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INTRODUCCIÓN
Son expresiones matemáticas abreviadas que se utilizan para describir lo que
sucede en una reacción química en sus estados inicial y final. En ella figuran dos
miembros; en el primero, los símbolos o fórmulas de los reactantes, reaccionantes o
reactivos y en el segundo los símbolos o fórmulas de los productos. Para separar
ambos miembros se utiliza una flecha que generalmente se dirige hacia la derecha,
indicando el sentido de la reacción
La materia puede sufrir cambios físicos, químicos y nucleares. Los cambios
químicos suceden mediante las reacciones químicas, y estas se representan
mediante las ecuaciones químicas.
Las reacciones químicas suceden a cada segundo y en todo el universo. Las
mismas tienen di- versas importancias y pueden ser de diferentes tipos; estas
reacciones suceden en el aire, en el suelo, en los vegetales, en los animales, en los
humanos, en la cocina, en automóviles, etc. Son ejemplos de reacciones químicas
la respiración, la fotosíntesis, el metabolismo, la reproducción, el crecimiento, la
formación de óxidos, de hidróxidos, de ácidos, de sales, de rocas y suelo, etc.
Sin embargo, para que se realice una reacción química es necesaria la presencia de
una o más sustancias, para que se descomponga o se combinen y así formar las o
la nueva sustancia.
OBJETIVOS
1. Identificar las reacciones químicas
2. analizar sus ecuaciones con sus procesos respectivos
3. Identificar las clases de reacciones
MARCO TEÓRICO
Una reacción química, también llamada cambio químico o fenómeno químico, es
todo proceso termodinámico en el cual dos o más sustancias (llamadas reactantes o
reactivos), se transforman, cambiando su estructura molecular y sus enlaces, en
otras sustancias llamadas productos. Los reactantes pueden ser elementos o
compuestos. Un ejemplo de reacción química es la formación de óxido de hierro
producida al reaccionar el oxígeno del aire con el hierro de forma natural, o una
cinta de magnesio al colocarla en una llama se convierte en óxido de magnesio,
como un ejemplo de reacción inducida.
A la representación simbólica de cada una de las reacciones se le denomina
ecuación química.
Los productos obtenidos a partir de ciertos tipos de reactivos dependen de las
condiciones bajo las que se da la reacción química. No obstante, tras un estudio
cuidadoso se comprueba que, aunque los productos pueden variar según cambien
las condiciones, determinadas cantidades permanecen constantes en cualquier
reacción química. Estas cantidades constantes, las magnitudes conservadas,
incluyen el número de cada tipo de átomo presente, la carga eléctrica y la masa
total.
Una reacción química se produce cuando las sustancias participantes en ella se
transforman en otras distintas. A las primeras se les llama reactivos y a las
segundas productos. La masa de las sustancias participantes es la misma antes y
después de la reacción, es decir, se conserva. Esto sucede porque sólo se lleva a
cabo un reordenamiento entre los átomos de los reactivos, que se rompen y forman
nuevos enlaces.
Antes de comenzar el estudio de las reacciones químicas es necesario que
observes la simbología usada para expresar de una forma sencilla y universal una
reacción química.
Una ecuación química es una forma resumida de expresar, mediante símbolos y
fórmulas, una reacción química. En ella determinamos las sustancias reaccionantes,
se predicen los productos y se indican las proporciones de las sustancias que
participan en la reacción.
Para identificar si ha ocurrido una reacción química es necesario verificar si se ha
dado alguno de los siguientes eventos:
1. Se produce una efervescencia (producción de gases).
2. Se libera o absorbe energía (cambia la temperatura del matraz o recipiente
donde ocurre la reacción).
3. Cambio de color de los reactivos participantes.
4. Aparece un precipitado o sustancia insoluble.
En esta tabla aparecen los símbolos más utilizados en las ecuaciones químicas.
Observa que las sustancias que actúan como reactivos se escriben del lado
izquierdo de la reacción mientras que los productos (sustancias que se forman
durante una reacción química) del lado derecho.
Símbolos de uso común en las ecuaciones químicas (Hein, 1992)
Símbol
o
Significado
Dan o producen (apunta hacia los productos).
Reacción reversible; equilibrio entre reactivos y productos.
