una molécula, comparada con la masa del átomo de C. El PM puede calcularse, si se conoce la fórmula de la sustancia, sumando los pesos atómicos y multiplicándolos por el número de átomos presentes.
Molécula Peso Molecular (g/mol)
H2O 18
H2SO4 98
C6H12O6 180
RELACIONES MOLARES/MASA -VOLUMEN
1. Mol – Mol2. Mol – Gramo3. Gramo – Gramo4. Mol/Gramo - Volumen
4Zn(s) + 10HNO3(ac) → 4Zn(NO3)2(ac) + N2O(g) + 5H2O(l)
1. ¿Cuántos moles de agua se forman con 1,5 moles de HNO3?2. ¿Cuántos g de zinc se requieren para obtener 3 moles de
Zn(NO3)2?3. Si se forman 135 g de Zn(NO3)2, ¿Cuántos g de agua se
forman? 4. ¿Cuántos L de N2O se forman en CN cuando reaccionan 348 g
de Zn?
El volumen que ocupa un mol de un gas en condiciones normales (CN) de presión y temperatura (P=1 atm / t = 0°C) es igual a 22,4 L (1 mol gas = 22,4 L)
Ejercicio
Resuelvan todos los ejercicios resueltos y
propuestos de temas 3 y 4(de a buenitas)