cap4 (reacciones quimicas)
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8/19/2019 cap4 (reacciones quimicas)
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Capítulo 4: Las reacciones químicas
Química GeneralPetrucci • Harwood • Herring
8 !dici"n
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Contenidos
4#$ Las reacciones químicas % la ecuaci"n química#
4#& La ecuaci"n química % la estequiometría#
4#' Las reacciones químicas en disoluci"n#
4#4 (eterminaci"n del reacti)o limitante#
4#* +tros aspectos pr,cticos de la estequiometría de la
reacci"n#
Atención a La química industrial.
Formación del
cloruro de sodio
http://cwx.prenhall.com/petrucci/medialib/media_portfolio/text_images/021_SODIUMCHLOR.MOVhttp://cwx.prenhall.com/petrucci/medialib/media_portfolio/text_images/021_SODIUMCHLOR.MOVhttp://cwx.prenhall.com/petrucci/medialib/media_portfolio/text_images/021_SODIUMCHLOR.MOV
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4#$ Las reacciones químicas % la
ecuaci"n química
Como los reacti)os se transorman en
productos o.ser)amos:
/ 0n cam.io de color#
/ La ormaci"n de un s"lido#
/ !l desprendimiento de un gas#
/ !l desprendimiento o a.sorci"n de calor#
1e necesitan e)idencias de tipo
químico#
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2eacci"n química
3on"ido de nitr"geno 5 oígeno 6 di"ido denitr"geno
Paso $: escri.a la reacci"n utili7ando sím.olos
químicos#
+ 5 +&
6 +&
Paso &: a9uste la ecuaci"n química#
& $ &
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2epresentaci"n molecular
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9ustar ecuaciones
• unca se de.en introducir ,tomos que no inter)engan en la reacci"n a la;ora de a9ustar#
+ 5 +& 6 +& 5 +
• unca se cam.ian las "rmulas para a9ustar la ecuaci"n#
+ 5 +& 6 +'
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!strategia para a9ustar ecuaciones
• 9uste en primer lugar los elementos queaparecen solamente en un compuesto en cadalado#
• 9uste en
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!9emplo 4#&
Escritura y ajuste de una ecuación: la combustión de un
compuesto formado por carbono, hidrógeno y oxígeno.
!l trietilenglicol líquido= C>H$4+4= se utili7a como
disol)ente % reacti)o para o.tener los pl,sticos de
poli)inilo % el poliuretano# !scri.a una ecuaci"n a9ustadapara su com.usti"n completa#
Trietilenglicol
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15
! "C!#14$4 % $ & C$ % #$!
. Ajuste de !.
C!#14$4 % 15 $ & 1 C$ % 14 #$
". #ultiplique por dos
!9emplo 4#&
$. Ajuste de %.
y compruebe todos los
elementos.
Ecuación química:
&. Ajuste de '.
! "
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4#& La ecuaci"n química % la
estequiometría
• La estequiometría inclu%e todas las
relaciones cuantitati(as en las que
inter)ienen:
/ Las masas moleculares % at"micas#
/ Las "rmulas químicas#
' )na relación de moles es un actorcentral de con)ersi"n#
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!9emplo 4#'*elación entre el n+mero de moles de un producto y
de un reacti(o.
?Cu,ntos moles de H&+ se producen cuando se
queman &[email protected]& moles de H& en un eceso de +&A
# % $ & #$
Escriba la ecuación química:
Ajuste la ecuación química:
2 2
)tilice el factor estequiomtrico o la relación de moles en una ecuación:
n H 2O
= 2,72 mol H 2 × = 2,72 mol H
2O2 mol H 2O
2 mol H 2
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!9emplo 4#>
-actores de con(ersión adicionales en un clculo
estequiomtrico: el (olumen, la densidad y lacomposición procentual.
0na aleaci"n que se emplea en estructuras de
a)iones est, ormada por B'[email protected] por ciento de l % >='
por ciento de Cu# La aleaci"n tiene una densidad de&=8* gcm'# 0na pie7a de D=>B$ cm' de esta aleaci"n
reacciona con un eceso de HClEaqF# 1i suponemos
que todo el l pero nada del Cu reacciona con el
HClEaqF= ?qu masa de H& se o.tieneA
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Al % #Cl & AlCl( % #
Escriba la ecuación química:
!9emplo 4#>
Ajuste la ecuación química:
2 6 2 3
Agua
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& l 5 > HCl 6 & lCl' 5 ' H&
!9emplo 4#>
/lanifique la estrategia:
cm' aleaci"n 6 g aleaci"n 6 g l 6 mol l 6 mol H& 6 g H&
01ecesitamos 2 factores de con(ersión3
4 4
Escriba la ecuación
m! 5 6,78& cm$ aleación 4 4 4,92 g aleación
& cm$8,$ g Al
&66 g aleación
& mol Al
7,89 g Al
$ mol ! mol Al
,6&7 g ! & mol !