Gas que se desprende (se coloca después de la sustancia).
Sólido o precipitado que se forma (se coloca después de la sustancia).
(s) Estado sólido (se coloca después de la sustancia).
(l) Estado líquido (se coloca después de la sustancia).
(g) Estado gaseoso (se coloca después de la sustancia).
(ac) Solución acuosa (sustancia disuelta en agua, se escribe después de
ella).
Δ Energía calorífica.
Más o se agrega a (al aparecer este signo entre dos sustancias).
Para escribir una ecuación química se tiene que tomar en cuenta que:
1. Debemos saber cómo reaccionan las sustancias y qué nuevos productos se
forman.
2. Toda ecuación química debe estar balanceada, es decir que debe de existir
la misma cantidad de átomos de un mismo elemento de ambos lados de la
ecuación química, por ejemplo, esta es una representación de una molécula
de agua oxigenada o peróxido de hidrógeno (H2O2).
El agua oxigenada es un líquido transparente muy reactivo, por lo que se utiliza
como desinfectante y bactericida. Por este motivo se requiere almacenarlo en
recipientes color ámbar, que no permitan la entrada de luz y de esta manera el agua
oxigenada almacenada no reaccione ni se descomponga.
El agua oxigenada por acción de la luz reacciona descomponiéndose en agua y
oxígeno. Esta reacción se produce de la siguiente manera:
1.- LOS CAMBIOS EN LA MATERIA
La materia puede sufrir cambios mediante diversos procesos. No obstante,
todos esos cambios se pueden agrupar en dos tipos: cambios físicos y cambios
químicos.
1.1- CAMBIOS FÍSICOS
En estos cambios no se producen modificaciones en la naturaleza de las
sustancia o sustancias que intervienen. Ejemplos de este tipo de cambios son:
● Cambios de estado.
● Mezclas.
● Disoluciones.
● Separación de sustancias en mezclas o disoluciones.
1.2- CAMBIOS QUÍMICOS
En este caso, los cambios si alteran la naturaleza de las sustancias:
desaparecen unas y aparecen otras con propiedades muy distintas. No es posible
volver atrás por un procedimiento físico (como calentamiento o enfriamiento, filtrado,
evaporación, etc.)
Una reacción química es un proceso por el cual una o más sustancias,
llamadas reactivos, se transforman en otra u otras sustancias con propiedades
diferentes, llamadas productos.
En una reacción química, los enlaces entre los átomos que forman los
reactivos se rompen. Entonces, los átomos se reorganizan de otro modo, formando
nuevos enlaces y dando lugar a una o más sustancias diferentes a las iniciales.
2.- CARACTERÍSTICAS DE LAS REACCIONES QUÍMICAS
1. La o las sustancias nuevas que se forman suelen presentar un aspecto
totalmente diferente del que tenían las sustancias de partida.
2. Durante la reacción se desprende o se absorbe energía:
○ Reacción exotérmica: se desprende energía en el curso de la
reacción.
○ Reacción endotérmica: se absorbe energía durante el curso de la
reacción.
3. Se cumple la ley de conservación de la masa: la suma de las masas de los
reactivos es igual a la suma de las masas de los productos. Esto es así
porque durante la reacción los átomos ni aparecen ni desaparecen, sólo se
reordenan en una disposición distinta.
3.- ECUACIONES QUÍMICAS
Una reacción química se representa mediante una ecuación química. Para
leer o escribir una ecuación química, se deben seguir las siguientes reglas:
● Las fórmulas de los reactivos se escriben a la izquierda, y las de los
productos a la derecha, separadas ambas por una flecha que indica el
sentido de la reacción.
● A cada lado de la reacción, es decir, a derecha y a izquierda de la flecha,
debe existir el mismo número de átomos de cada elemento.
Cuando una ecuación química cumple esta segunda regla, se dice que está
ajustada o equilibrada. Para equilibrar reacciones químicas, se ponen delante de
las fórmulas unos números llamados coeficientes, que indican el número relativo
de átomos y moléculas que intervienen en la reacción.
Nota: estos coeficientes situados delante de las fórmulas, son los únicos números
en la ecuación que se pueden cambiar, mientras que los números que aparecen
dentro de las fórmulas son intocables, pues un cambio en ellos significa un cambio
de sustancia que reacciona y, por tanto, se trataría de una reacción distinta.
