Por la naturaleza de los reactantes

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SEXTA PRÁCTICA DIRIGIDA DE QUÍMICA UNMSM TEMA: REACCIONES QUÍMICAS - NUCLEARES

REACCIONES QUÍMICAS

Son cambios o transformaciones en la cual una o mássustancias iniciales llamadas reactantes, mediante choque efectivos entre sí, originan la ruptura de enlaces, produciéndose entonces la formación de nuevos enlaces químicos, los que darán lugar a la formación de nuevas sustancias denominados productos con propiedad distintas a los reactantes. Sea la siguiente reacción química:

ECUACIÓN QUÍMICA

Es la representación simbólica de una reacción química, donde para las sustancias reactantes y productos se indican sus respectivos símbolos o fórmulas, así como también el estado físico y alguna característica experimental de la reacción química.

2MnO3(s) (s) 2(g)2KClO 2KCl 3O

Evidencias de ocurrencia de una Reacción Química

� Liberación de gas (burbujas) � Cambio en color, olor y sabor � Formación de precipitados (son los insolubles) � Variación en la temperatura del sistema

(cambio térmico)

CLASIFICACIÓN DE LAS REACCIONES QUÍMICAS

* Reaccióndeadición: NH3(g)+HCl(g) NH4Cl(s)

* Reaccióndesustituciónodesplazamientosimple Zn(s)+2HCl(ac) ZnCl2(ac)+H2(g)

A.

* Reaccióndedoblesustituciónometátesis: 2HBr(ac)+Ba(OH)2(ac) BaBr2(ac)+2H2O(l)

* Reaccióndedescomposición 2N2O(g)+calor 2N2(g)+O2(g)

* Reacciónendotérmica: 2Cu(s)+O2(g)+calor 2CuO(s)

* Reacciónexotérmica: 2Al(s)+6HCl(ac) 2AlCl3(ac)+3H2(g)+calor

* Reacciónreversible H2(g)+I2(g)+calor 2HI(g)

* Reacciónirreversible Zn(s)+2HCl(ac) ZnCl2(ac)+H2(g)

B. Por la energía involucrada

C. Por la composición final

D. Por el número de oxidación

1. Reacción Redox.- Son aquellos procesos en la que se verifica una ganancia y pérdida de electrones simultáneamente, por lo tanto al menos un elemento cambia su E.O.

a) Reducción: Son semireacciones en donde existe una disminución en el estado de oxidación debido a la ganancia de electrones.

S+6 + 4e- → S+2

b) Oxidación. Son semireacciones en donde existe un aumento en el estado de oxidación debido a la pérdida de electrones.

Fe+2 – 1e- → Fe+3

En general: Analizando la variación del E.O de reactante a producto

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2. Reacción no Redox. Aquella reacción donde ningún elemento cambio su E.O.

Ejemplos:

– AgC + H2S Ag2S + HC (metátesis)

– SO3 + H2O H2SO4 (de hidrólisis)

– NaOH + HC NaC + H2O (de neutralización)

BALANCE DE ECUACIONES QUÍMICASEs el equilibrio cuantitativo de la cantidad de átomosque entran y salen, para cada clase de elemento quí-mico, en una ecuación química. Ello se logra colocan-do un coeficiente mínimo entero en la parte izquierdade cada fórmula de la ecuación.

MÉTODOS PARA BALANCEAR UNAECUACIÓN QUÍMICA

A. Método de simple inspección (Tanteo)

Pasos a seguir:1.o: Se balancean los metales2.o: Se balancean los no metales3.o: Se balancean los hidrógenos4.o: Se balancean los oxígenos

B. Método del número de oxidación (N.O) y IónelectrónPasos a seguir:

Para ecuaciones neutras1.o Se halla el N.O. individual de cada elemento y

se descubre de qué elemento(s) su N.O. ha(n)variado.

2.o Sólo a ellos se les balancea, se halla su N.O. total;éstos se restan y se determina el número totalde e– ganados o perdidos, igualándoles inme-diatamente con coeficientes mínimos enteros.

3.o Dichos coeficientes se llevan a la ecuación originalpara luego de un simple tanteo la ecuación quedeperfectamente balanceada.

