REACIONES QUIMICASREACIONES QUIMICAS

UNIVERSIDAD NACIONAL

SANTIAGO ANTÚNEZ DE MAYOLO

DEPARTAMENTO ACADÉMICO

DE CIENCIAS

Mag. Miguel RAMÍREZ GUZMÁNMag. Miguel RAMÍREZ GUZMÁN

DEFINICIONDEFINICION

Reacciones químicasReacciones químicas

Las reacciones químicas Las reacciones químicas sonson las las transformaciones de la materiatransformaciones de la materia que que producen cambiosproducen cambios enen unas unas sustancias sustancias para obtener otraspara obtener otras diferentes. diferentes.

En estas transformaciones, se parte de En estas transformaciones, se parte de unas unas sustanciassustancias en el en el estado inicialestado inicial, , llamadas llamadas reactivosreactivos, y , y se obtienen otrasse obtienen otras diferentes diferentes enen el el estado finalestado final, llamadas , llamadas productosproductos..

FENÓMENOS FÍSICOS y QUÍMICOSFENÓMENOS FÍSICOS y QUÍMICOS En la naturaleza y en la vida diaria, nos encontramos En la naturaleza y en la vida diaria, nos encontramos

constantemente con fenómenos físicos y con fenómenos constantemente con fenómenos físicos y con fenómenos químicos. Pero, químicos. Pero, que son cada uno de estos fenómenos:que son cada uno de estos fenómenos:

FENÓMENO FÍSICOFENÓMENO FÍSICO:: es aquel que tiene lugar sin es aquel que tiene lugar sin transformación de materia. Cuando se conserva la sustancia transformación de materia. Cuando se conserva la sustancia original. Ejemplos: cualquiera de los cambios de estado y original. Ejemplos: cualquiera de los cambios de estado y también patear una pelota, romper una hoja de papel. En también patear una pelota, romper una hoja de papel. En todos los casos, encontraremos que hasta podría cambiar la todos los casos, encontraremos que hasta podría cambiar la forma, como cuando rompemos el papel, pero la sustancia se forma, como cuando rompemos el papel, pero la sustancia se conserva, seguimos teniendo papel.conserva, seguimos teniendo papel.

FENÓMENO QUÍMICO:FENÓMENO QUÍMICO: es aquél que tiene lugar con es aquél que tiene lugar con transformación de materia. Cuando no se conserva la transformación de materia. Cuando no se conserva la sustancia original. Ejemplos: cuando quemamos un papel, sustancia original. Ejemplos: cuando quemamos un papel, cuando respiramos, y en cualquier reacción química. En todos cuando respiramos, y en cualquier reacción química. En todos los casos, encontraremos que las sustancias originales han los casos, encontraremos que las sustancias originales han cambiado, puesto quecambiado, puesto que en estos fenómenos es imposible en estos fenómenos es imposible conservarlas.conservarlas.

Tipos de ReaccionesTipos de Reacciones

Reacciones de descomposiciónReacciones de descomposición

Aquellas reacciones donde un reactivo se rompe Aquellas reacciones donde un reactivo se rompe para formar dos o más productos. Puede ser o no para formar dos o más productos. Puede ser o no redox.redox.

2H2H22O O 2H 2H22 + O + O22

Reacciones de adiciónReacciones de adición o composicióno composición

Dos o más reactivos se combinan para formar un Dos o más reactivos se combinan para formar un producto..

CHCH22=CH=CH22 + Br + Br22 CH CH22Br-Br-CHCH22Br Br

Reacciones de desplazamiento simpleReacciones de desplazamiento simple Aquellas reacciones donde un elemento desplaza a otro en Aquellas reacciones donde un elemento desplaza a otro en

un compuesto.un compuesto.

ClCl22 + KI + KI I I22 + KCl + KCl

Reacciones de doble desplazamiento o metátesisReacciones de doble desplazamiento o metátesis Aquellas reacciones donde dos reactivos se enrocanAquellas reacciones donde dos reactivos se enrocan

2HCl + Na2HCl + Na22S S HH22S + 2NaCl S + 2NaCl

Reacciones de precipitaciónReacciones de precipitación Aquellas reacciones donde uno o más reactivos al Aquellas reacciones donde uno o más reactivos al

combinarse genera un producto que es insoluble.combinarse genera un producto que es insoluble. AgNOAgNO33 + NaCl + NaCl AgCl + NaNO AgCl + NaNO33

Reacciones de dismutaciónReacciones de dismutación Aquellas reacciones donde un reactivo genera Aquellas reacciones donde un reactivo genera

compuestos donde un elemento tiene dos estados compuestos donde un elemento tiene dos estados de oxidación.de oxidación.