Si se quiere o necesita indicar el estado en que se encuentran las sustancias
que intervienen o si se encuentran en disolución, se puede hacer añadiendo los
siguientes símbolos detrás de la fórmula química correspondiente:
● (s) = sólido.
● (metal) = elemento metálico.
● (l) = líquido.
● (g) = gas.
● (aq) = disolución acuosa (en agua).
4.- CÁLCULO DE LA MASA Y EL VOLUMEN A PARTIR DE ECUACIONES
QUÍMICAS
Las ecuaciones químicas permiten calcular, a partir de una cantidad
determinada de alguno de los reactivos y productos que intervienen en una
reacción, la cantidad necesaria del resto de los componentes de la misma.
4.1- Cálculos masa - masa
En este caso nos aprovechamos de la relación que hay entre cantidad de
sustancia (en mol), masa de sustancia y masa molar, tal como indica la relación:
cantidad de sustancia = masa en gramos ; n
(mol) =
m(g)
masa molar M (g/mol)
Para ver cómo se hace, lee el enunciado del problema siguiente y, a
continuación pulsa sobre el gráfico:
Se quiere calcular la cantidad de cloruro de calcio que se obtiene cuando 50 g de
carbonato de calcio se hacen reaccionar con la cantidad suficiente de ácido
clorhídrico, en una reacción en la que se obtienen, además, agua y dióxido de
carbono
4.2- Cálculos volumen - volumen
La ley de Avogadro dice lo siguiente:
Volumenes iguales de
diferentes gases en las
mismas condiciones de
presión y temperatura,
contienen el mismo número de
partículas
Esta ley implica que números iguales (por ejemplo, un mol) de partículas ,
átomos o moléculas, ocupan el mismo volumen, lo cual es muy útil para realizar
cálculos de volúmenes en aquellas reacciones en las que intervengan gases.
5.- VELOCIDAD DE UNA REACCIÓN QUÍMICA
Para saber si una reacción es rápida o lenta, hay que conocer la velocidad a
la que transcurre. Podemos definir velocidad de reacción como la variación de
cantidad de sustancia formada o transformada por unidad de tiempo.
En general, para determinar la velocidad de una reacción, hay que medir la
cantidad de reactivo que desaparece o la cantidad de producto que se forma por
unidad de tiempo.
5.1- Factores que afectan a la velocidad de reacción
la velocidad de una reacción se ve influida por una serie de factores; entre
ellos se pueden destacar:
Naturaleza de los reactivos
Se ha observado que según los reactivos que intervengan, las reacciones
tienen distinta velocidad, pero no se ha podido establecer aún unas reglas
generales.
Concentración de los reactivos
La velocidad de reacción aumenta con la concentración de los reactivos.
Para aumentar la concentración de un reactivo:
● Si es un gas, se consigue elevando su presión.
● Si se encuentra en disolución, se consigue cambiando la relación entre el
soluto y el disolvente.
Superficie de contacto de los reactivos
Cuanto más divididos están los reactivos, más rápida es la reacción. Esto es
así porque se aumenta la superficie expuesta a la misma.
Temperatura
En general, la velocidad de una reacción química aumenta conforme se eleva
la temperatura.
Presencia de catalizadores
Un catalizador es una sustancia, distinta a los reactivos o los productos, que
modifican la velocidad de una reacción. Al final de la misma, el catalizador se
recupera por completo e inalterado. En general, hace falta muy poca cantidad de
catalizador.
Los catalizadores aumentan la velocidad de la reacción, pero no la cantidad
de producto que se forma.
6.- IMPORTANCIA DE LAS REACCIONES QUÍMICAS
Estamos rodeados por reacciones químicas; tienen lugar en laboratorios,
pero también en fábricas, automóviles, centrales térmicas, cocinas, atmósfera,
interior de la Tierra... Incluso en nuestro cuerpo ocurren miles de reacciones
químicas en cada instante, que determinan lo que hacemos y pensamos.
De toda la variedad de reacciones posibles, vamos a ver dos: las de
neutralización y las de combustión. Pero antes de verlas, es necesario conocer y
dominar el concepto de ácido y base.