C. Método del Ión electrón

Es preciso que todas las ecuaciones balanceadascumplan dos criterios:

• Debe haber balance de masa, es decir, debehaber el mismo número de átomos de cada tipode elemento tanto en los reactantes como enlos productos.

• Debe haber balance de cargas. Las sumas delas cargas reales en el lado izquierdo y derechode la ecuación deben ser iguales.

PROBLEMAS RESUELTOS

1. Marque la reacción de sustitución, redox y exotérmica a la vez.

A) Ca(OH) 2(ac)+ H2SO4 (ac) CaSO4 (ac) + 2H2O(l) + Q

B) Cℓ2 (g) + 2 NaI (ac) 2 NaCℓ (ac) + I2 (s) + Q

C) 2KCℓO3 (s) + Q 2 KCℓ (s) + 3O2 (g)

D) 2K(s) + Cℓ 2 (g) 2 KCℓ (s)

E) 2 N2(g) + 3 H2(g) 2 NH3(g) + Q

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Solución:

A) Ca(OH) 2(ac)+ H2SO4 (ac) CaSO4 (ac) + 2H2O(l) + Q Metátesis, no redox,

exotérmicaB) Cℓ2 (g) + 2 NaI (ac) 2 NaCℓ (ac) + I2 (s) + Q Sustitución, redox,exotérmicaC) 2KCℓO3 (s) +Q 2 KCℓ (s) + 3O2 (g) Descomposición, redox,endotérmicaD) 2K(s) + Cℓ 2 (g) 2 KCℓ (s) Irreversible, sìntesis, redoxE) 2 N2(g) + H2(g) 2 NH3(g) +Q Reversible, redox, adición

Rpta. B2. Con respecto a la ecuación química:

Aℓ (s) + SnCℓ2 (ac) AℓCℓ3 (ac) + Sn(s)

marque la secuencia correcta de verdadero (V) o falso (F) según corresponda.

I. Es una reacción de sustitución, irreversible y redox.II. Un reactante y un producto son sales haloideas.III. Luego del balance, la sumatoria de los coeficientes de productos es 10.

A) VVF B) FVF C) VVV D) FFV E) VFF

Solución:

2 Aℓ (s) + 3 SnCℓ2 (ac) 2 AℓCℓ3 (ac) + 3 Sn(s)

I. VERDADERO es una reacción de sustitución, irreversible y redox.II. VERDADERO un reactante (cloruro estannoso) y un producto (cloruro de aluminio)

son sales haloideas.III. FALSO la sumatoria de coeficiente de productos es 5 Rpta. A

3. Después de balancear las siguientes ecuaciones, ¿en cuál de ellas la sumatoria delos coeficientes estequiométricos de reactantes es 5 ?

A) H3PO4(ac) + Fe(OH)3 (ac) FePO4 (ac) + H2O(l)

B) Ni(OH) 3(ac) + H2SO4 (ac) Ni2(SO4)3 (ac) + H2O(l) + Q

C) SO2(g) + O2 (g) SO3(g)

D) HNO3(ac) + Ca(s) Ca(NO3)2 (ac) + H2 (g)

E) CaCO3(s) + HCℓ (ac) CaCℓ2 (ac) + H2O (ℓ) + CO2 (g)

Solución:

A) H3PO4(ac) + Fe(OH)3 (ac) FePO4 (ac) + 3 H2O(l)

B) 2Ni(OH) 3(ac)+ 3 H2SO4 (ac) Ni2(SO4)3 (ac) + 6H2O(l) + Q

C) 2 SO2(g) +O2 (g) 2SO3(g)

D) 2 HNO3(ac) + Ca(s) Ca(NO3)2 (ac) + H2 (g)

E) 1CaCO3(s) + 2HCℓ (ac) 1CaCℓ2 (ac) + 1H2O (ℓ) + 1 CO2 (g) Rpta. B

4. En la siguiente reacción REDOX, Cu(s) + HNO3 (ac) Cu(NO3)2 (ac) + NO(g) + H2O(ℓ)

Luego de balancear la ecuación, marque la alternativa correcta.

A) El cobre es el agente oxidante.B) El coeficiente estequiométrico del agua es 2.C) En la ecuación se transfieren 3 moles de electrones.D) La suma de coeficientes estequiometricos es 20.E) La especie oxidada es el nitrito cúprico.