12NaOH + 6Br12NaOH + 6Br2200 2NaBr 2NaBr+5+5OO33 + 10NaBr + 10NaBr-1-1 + 6H + 6H22O O

Reacciones exotérmicasReacciones exotérmicasAquellas reacciones donde se libera energía.Aquellas reacciones donde se libera energía.

HI HI H H22 + I + I22 + + calorcalor

Reacciones endotérmicasReacciones endotérmicasSon aquellas donde se necesita calor para llevarse a Son aquellas donde se necesita calor para llevarse a cabo.cabo.

FeO + HFeO + H22 + + calorcalor Fe + H Fe + H22OO

Reacciones Redox o de óxido - reducciónReacciones Redox o de óxido - reducción

Aquellas reacciones donde los reactivos Aquellas reacciones donde los reactivos intercambian electronesintercambian electrones

NaNa00 + Cl + Cl2200 Na Na+1+1ClCl-1-1

Ejemplos de las reacciones de óxido reducción o Ejemplos de las reacciones de óxido reducción o redoxredox– Baterías y Baterías y pilas (de auto, NiCd, alcalinas) (de auto, NiCd, alcalinas) – Corrosión y enmohecimiento de Corrosión y enmohecimiento de metales – Muchas de las reacciones metabólicasMuchas de las reacciones metabólicas

METODO DE TANTEOMETODO DE TANTEO

METODO DE REDOXMETODO DE REDOX

METODO ALGEBRAICOMETODO ALGEBRAICO

METODO ION-ELECTRONMETODO ION-ELECTRON

Balanceo de ecuacionesBalanceo de ecuaciones

Balanceo de ecuaciones por el método de TanteoBalanceo de ecuaciones por el método de Tanteo   El método de tanteo consiste en observar que cada miembro El método de tanteo consiste en observar que cada miembro

de la ecuación se tengan los átomos en la misma cantidadde la ecuación se tengan los átomos en la misma cantidad Para equilibrar ecuaciones, solo se agregan coeficientes a las Para equilibrar ecuaciones, solo se agregan coeficientes a las

formulas que lo necesiten, pero no se cambian los subíndices.formulas que lo necesiten, pero no se cambian los subíndices. Ejemplo: Balancear la siguiente ecuaciónEjemplo: Balancear la siguiente ecuación                                                                                  HH22O + NO + N22OO5 _5 _ HNO HNO33

   Aquí apreciamos que existen 2 Hidrógenos en el primer Aquí apreciamos que existen 2 Hidrógenos en el primer

miembro (Hmiembro (H22O). Para ello, con solo agregar un 2 al HNOO). Para ello, con solo agregar un 2 al HNO33 queda balanceado el Hidrogeno.queda balanceado el Hidrogeno.

                                                                            HH22O + NO + N22OO55 2 HNO 2 HNO33

   ·  Para el Nitrógeno, también queda equilibrado, pues tenemos ·  Para el Nitrógeno, también queda equilibrado, pues tenemos

dos Nitrógenos en el primer miembro (Ndos Nitrógenos en el primer miembro (N22OO55) y dos Nitrógenos ) y dos Nitrógenos en el segundo miembro (2 HNOen el segundo miembro (2 HNO33))

·  Para el Oxigeno 1 en el agua (H·  Para el Oxigeno 1 en el agua (H22O) y 5 Oxígenos en el O) y 5 Oxígenos en el anhídrido nítrico (Nanhídrido nítrico (N22OO55) nos dan un total de seis Oxígenos. ) nos dan un total de seis Oxígenos. Igual que (2 HNOIgual que (2 HNO33))

Balanceo de ecuaciones por el método algebraicoPara balancear considerar los siguientes puntos1) A cada formula de la ecuación se le asigna un coeficiente

literal. Ejemplo: aFe + bO2 cFe2O3

2) Para cada elemento químico de la ecuación, se plantea una

ecuación algebraica (reactantes = productos)Para el Fe: a = 2cPara el O: 2b = 3c

3) Este método permite asignarle un valor (el más conveniente) a la letra que aparece en la mayoría de las ecuaciones algebraicas, en este caso la c. Por lo tanto si c = 2Si resolvemos la primera ecuación algebraica, tendremos:2b = 3c 2b = 3(2) b = 6/2 b = 3Los resultados obtenidos por este método algebraico sona = 4 b = 3 c = 2Estos valores los escribimos como coeficientes en las formulas:

4Fe + 3O2 2 Fe2O3

Balanceo de ecuaciones por el método de Redox  (Oxido - Balanceo de ecuaciones por el método de Redox  (Oxido - reduccion)reduccion)  

En una reacción si un elemento se oxida, también debe En una reacción si un elemento se oxida, también debe existir un elemento que se reduce. Recordar que una existir un elemento que se reduce. Recordar que una reacción de oxido reducción no es otra cosa que una reacción de oxido reducción no es otra cosa que una perdida y ganancia de electrones, es decir, perdida y ganancia de electrones, es decir, desprendimiento o absorción de energía (presencia de luz, desprendimiento o absorción de energía (presencia de luz, calor, electricidad, etc.)calor, electricidad, etc.)