6.1- Ácidos y bases
Las características de los ácidos y las bases se resumen en el siguiente
cuadro:
Ácidos Bases
▪Tienen sabor agrio (ácido). ▪Tienen sabor amargo.
▪Reaccionan con ciertos metales,
como Zn, Mg o Fe, para dar
hidrógeno
▪Reaccionan con las grasas para
dar jabones.
▪Reaccionan con las bases para dar
sales
▪Reaccionan con los ácidos para
dar sales.
Son sustancias ácidas: el ácido
clorhídrico (HCl); el ácido bromhídrico
(HBr); el ácido nítrico (HNO3); el ácido
carbónico (H2CO3) y el ácido sulfúrico
(H2SO4), entre otros
Son sustancias básicas el hidróxido
de amonio o amoniaco disuelto en
agua (NH4OH); y los hidróxidos de
los metales alcalinos (LiOH, NaOH,
KOH,...) y alcalinotérreos, como el
Ca(OH)2, y Mg(OH)2, entre otros
Para distinguir si una sustancia es ácida o básica, se utiliza la escala de pH,
comprendida entre el 1 y el 14:
● Si una sustancia tiene un pH igual a 7, se dice que es neutra, ni ácida ni
básica (por ejemplo, el agua pura).
● Si una sustancia tiene un pH menor que 7, tiene carácter ácido.
● Si una sustanica tien un pH mayor que 7, tiene carácter básico.
En los laboratorios y aquellos otros lugares donde es necesario determinan
esta propiedad (como en un análisis de agua potable, por ejemplo), se utiliza un
indicador ácido-base, que es una sustancia que presenta un color distinto según
sea el pH del medio. Algunos ejemplos se muestran en las dos tablas siguientes:
Indicad
ores
Color
en
medio
ácido
Color en
medio
básico
Naranja
de
metilo
Naranj
a
Amarillo
Fenolft
aleina
Incolor
o
Rosa
Azul de
bromoti
mol
Amarill
o
Azul
Tornas
ol
Rojo Azul
Para ahorrar tiempo y trabajo, se utiliza mucho el papel indicador universal, que
es un papel impregnado con una mezcla de indicadores y que adquiere un color
distinto según los distintos pH.
6.2- Neutralización
Cuando entran en reacción un ácido (por ejemplo, HCl) y una base (NaOH),
el primero se disocia liberando H+ y Cl-, mientras que el segundo se disocia en Na+ y
OH-. Los iones Cl- y Na+ se unen formando una nueva sustancia neutra (en este
caso NaCl), llamada sal y los iones H+ y OH- se unen por su parte para forman H2O,
es decir, agua.
acido + base → sal + agua
6.3.- La combustión
La combustión es el proceso químico por el cual una sustancia, llamada
combustible, reacciona con el oxígeno. En general, esta reacción es fuertemente
exotérmica, desprendiéndose energía en forma de calor, luz o sonido.
Esta reacción no tiene lugar de forma espontánea, sino que, para que
comience, ha de aportarse energía a través de una llama o de una chispa eléctrica.
Eso si, una vez empezada, continúa por sí sola hasta que se agote el combustible o
el oxígeno.
Es una reacción de gran importancia, tanto en la naturaleza como para la
actividad humana, ya que es la forma en que los seres vivos y los artefactos
humanos obtienen de forma muy mayoritaria su energía. Reacciones de
combustión particularmente importantes son:
● La combustión del carbono. Su ecuación química es la siguiente: C(s) +
O2(g) → CO2(g). El producto es dióxido de carbono y se desprende
energía lumínica y calorífica. Cuando esta reacción tiene lugar con poco
oxígeno, la reacción es entonces: C(s) + ½O2(g) → CO(g), formándose
monóxido de carbono, un gas venenoso y muy peligroso.
● La combustión de hidrocarburos (compuestos cuya base es carbono e
hidrógeno). En esta reacción se forma CO2 y vapor de agua. Es la reacción
que tiene lugar en la combustión de los combustibles fósiles (carbón y
petróleo), fuente básica de obtención de energía en nuestra sociedad. Un
ejemplo de esta reacción es la combustión del metano:
CH4(g) + 2O2(g) → CO2 (g) + 2 H2O (g)
● La combustión de la glucosa en el cuerpo humano. La glucosa, procedente
de la digestión de ciertos alimentos o de la transformación de otras
sustancias, reacciona con el oxígeno presente en las células, produciendo
CO2, agua y liberando energía. Esta reacción es lo que se conoce como
respiración, cuya importancia no es necesario recordar.