5 6,6 g !
y realice los clculos:
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4#' Las reacciones químicas en
disoluci"n
• !s necesario un contacto pr"imo entre los,tomos= los iones % las molculas para que seprodu7ca una reacci"n#
• (isol)ente: / ormalmente emplearemos las disoluciones acuosas
EaqF#
• 1oluto:
/ 3aterial disuelto por el disol)ente#
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3olaridad
3olaridad E# F Iolumen de la
disoluci"n Een litrosF
Cantidad de soluto Een molesF
1i D=444 moles de urea se disuel)en en suiciente agua
para preparar $=DDD L de disoluci"n= la concentraci"n es:
c urea $=DDD L
D=444 mol urea
) D=444 3 C+EH&F&
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Preparaci"n de una disoluci"n
Jntrodu7ca la masa de la muestra de s"lido#
(isul)alo en un matra7 aorado lleno parcialmente de
disol)ente#
Llnelo cuidadosamente ;asta la marca#
Preparación de una
disolución a partir de
un sólido
http://cwx.prenhall.com/petrucci/medialib/media_portfolio/text_images/013_SOLUTFROMSOL.MOVhttp://cwx.prenhall.com/petrucci/medialib/media_portfolio/text_images/013_SOLUTFROMSOL.MOVhttp://cwx.prenhall.com/petrucci/medialib/media_portfolio/text_images/013_SOLUTFROMSOL.MOVhttp://cwx.prenhall.com/petrucci/medialib/media_portfolio/text_images/013_SOLUTFROMSOL.MOV
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'lculo de la masa del soluto en una disolución de
molaridad conocida.
(eseamos preparar D=&*DD L E&*D mLF eactamente de
una disoluci"n acuosa de K&Cr+4 D=&*D 3# ?Qu masa
de K&Cr+4 de.emos utili7arA
/lanifique la estrategia:
!9emplo 4#B
)olumen 6 moles 6 masa
01ecesitamos factores de con(ersión3
Escriba la ecuación y realice los clculos:
m; 'r%" 5 6,266 L 4 4 5 &,& g6,26 mol
&,66 L
&8",6 g
&,66 mol
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(iluci"n de una disoluci"n
# i Ii ni
# i Ii# I
n # I
# i Ii# I
5 # iIiI
# n
I
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/reparación de una disolución por dilución.
0n determinado procedimiento de química analítica requiere
utili7ar una disoluci"n de K&Cr+4 D=D$DD 3# ?Qu )olumen de
una disoluci"n de K&Cr+4 D=&*D 3 de.emos diluir con agua para
preparar D=&*D L de disoluci"n de K&Cr+4 D=D$DD 3A
*ealice los clculos:
IK&Cr+4 D=&*DD L D=D$DD LD=D$DD mol
$=DD L$=DDD LD=&*D mol
!9emplo 4#$D
/lanifique la
estrategia:# # i
IiI
Ii I # # i
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4#4 (eterminaci"n del reacti)o
limitante
• !l reacti)o que se consume completamente
determina las cantidades de los productos
ormados#
Reactivo limitante
http://www.librosite.net/data/glosarios/petrucci/videos/cap4/reactivo_limitante.htmhttp://www.librosite.net/data/glosarios/petrucci/videos/cap4/reactivo_limitante.htm
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Cl& EgF 6 4 PCl' ElF
?Qu masa de PCl' se orma en la reacci"n de $&* g de P4
con '&' g de Cl&A
!9emplo 4#$&
Estrategia: compare la proporci"n molar
real con la proporci"n molar
requerida#
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!9emplo 4#$&
nCl& '&' g Cl& 4=*> mol Cl& $ mol Cl&@D=B$ g Cl&
nP4 $&* g P4 $=D$ mol P4
$ mol P4$&'=B g P4
χreal 4=** mol Cl&mol P4
χte"rica >=DD mol Cl&mol P4
!l gas de cloro es el reacti)o limitante#
n
nχ
P4
Cl&
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4#* +tros aspectos pr,cticos de la
estequiometría de la reacci"n
!l rendimiento te"rico es el rendimiento esperado de un
reacti)o#
!l rendimiento real es la cantidad de producto querealmente se o.tiene#
2endimiento porcentual $DDMrendimiento real
rendimiento te"rico
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2endimiento te"rico= real %
porcentual
• Cuando el rendimiento real rendimiento M=
se dice que la reacci"n es cuantitati)a#
• Las reacciones secundarias reducen elrendimiento porcentual#
• Los su.productos se orman mediante las
reacciones secundarias#
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2eacciones consecuti)as= reacciones
simult,neas % reacciones netas
• La síntesis que consta de (arias etapas amenudo es ine)ita.le#
• Las reacciones que tienen lugar una tras otraen secuencia se denominan reaccionesconsecuti(as#
• Cuando las sustancias reaccionan
independientemente % transcurren al mismotiempo= la reacci"n es una reacción simultnea#
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2eacciones netas e intermedios
• La reacci"n neta es una ecuaci"n
química que epresa todas las
reacciones que se producen en una
+nica ecuación neta#• 0n intermedio es una sustancia que se
produce en una etapa % se consume en
otra etapa de una síntesis que constade )arias etapas#
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Atención a = La química industrial
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!9ercicios recomendados del
Capítulo 4
$= >= $&= &*= 'B=
4*= *'= >*= >B= @*=84= B4= 8'= $$
• 1e recomienda reali7ar los siguientese9ercicios para una ma%or comprensi"n
de los contenidos eplicados en el
Capítulo 4 de >uímica ?eneral = 8!dici"n: