2. Tabla de contenido
INTRODUCCION…………………………………………………...1
1. Oxido Reducción…………………………………………..2
1.1 Método de Balanceo por número de oxidación
1.2 Agente oxidante………………………………………………………………...3
1.3 Agente Reductor……………………………………………………………
1.4 Sustancia Oxidada
1.5 Sustancia Reducida
1.6 Pasos para realizar oxido reducción
1.7 Ejemplos
2. Estequiometria
1.1 Relaciones estequiometrias
1.2 Reactivo limite
1.3 Porcentaje de rendimiento
1.4 Ejemplos
3. INTRODUCCION
Para manifestar un cambio en la materia, se utiliza una ecuación
química, es decir, la forma que representa cómo se altera la
naturaleza de los elementos o cómo reacciona uno al contacto
con otros. Si deseamos comprender estas alteraciones,
debemos ser capaces de equilibrar o balancear las ecuaciones
químicas.
Pero ¿sabemos exactamente que es una reacción química?
Pues bien, consiste en el choque entre partículas que hacen
posible tanto la ruptura de enlaces, como la formación de nuevas
uniones. Las partículas que chocan con una dirección favorable
han de superar una energía mínima necesaria para que puedan
romperse unos enlaces y formarse otros.
De modo que, surgen las ecuaciones químicas que pretenden
dar a conocer como se manifiestan estas alteraciones las cuales
pueden ser resueltas y comprendidas a través de dos métodos:
Oxido reducción y Tanteo.
Por otro lado la Estequiometría es la parte de la química que se
refiere a la determinación de las masas de combinación de las
substancias en una reacción, hace referencia al número relativo
de átomos de varios elementos encontrados en una sustancia y
a menudo resulta útil en la calificación de una reacción química,
que en otras palabras se puede definir como la parte que trata
sobre las relaciones cuantitativas entre los elementos y los
compuestos
4. OBJETIVO
Este módulo tiene como fin dar a conocer dos temas amplios y de
gran interés en el área de la Química: Balanceo de ecuaciones
químicas y Estequiometria.
Busca mediante ejemplos y ejercicios planteados, la compresión
y el análisis de los mismos de una manera más fácil y sencilla,
brindando no sólo ejercicios, sino también teoría, de modo que
las incógnitas surgidas puedan ser despejadas a través del
conocimiento y la práctica.
Mediante imágenes y colores pretende llamar la atención y que
ésta actividad sea un poco más didáctica y agradable para el
receptor.
5. Oxido Reducción
Este método es de gran utilidad para balancear ecuaciones
sencillas en donde la reacción no es demasiado extensa. De esta
manera se puede realizar una inspección de cuantos átomos se
encuentran en un lado y cuantos hacen falta para que haya una
igualdad al otro lado de la ecuación Para balancear
una ecuación en todos lo métodos es utilizando el coeficiente
estequiométrico, mas no alterando los subíndices.
Ejemplos:
Al + Cl2 –> AlCl3
En los reactivos hay dos cloros y en los productos se encuentran
tres cloros, por lo tanto hay un cloro adicional en los productos
para arreglar esto se hace lo siguiente:
Al + Cl2 –> 2AlCl3
El dos que se encontraba como subíndice del cloro se pone como
coeficiente estequiométrico en el producto. Pero ahora hay seis
átomos de cloro (2×3) y dos átomos de aluminio, este problema
se resuelve así:
2Al + 3Cl2 –> 2AlCl3
Ahora sí se encuentra balancea la ecuación, porque en los
reactivos hay dos átomos de aluminio y seis átomos
6. de cloro. Y en el producto hay dos átomos de aluminio y seis de
cloro.
CO2+KOH –> K2CO3+H2O
Como en los productos hay dos átomos de potasio se tendrá que
colocar un dos en los reactivos:
CO2+2KOH –> K2CO3+H2O
Si nos fijamos la ecuación ya se encuentra balanceada. En los
reactivos hay dos átomos de potasio en los productos también.