Un punto importante a destacar, es que los productos de la combustión,
fundamentalmente el dióxido de carbono, tienen una gran incidencia cuando son
liberados al medio ambiente, ya que este gas es el que produce mayor efecto
invernadero.
Las diferentes sustancias presentes en la naturaleza interactúan entre ellas
continuamente. Cosas tan comunes como encender una cerilla, disolver un
medicamente en el agua o incluso nuestra respiración, obedecen a lo que se
conocen como reacciones químicas.
En este artículo vamos a ver algunos de los tipos de reacciones químicas más
comunes.
Reacción química: explicando el concepto
Entendemos por reacción química toda aquella interacción entre sustancias en la
que se generan o rompen enlaces químicos, generándose nuevos compuestos. Los
compuestos iniciales son los llamados reactivos, mientras que el resultado de
la reacción son los productos.
Estas reacciones pueden ser en algunos casos reversibles, pudiendo volver los
reactivos a su estado previo, pero en otros casos éstos se consumen siendo dicha
reacción irreversible. Según la reacción se va produciendo, existe un momento en
que se produce un equilibrio entre reactivo y producto y la reacción cesa. En
cualquier caso los átomos no se crean ni se destruyen sino que únicamente se
transforman, tal y como pasa con la conservación de la energía.
Principales tipos de reacción química
Existen una gran cantidad de posibles maneras de que se produzca la interacción
entre compuestos, presentando diferentes características y peculiaridades. Algunas
de los principales tipos de reacciones químicas entre compuestos son las
siguientes.
1. Reacciones de síntesis o adición
En este tipo de reacciones químicas se combinan dos o más sustancias para
formar un único compuesto. La combinación de metal y oxígeno para formar
óxidos es un ejemplo.
2. Reacciones de descomposición
Las reacciones de descomposición son aquellas en las que un compuesto
concreto se descompone y divide en dos o más sustancias. Es lo que ocurre por
ejemplo cuando se produce la electrólisis del agua, separándose el agua en
hidrógeno y oxígeno.
3. Reacciones de desplazamiento, sustitución o intercambio
Uno de los tipos de reacción química en que un elemento de un compuesto
pasa a otro debido a su interacción. En este caso el elemento traspasado se ve
atraído por el otro componente, que debe tener mayor fuerza que el compuesto
inicial.
4. Reacciones iónicas
Se trata de un tipo de reacción química que se produce ante la exposición de
compuestos iónicos a un disolvente. El compuesto soluble se disuelve,
disociándose en iones.
5. Reacciones de doble sustitución
Se trata de una reacción semejante a la de la sustitución, con la excepción de
que en en este caso uno de los elementos que forman uno de los compuestos pasa
el otro a la vez que este segundo compuesto pasa al primero uno de sus propios
componentes. Es necesario para que se produzca la reacción que al menos uno de
los compuestos no se disuelva.
6. Reacciones de oxidorreducción o redox
Se denomina como tal a aquel tipo de reacción química en que existe
intercambio de electrones. En las reacciones de oxidación uno de compuestos
pierde electrones en favor del otro, oxidándose. El otro compuesto se reduciría al
aumentar su número de electrones.
Este tipo de reacciones ocurren tanto en la naturaleza como de manera artificial. Por
ejemplo, es el tipo de reacción que hace que necesitemos respirar (adquiriendo
oxígeno del medio) o que las plantas realicen la fotosíntesis.
7. Reacciones de combustión
Un tipo de oxidación extremadamente rápida y enérgica, en el que una
sustancia orgánica reacciona con oxígeno. Esta reacción genera energía
(generalmente calorífica y lumínica) y puede generar llamas y que suele tener como
resultado un producto en forma de gas. Un ejemplo típico es la combustión de un
hidrocarburo o del consumo de glucosa.
8. Reacciones de neutralización
Este tipo de reacción química se produce cuando una sustancia básica y otra
ácida interaccionan de tal manera que se neutralizan formando un compuesto
neutro y agua.