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Solución:

Rx. Red. [ (N5+ + 3e- N2+) x] 2 agente oxidante: HNO3(ac) Rx. Oxid. [ ( Cu0 Cu+2 + 2e-) x] 3 agente reductor: Cu(s)

2 N5+ + 6e- 2 N2+ 3Cu0 3Cu2+ + 6e-

3 Cu (s) + 8 HNO3 (ac) 3 Cu(NO3)2 (ac) + 2 NO (g) + 4 H2O (ℓ)

A) INCORRECTO, el cobre es el agente reductor.B) INCORRECTO, el coeficiente del agua es 4C) INCORRECTO, en la ecuación se transfieren 6 moles de electrones.D) CORRECTO, la suma de coeficientes estequiometricos es 20E) INCORRECTO, la especie oxidada es el nitrato cúprico Rpta. D

5. Después de balancear la ecuación, marque la secuencia de verdadero (V) o falso (F) según corresponda.

ΔPb(NO3)2 (s) PbO (s) + O2 (g) + NO2 (g)

I. El agente oxidante es también agente reductor.II. La relación molar entre la especie oxidada y la especie reducida es 0,25. III. Por cada mol de O2 formado se transfiere 4 mol de electrones.

A) VFV B) FFV C) VVF D) FVF E) VVV

Solución :

4x ( N+5 + 1e– N+4 ) Reducción, agente Oxidante: Pb(NO3)2

( 2O– 2 – 4e– O20) Oxidación, agente reductor : Pb(NO3)2

2 Pb(NO3)2 (s) 2 PbO (s)+ O2 (g) + 4 NO2 (g)

I. VERDADERO, el agente oxidante es también agente reductor (el nitrato plumboso se oxida y se reduce a la vez).

II. VERDADERO, la relación molar entre especie oxidada y especie reducida es 0,25.

III. VERDADERO, por cada mol de O2 formado se transfiere 4 mol de electrones.Rpta. E

6. Considere las siguientes semirreacciones:

I) Cr 3+ ( Cr2O7 )2 –

II) NO21– NO3

1 –

Después de balancear las semirreacciones en medio ácido, marque la alternativa INCORRECTA.

A) En (I) el cromo se oxida y se transfiere 6 moles de electrones.B) En (I) el coeficiente del agua es 7 y el coeficiente del H+ es 14.C) En (II) se transfieren 2 moles de electrones.D) En (II) el coeficiente del agua es 1 y el coeficiente del H+ es 2.E) Ambas semireacciones son de reducción.

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Solución:

Balanceando masa 2 Cr 3+ + 7 H2O ( Cr2+6O7 )

2- + 14 H+ ( se oxida )

Balanceando carga 2 Cr 3+ + 7 H2O ( Cr2+6O7 )

2- + 14 H+ + 6 e-

Balanceando masa ( N3+O2)1- (N5+O3)1

-

( se oxida ) Balanceando carga H2O + ( N3+O2)

1- (N5+O3)1- + 2 H+ + 2 e-

A) CORRECTO, en (I) el cromo se oxida y se transfiere 6 moles de electronesB) CORRECTO, en (I) el coeficiente del agua es 7 y el coeficiente del H+ es 14C) CORRECTO, en (II) se transfieren 2 moles de electronesD) CORRECTO, en (II) el coeficiente del agua es 1 y el coeficiente del H+ es 2E) INCORRECTO, ambas semirreacciones son de oxidación

Rpta. E7. Respecto a las reacciones nucleares, marque la alternativa INCORRECTA.

A) En3XBrnU 10

146z

8735

10

23592

: es una reacción de fisión nuclear y Z es 57.

B) En la serie radiactiva RaThUPa 22688

23090

23492

23491 , se emiten partículas β, α, α

respectivamente.

C) Es una reacción de fusión nuclear: EnergìanHeHH 10

42

21

31

D) Las emisiones nucleares de los procesos radiactivos, , , son partículas.

E) Al completar la serie radiactiva PbPoBi 21082

21484

21483

se emiten

partículas y respectivamente.

Solución:

A) CORRECTO

EnergìanXBrnU 1

0

146

.?