Hay dos átomos de hidrógeno en los reactivos y en los productos
también. Hay un átomo de carbón en los reactivos y en los
productos también. Y por último, hay cuatro átomos de oxígeno
en los reactivos (se suman) y en los productos también (se
suman).
7. 1.1 MÉTODO DE BALANCEO POR NUMERO DE OXIDACIÓN
Este es uno de los métodos más usados junto con el de tanteo y
ion electrón para balancear una ecuación química. Sus pasos son
los siguientes:
1.Escribir la ecuación química:
MnO2+HCl –> MnCl2+H2O+Cl2
2.Asignar el número de oxidación a cada elemento:
Mn+4O2-2+ H+1Cl-1 –> Mn+2Cl2-1+H2+1O-2+ Cl20
3.Se escriben los elementos que cambian su estado de
oxidación:
Mn+4 ——->Mn+2
Cl-1 ———> Cl20
4.El manganeso por tener un estado de oxidación menor a que
tenía antes se deduce que se redujo dos electrones (ganó dos
electrones) y el cloro como aumento su estado de oxidación se
deduce que se oxidó (perdida de electrones).
5.Se realiza el balance de masas, como el cloro en el lado
derecho de la flecha tiene subíndice dos, lo que indica que hay
dos átomos de cloro, por lo que en los reactivos tiene que haber
también dos átomos de este:
Mn+4 ——->Mn+2
8. 2Cl-1 ———> Cl20
6.Se señala el número de electrones ganados y perdidos, en la
semirreacción del cloro se coloca dos electrones porque el único
electrón que se perdía se multiplica por el dos:
Mn+4-2e ——->Mn+2
2Cl-1+2e———> Cl20
7.Como el número de electrones perdidos es igual al número de
electrones ganados no es necesario multiplicar en cruz.
8.Se suman las semirreacciones:
Mn+4-2e ——->Mn+2
2Cl-1+2e———> Cl20
———————————–
Mn + 2Cl ———> Mn + Cl2
9. Se traslada esto a la ecuación original, los coeficientes que
tengan se ponen donde el elemento se encontraba:
MnO2+2HCl —> MnCl2+H2O+Cl2
10.Se procede a verificar por tanteo:
Como en los productos hay cuatro cloros se cambia el dos por un
cuatro. Pero entonces habría más hidrógenos en los reactivos, se
soluciona poniendo un dos en el agua.
9. MnO2+4HCl —> MnCl2+2H2O+Cl2
1.2 Agente Oxidante
Un agente oxidante es un compuesto químico que oxida a otra
sustancia en reacción electroquímica o de reducción oxidación,
los no metales se comportan como oxidantes, este carácter
aumenta al crecer la afinidad electrónica.
Los alógenos y el oxígeno son agentes oxidantes muy enérgicos.
1.3 Agente reductor
Es el elemento o compuesto que se sede electrones
ocasionándose los elementos electropositivos mentales son
reductores.
10. 1.4 Pasos para realizar oxido reducción
1) El mecanismo de igualación es el siguiente, se escribe la
ecuación del proceso y se determina el número de oxidación para
cada uno de los elementos participantes en la ecuación,
escribiendo este valor en la parte superior de este símbolo.
2) Se establece cuales átomos sufre cambios en su número de
oxidación y cual de ellos es el que se oxida y reduce.
3) Se calcula el número de oxidación de cada uno de estos
átomos, tanto su forma oxidada como reducida y se procede a
escribir ecuaciones iónicas.
4) Se establecen a los coeficientes mínimos del oxidante y del
reductor de tal forma que el número total de electrones ganados y
perdidos sea el mismo, para ello multiplicamos en las ecuaciones
iónicas el número de electrones por factores adecuados.
5) Se asignan como coeficientes de las sustancias afectadas en
la ecuación los factores que se utilizaron para que el número de
electrones sea igual.
6) Por último, el equilibrio se logra por el método de ensayo y
error.