9. Reacciones nucleares
Se denomina como tal toda aquella reacción química en la que se provoca una
modificación no de los electrones de los átomos, sino de su núcleo. Esta
combinación o fragmentación va a provocar un elevado nivel de energía. Se
denomina fusión a la combinación de átomos, mientras que su fragmentación recibe
el nombre de fisión.
10. Reacciones exotérmicas
Se denomina reacción endotérmica a toda aquella reacción química que provoca
la emisión de energía.
11. Reacciones endotérmicas
Las reacciones endotérmicas son todos aquellos tipos de reacción química en la
que la interacción entre elementos absorbe energía del medio, siendo el
producto final mucho más enérgico que los reactivos.
Reacciones Químicas
Se le llama reacción química al proceso mediante el cual una o más sustancias
químicas denominadas en ese contexto “reactivos” se transforman y dan origen a
otras, designadas en ese contexto como “productos”. Además de una
reorganización de átomos y moléculas, en las reacciones químicas se produce un
intercambio de energía.
Los compuestos químicos albergan en los enlaces de los átomos que los
componen energía, que conocemos como energía química. Las reacciones
químicas se suelen expresar a través de ecuaciones, donde a la izquierda se
indican los reactivos y a la derecha los productos, vinculando ambas partes con
una flecha hacia la derecha si la reacción es reversible o una flecha de ida y vuelta
si se trata de una reacción reversible.
Cuando se indican las cantidades o proporciones en la que reaccionan los reactivos
y se obtienen los productos se habla de reacciones estequiométricas.
Cuando la energía de los productos es menor que la de los reactivos que los
originaron se produce una liberación neta de energía, que puede manifestarse de
diferentes formas, entre ellas calor, luz y electricidad. A este tipo de reacciones se
las conoce como reacciones exotérmicas. Las reacciones químicas endotérmicas,
por el contrario, absorben energía.
Las leyes de las reacciones químicas
En las reacciones químicas se cumplen las leyes ponderales, de esta la más
importante es la ley de conservación de la masa o ley de Lavoisier, formulada
por este químico en 1774, que postula que en toda reacción química la masa de los
reactivos es igual a la masa de los productos.
Fue Dalton quien completó la explicación a esta ley algunos años después, al
indicar que en una reacción química el número de átomos no varía al comparar los
reactivos con los productos, solo cambia su organización, por lo que la masa de se
conserva.
Otro parámetro importante en las reacciones químicas es su velocidad de
reacción, ya que no todas tardan el mismo tiempo en producirse. La velocidad de
reacción se define como la cantidad de producto que aparece por unidad de tiempo
o la cantidad de reactivo que desaparece por unidad de tiempo.
Aunque cada reacción tiene diferente velocidad, ciertos factores pueden hacer que
esta tienda a aumentar o a disminuir: la superficie de contacto y la temperatura
son algunos de ellos.
Los catalizadores son sustancias que aumentan la velocidad de una reacción, sin
modificar su estructura, a menudo cumplen este papel los metales.
Ver además: Ejemplos de Catalizadores y sus funciones
Ejemplos de reacciones químicas
Continuamente se producen reacciones químicas en la naturaleza, en el cuerpo
humano, en las fábricas, en las plantas de tratamiento de efluentes, etc. Se
enumeran abajo algunas de ellas:
1. Combustión
2. Sustitución
3. Adición
4. Eliminación
5. Oxidación
6. Reducción
7. Reacciones ácido-base
8. Oxigenación
9. Transaminación
10.Cloración
11.Carbonilación
12.Nitrosilación
13.Peroxidación
14.Fotólisis del agua
15.Sulfatación
16.Carbonatación
17.Ozonización
18.Esterificación
19.Hidrogenación
20.Acetilación
Reacción química y ecuaciones químicas
Una Reacción química es un proceso en el cual una sustancia (o sustancias)
desaparece para formar una o más sustancias nuevas.
Las ecuaciones químicas son el modo de representar a las reacciones químicas.
Por ejemplo el hidrógeno gas (H2) puede reaccionar con oxígeno gas(O2) para dar
agua (H20). La ecuación química para esta reacción se escribe:
El "+" se lee como "reacciona con"
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.