87

35

1

0

235

92 3 es una reacción de fisión nuclear y el Z del X es

57.B) CORRECTO

En la serie radiactiva RaThUPa 226

88

230

90

234

92

234

91 se emiten partículas β, α , α

respectivamente

C) CORRECTO E n e r g ì anHeHH 1

0

4

2

2

1

3

1 Es una reacción de fusión nuclear

D) INCORRECTO, en las reacciones nucleares se emiten partículas , , pero la

emisión es radiación.

E) CORRECTO, al completar la serie radiactiva PbPoBi 210

82

214

84

214

83 se

emiten partículas , respectivamente.

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SEMANA N°7: REACCIONES QUÍMICAS

1. La combustión completa del metano genera anhídrido carbónico y agua, que se representa mediante la ecuación química: CH4(g) + 2 O2(g)→ CO2(g) + 2H2O(g)

Al respecto, marque la secuencia correcta de verdadero (V) o falso (F) según corresponda. I. Es una reacción química que implica

transformación de sustancias reactantes para generar productos.

II. La suma de los coeficientes estequiométricos de reactantes es igual a la de productos.

III. Se cumple que la masa de los reactantes es igual a la masa de los productos.

A) VFF B) VVV C) VVF D) VFV E) FVV

2. Relacione reacción química - clasificación de acuerdo al comportamiento de reactantes. a) 2KClO3(s) → 2 KCl(s) + 3O2(g)

b) 2Na(s) + Cl2 (g)→ 2NaCl (s) c) Zn(s) + 2 HCl(ac)→ ZnCl2(ac) + H2(g)

d) Mg(OH)2(ac)+ H2SO4(ac) →MgSO4(ac) + 2H2O(l)

( ) metátesis ( ) sustitución

( ) síntesis ( ) descomposición

A) bcda B) dbac C) cdab D) acdb E) dcba

3. La sumatoria de los coeficientes estequiométricos es:

MgCO3(s) + HCl (ac) → MgCl2(s) + H2O(l) + CO2(g)

A) 5 B) 8 C) 10 D) 6 E) 9

4. Luego de balancear las siguientes ecuaciones químicas:

(a) Fe(OH)3(ac) + H2SO4 (ac) →Fe2(SO4)3(ac) + H2O(l) + Q

(b) SO2(g) + O2 (g) → SO3 (g)

Marque la secuencia correcta de verdadero (V) o falso (F), según corresponda I. (a) es una reacción exotérmica, irreversible y

no redox. II. (b) es una reacción reversible y redox. III. La suma de coeficientes estequiométricos de

los reactantes en (b) es 3. IV. En la reacción (a) el coeficiente

estequiométrico del ácido oxácido es 1.

A) FVVV B) VVFF C) VVVF D) VFVV E) FFVV

5. En la siguiente reacción REDOX. Cu(s) + HNO3(ac)→ Cu(NO3)2(ac) + NO(g) + H2O(l)

Luego de balancear marque la secuencia correcta. I. El cobre es el agente oxidante. II. El coeficiente estequiométrico del agua es 4. III. Se transfieren dos moles de electrones por cada

mol de cobre. IV. La suma de coeficientes estequiométricos es

20.

A) FVVV B) FVVF C) VFFV D) FFFV E) VVVV

6. Marque la alternativa INCORRECTA con respecto a la reacción: K3PO4(ac) + Ca(NO3)2(ac)→ Ca3(PO4)3(ac) + KNO3(ac)

A) Reactantes y productos son sales oxisales. B) Es una reacción de doble desplazamiento o

metátesis. C) Según la variación del número de oxidación es

una reacción no redox. D) La sumatoria de coeficientes estequiométricos es

4. E) Por el sentido de la reacción, se clasifica como

irreversible.

El titanio es un metal resistente a la corrosión, utilizado en la construcción de naves espaciales; se puede obtener a altas temperaturas a partir de la siguiente reacción: TiCl4(g) + Mg(l) → Ti(s) + MgCl2(l)

Al respecto, marque la secuencia correcta de verdadero (V) o falso (F) según corresponda: I. El magnesio es el agente reductor y el titanio

es el agente oxidante. II. La sumatoria de coeficientes estequiométricos

de los reactantes es 2. III. Se transfieren dos moles de electrones por cada

mol de sal haloidea formada. IV. El titanio es la especie oxidada y el cloruro de

magnesio es la especie reducida.