13. ESTEQUIOMETRIA
La estequiometria es el estudio cuantitativo de las reacciones
químicas.
¿Qué es una reacción química?
Reacción química es el proceso en el cual una sustancia (o
sustancias) cambia para formar una o más sustancias nuevas, es
decir es un proceso de cambio de unos reactivos iniciales a unos
productos finales
Las reacciones químicas se representan mediante ecuaciones
químicas. Por ejemplo el carbono (C) podría reaccionar con
oxígeno gaseoso (O2) para formar dióxido de carbono(CO2). La
ecuación química para esta reacción se escribe:
C + O2 = CO2
El '+' se lee como “reacciona con” y la flecha significa “produce”.
Las fórmulas químicas a la izquierda de la flecha representan las
sustancias de partida denominadas reactivos. A la derecha de la
flecha están las formulas químicas de las sustancias producidas
denominadas productos de la reacción. Los números al lado de
las formulas son los coeficientes( el coeficiente 1 se omite).
En la reacción anterior el C y el O2 son los reactivos, el CO2 el
producto.
14. La reacción de formación del agua se escribe:
2H2 + O2 = 2H2O
Nótese en la reacción anterior (formación del agua) que el
número de átomos de cada elemento a cada lado de la ecuación
es el mismo:
Según la ley de la conservación de la masa los átomos ni se
crean, ni se destruyen, durante una reacción química. Por lo tanto
una ecuación química ha de tener el mismo número de átomos
de cada elemento a ambos lados de la flecha. Se dice entonces
que la ecuación está balanceada.
15. 1.1 Relaciones estequiometrias
* Cálculos masa a masa
Calcular la masa de dióxido de azufre que puede ser preparado a
partir de la combustión completa de 34 gramos (g) de azufre.
S8 + 8 O2 8 SO2
34gS8 x 1molS8 x 8molSO2 x 64gSO2 = 68gSO2
. 256gS8 1molS8 1molSO2 =
S=1 x 32 = 32
O= 2 x 16 = 32
*Cálculos mol a mol
Cuantas moles de nitrógeno son necesarios para reaccionar con
0.36 moles de nitrógeno en la producción del amoniaco.
N2 + 3H2 2 NH3
0,36molH2 x 1molS8 = 0,12molN2
. 3molH2=
*Cálculos mol a masa o masa a mol
Determinar la cantidad de aluminio que se hizo reaccionar con un
exceso de ácido clorhídrico y se obtuvieron 5,4g de H2. ¿Cuántas
moles de aluminio entraron en reacción?
2Al + 6HCl 2AlCl3 + 3H2
Xmol 5,4g
64
16. 5,4gH2 x 1molH2 x 2molAl= 5,4 molesdeAl
. 2gH2 1molH2=
H= 1 x 2 =2
1.2 Reactivo limite
Cuando una reacción se detiene porque se acaba uno de los
reactivos, a ese reactivo se le llama reactivo limitante.
Aquel reactivo que se ha consumido por completo en una
reacción química se le conoce con el nombre de reactivo limitante
pues determina o limita la cantidad de producto formado.
Reactivo limitante es aquel que se encuentra en defecto basado
en la ecuación química ajustada.
1.3 Porcentaje de rendimiento
Debido a esto, en estequiometria se incluye el concepto de
porcentaje de rendimiento, el porcentaje de rendimiento es una
reacción química es la relación entre el rendimiento real y el
rendimiento teórico, es decir, la relación entre los gramos que se
17. producen realmente en la reacción y los gramos que se
obtendrían si todo lo que reaccionara se transformara en
producto. Si en un problema que involucra una reacción química
se refieren al término de rendimiento teórico de una reacción se
refiere a que tomemos como si todo lo que reacciona se convierte
en producto, en caso contrario nos estarían hablando de un
rendimiento real. La ecuación que se utiliza para resolver
problemas que involucran el rendimiento de una reacción química
es la siguiente:
% Rendimiento= (rendimiento real) X 100%
. (Rendimiento teórico)