Los números al lado de las formulas son los coeficientes (el coeficiente 1 se omite).
Estequiometría de la reacción química
Ahora estudiaremos la estequiometría, es decir la medición de los elementos).
Las transformaciones que ocurren en una reacción quimica se rigen por la Ley de la
conservación de la masa: Los átomos no se crean ni se destruyen durante una
reacción química.
Entonces, el mismo conjunto de átomos está presente antes, durante y después de
la reacción. Los cambios que ocurren en una reacción química simplemente
consisten en una reordenación de los átomos.
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.
2H2 + O2 2H2O
Reactivos Productos
4H y 2O = 4H + 2O
Pasos que son necesarios para escribir una reacción ajustada:
1) Se determina cuales son los reactivos y los productos.
2) Se escribe una ecuación no ajustada usando las fórmulas de los reactivos y de
los productos.
3) Se ajusta la reacción determinando los coeficientes que nos dan números iguales
de cada tipo de átomo en cada lado de la flecha de reacción, generalmente números
enteros.
Ejemplo 1:
Consideremos la reacción de combustión del metano gaseoso (CH4) en aire.
Paso 1:
Sabemos que en esta reacción se consume (O2) y produce agua (H2O) y dióxido de
carbono (CO2).
Luego:
los reactivos son CH4 y O2, y
los productos son H2O y CO2
Paso 2:
la ecuación química sin ajustar será:
Paso 3:
Ahora contamos los átomos de cada reactivo y de cada producto y los sumamos:
Entonces,
una molécula de metano reacciona con dos moléculas de oxígeno para
producir dos moléculas agua y una molécula de dióxido de carbono.
Ejemplo 2:
Ecuación balanceada
Ejemplo 3:
Ajustar primero la molécula mayor
Ahora ajustamos el O.
Multiplicamos por dos:
Ejemplo 4:
Descomposición de la urea:
Para balancear únicamente duplicamos NH3 y así:
Ejemplo 5:
Necesitamos mas cloro en la derecha:
Se necesita más C en la izquierda, duplicamos CH3OH.
ya está ajustada.
Tipos de reacciones químicas
Estado fisico de reactivos y productos
El estado físico de los reactivos y de los productos puede indicarse mediante los
símbolos (g), (l) y (s), para indicar los estados gaseoso, líquido y sólido,
respectivamente.
Por ejemplo:
Para describir lo que sucede cuando se agrega cloruro de sodio (NaCl) al agua, se
escribe:
dónde ac significa disolución acuosa. Al escribir H2O sobre la flecha se indica el
proceso físico de disolver una sustancia en agua, aunque algunas veces no se
pone, para simplificar.
El conocimiento del estado físico de los reactivos y productos es muy útil en el
laboratorio, Por ejemplo, cuando reaccionan el bromuro de potasio (KBr) y el nitrato
de plata (AgNO3) en medio acuoso se forma un sólido, el bromuro de plata (AgBr).
Si no se indican los estados físicos de los reactivos y productos, una persona no
informada podría tratar de realizar la reacción al mezclar KBr sólido con AgNO3
sólido, que reaccionan muy lentamente o no reaccionan.
AJUSTANDO ECUACIONES. ALGUNOS EJEMPLOS:
Cuando hablamos de una ecuación "ajustada", queremos decir que debe haber el
mismo número y tipo de átomos en los reactivos que en los productos.
En la siguiente reacción, observar que hay el mismo número de cada tipo de átomos
a cada lado de la reacción.
Ejemplo 1:
Ajustar la siguiente ecuación. ¿Cuál es la suma de los coeficientes de los reactivos y
productos?
1) Encontrar los coeficientes para ajustar la ecuación. Suele ser más fácil si se toma
una sustancia compleja, en este caso Mg3B2, y ajustar todos los elementos a la vez.
Hay 3 átomos de Mg a la izquierda y 1 a la derecha, luego se pone un coeficiente 3
al Mg(OH)2 a la derecha para ajustar los átomos de Mg.
2) Ahora se hace lo mismo para el B. Hay 2 átomos de B a la izquierda y 2 a la
derecha, luego se pone 1 como coeficiente al B2H6 a la derecha para ajustar los
átomos de B.