A) FVVV B) VVFF C) VVVF D) VFVV E) FFVF

7.

Después de balancear la ecuación química: HI + KMnO4 + H2SO4 → I2 + MnSO4 + K2SO4 +

H2O Marque la secuencia correcta de verdadero (V) o falso (F) según corresponda:

I. El cociente entre el coeficiente estequiométrico del agente reductor y del agente oxidante es 5.

II. La especie oxidada es el yodo metálico. III. Se transfieren 4 moles de electrones por cada

mol de yodo metálico. IV. El coeficiente estequiométrico del agua es 8.

8.

8.

7.

6.

5.

4.

3.

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A) VVFV B) FVFF C) VVFF D) FFFV E) VVVF

En una reacción de óxido-reducción se producen las siguientes semirreacciones: I. MnO4-

→ MnO2

II. I–→ I2

Después de balancear la reacción en medio ácido, marque la alternativa que contiene el coeficiente del H+, los moles de electrones transferidos y los moles de agua respectivamente.

A) 8 ; 6 ; 4 B) 4 ; 6; 8 C) 4 ; 8; 6 D) 6; 8; 4 E) 6; 4; 2

9.

Complete la serie radiactiva. Bi��

��� → Po����� → Pb��

���

β, γ B) β, α C) α, αα, β E) γ, α

A)

10.

D)

PRÁCTICA DOMICILIARIA

1. Marque la alternativa que corresponde a una reacción de síntesis y de descomposición:

I. Ca(s) + 2 H2O(l) → Ca(OH)2(ac) + H2(g)

II. Li 2O(s) + H2O(l) → 2 LiOH(ac)

III. Ca(OH)2(ac) + H2SO4(ac)→ CaSO4(ac) + H2O(l)

IV. 2 HgO(s) → 2 Hg(l) + O2(g)

A) IV, II B) II, IV D) I, IV E) I, III

2. Marque la secuencia correcta con respecto a la siguiente ecuación química:

Al(OH)3(s) + H2SO4(ac) → Al2(SO4)3(ac) + H2O(l)

I. Es una reacción no redox II. La suma de los coeficientes estequiométricos

de reactantes es 5. III. El coeficiente estequiométrico de la sal es 3.

C) III, IV

A) VFF B) VFV C) FFF D) VVF E) FVF

En la combustión completa de propano (C3H8) se forma dióxido de carbono y agua. La suma de coeficientes estequiométricos de los productos es:

A) 13 B) 6 C) 7 D) 5 E) 12

Marque la secuencia correcta con respecto a la siguiente reacción química:

C(s) + H2SO4(l) → CO2(g) + SO2(g) + H2O(l)

I. El agente redactor es el carbono. II. La suma de los coeficientes estequiométricos en

la reacción es 8. III. Se transfieren 6 moles de electrones.

A) VVV B) FFF C) VFF D) VVF E) FVF

Marque la secuencia de verdadero (V) o falso (F) con respecto a la ecuación completa y balanceada.

K2Cr2O7 + KI + H2SO4 → Cr2(SO4)3 + K2SO4 + I2 +……..

I. En el producto se forman 7 moles de agua. II. El agente reductor es el yoduro de potasio. III. Se transfieren 6 moles de electrones.

A) VFV B) FFF C) VVV D) VVF E) FVV

Marque la alternativa correcta para la reacción: NH4

+(ac) + NO2

-(ac) → N2(g) + H2O(l)

I. El NH4+ es el agente oxidante

II. El NO2- se reduce

III. El coeficiente estequiométrico del N2 es 1 IV. El coeficiente del agente oxidante es 1.

A) FVVV B) VVFF C) FVFV D) VFVV E) FVFF

Señale la correspondencia emisión radiactiva – carga:

a. Emisión α ( ) 0 b. Emisión β ( ) +2

c. Emisión γ ( ) -1

A) bac B) cba C) abc D) acb E) cab

En la siguiente serie radiactiva, indique las emisiones producidas:

230 226 222 218

90 88 86 84Th Ra Rn Po→ → →

A) α , β ,γ B) β ,α , 10n C) α , β ,α

D)α ,α ,γ E) α ,α ,α

11.