1) Ejemplo.1) Ejemplo.                                                                                               

             CuCu00 + HN + HN+5+5OO33------------------ N------------------ N+4+4OO22 + H + H22O + CuO + Cu+2+2(NO(NO33))22    N gana 1eN gana 1e-- x 1 = 1 x x 1 = 1 x 22 =2 =2

Cu pierde 2eCu pierde 2e-- x x 11 = 2 = 2     

                Cu + Cu + 22HNOHNO33------------------- ------------------- 22NONO22 + H + H22O + Cu(NOO + Cu(NO33))22        

        Cu + 4HNOCu + 4HNO33------------------- 2NO------------------- 2NO22 + + 22HH22O + Cu(NOO + Cu(NO33))22  

Balanceo de Ecuaciones : Metodo Ión-ElectronBalanceo de Ecuaciones : Metodo Ión-Electron   En el método de ión-electrón (conocido también como método de En el método de ión-electrón (conocido también como método de

media reacción), la reacción total se separa en medias reacciones media reacción), la reacción total se separa en medias reacciones que se balancean y suman por separado. Aunque este método es que se balancean y suman por separado. Aunque este método es un poco más complicado que el método de oxidación, se apega un poco más complicado que el método de oxidación, se apega más a la realidad para reacciones de redox en soluciones acuosas. más a la realidad para reacciones de redox en soluciones acuosas. El método ión-electrón reconoce no sólo un elemento sufre un El método ión-electrón reconoce no sólo un elemento sufre un cambio sino la molécula o Ion completo. Este método también cambio sino la molécula o Ion completo. Este método también proporciona las bases apropiadas para el estudio de la proporciona las bases apropiadas para el estudio de la electroquímica, en la que intervienen aplicaciones de medias electroquímica, en la que intervienen aplicaciones de medias balanceadas. balanceadas.

Las reglas para balancear ecuaciones son un poco diferentes en Las reglas para balancear ecuaciones son un poco diferentes en solución ácida[con iones Hsolución ácida[con iones H++ (ac)], que en solución básica [con (ac)], que en solución básica [con iones OHiones OH--(ac)].(ac)].

Ambos casos se toman por separado, estudiando primero las Ambos casos se toman por separado, estudiando primero las reacciones en solución ácida. Para simplificar las ecuaciones, se reacciones en solución ácida. Para simplificar las ecuaciones, se balancean sólo las ecuaciones iónicas netas.balancean sólo las ecuaciones iónicas netas.

El balanceo en una solución acuosa ácida se ilustra por medio de El balanceo en una solución acuosa ácida se ilustra por medio de la siguiente ecuación no balanceada:la siguiente ecuación no balanceada:

(SO(SO33))-2-2 + (MnO + (MnO44))-1 -1 Mn Mn+2+2 + (SO + (SO44))-2-2

Por metodo REDOX balanceamos:

(SO(SO33))-2-2 + (MnO + (MnO44))-1 -1 ------------------------ Mn ------------------------ Mn+2+2 + (SO + (SO44))-2-2

Gana 5e- x 1 = 5 x 2 = 10

Pierde 2e- x 1 = 2 x 5 = 10

5 5 (SO(SO33))-2-2 + + 2 2 (MnO(MnO44))-1 -1 ------------------------ ------------------------ 2 2 MnMn+2+2 + + 5 5 (SO(SO44))-2-2

Para balancear oxigeno e hidrógeno:

1. Balanceamos carga (reactantes y productos), colocamos H+ (medio ácido) donde sea necesario.

2. Balanceamos oxígeno, donde falta agregamos moléculas de H2O, según sea necesario.

5 5 (SO(SO33))-2-2 + + 2 2 (MnO(MnO44))-1 -1 ------------------------ ------------------------ 2 2 MnMn+2+2 + + 5 5 (SO(SO44))-2-2

Carga

-10

-2

-12

6H+1

-6

Carga

+4

-10

-6

66 H H+1+1 + 5 + 5 (SO(SO33))-2-2 + 2 + 2 (MnO(MnO44))-1 -1 ------------------------ 2 ------------------------ 2 MnMn+2+2 + 5 + 5 (SO(SO44))-2-2

Oxígeno

15

8

23

Oxígeno

20

3H2O

23

6 H6 H+1+1 + 5 + 5 (SO(SO33))-2-2 + 2 + 2 (MnO(MnO44))-1 -1 --------------------- 2 --------------------- 2 MnMn+2+2 + 5 + 5 (SO(SO44))-2-2 + + 3 H3 H22OO