3) Ajustar el O. Debido a los coeficientes que acabamos de poner, hay 6 átomos de
O en el Mg(OH)2 dando un total de 6 átomos de O a la izquierda. Por tanto, el
coeficiente para el H2O a la izquierda será 6 para ajustar la ecuación.
4) En este caso, el número de átomos de H resulta calculado en este primer intento.
En otros casos, puede ser necesario volver al prime paso para encontrar otro
coeficiente.
Por tanto, la suma de los coeficientes de los reactivos y productos es:
1 + 6 + 3 + 1 = 11
Ejemplo 2: Ajustando Ecuaciones - Combustión de compuestos Orgánicos
Ajustar la siguiente ecuación y calcular la suma de los coeficientes de los reactivos.
1) Encontrar los coeficientes para ajustar la ecuación. Se hace frecuentemente más
fácil si se elige una sustancia compleja, en este caso C8H8O2, asumiendo que tiene
de coeficiente 1, y se ajustan todos los elementos a la vez. Hay 8 átomos de C a la
izquierda, luego se pone de coeficiente al CO2 8 a la derecha, para ajustar el C.
2) Ahora se hace lo mismo para el H. Hay 8 átomos de H a la izquierda, luego se
pone como coeficiente al H2O 4 en la derecha, para ajustar el H.
3) El último elemento que tenemos que ajustar es el O. Debido a los coeficientes
que acabamos de poner a la derecha de la ecuación, hay 16 átomos de O en el CO2
y 4 átomos de O en el H2O, dando un total de 20 átomos de O a la derecha
(productos). Por tanto, podemos ajustar la ecuación poniendo el coeficiente 9 al O2
al lado izquierdo de la ecuación.
4) Recordar siempre contar el número y tipo de átomos a cada lado de la ecuación,
para evitar cualquier error. En este caso, hay el mismo número de átomos de C, H, y
O en los reactivos y en los productos: 8 C, 8 H, y 20 O.
5) Como la cuestión pregunta por la suma de los coeficientes de los reactivos, la
respuesta correcta es:
1 + 9 = 10
Ejemplo 3:
Ajustar la siguiente ecuación. ¿Cuál es la suma de los coeficientes de los reactivos y
los productos?
1) Encontrar los coeficientes para ajustar la ecuación. Esto es frecuentemente más
simple si se parte de una sustancia compleja, en este caso Mg3B2, y se ajustan
todos los elementos a la vez. Hay 3 átomos de Mg a la izquierda y 1 a la derecha,
de modo que se pone un coeficiente 3 al Mg(OH)2 a la derecha para ajustar los
átomos de Mg.
2) Ahora se hace lo mismo para B. Hay 2 átomos de B a la izquierda y 2 a la
derecha, de modo que se pone un coeficiente 1 al B2H6 a la derecha para ajustar los
átomos de B.
3) Ajuste de O. Debido a los coeficientes que acabamos de poner, hay 6 átomos de
O en el Mg(OH)2 dándonos 6 átomos de O a la derecha. Por tanto, nuestro
coeficiente, a la izquierda, para el H2O debe de ser 6 para ajustar la ecuación.
4) En este caso, el número de átomos de H ha sido calculado al primer intento. En
otros casos, puede ser necesario volver a la primera etapa y encontrar otros
coeficientes.
Como resultado, la suma de los coeficientes de los reactivos y productos es:
1 + 6 + 3 + 1 = 11
Ejemplo 4:
La dimetil hidrazina, (CH3)2NNH2, se usó como combustible en el descenso de la
nave Apolo a la superficie lunar, con N2O4 como oxidante. Considerar la siguiente
reacción sin ajustar y calcular la suma de los coeficientes de reactivos y productos.
1) Encontrar los coeficientes para ajustar la ecuación. Esto es con frecuencia mas
sencillo si se empieza con una sustancia compleja, en este caso (CH3)2NNH2,
asumiendo que tiene 1 como coeficiente, y se van ajustando los elementos de uno
en uno. Hay 2 átomos de C a la izquierda, por lo que se pone un coeficiente de 2 al
CO2 en la derecha para ajustar los átomos de C.
2) Ahora, hacer lo mismo para el H. Hay 8 átomos de H a la izquierda, de modo que
se pone un coeficiente 4 al H2O a la derecha para ajustar los átomos de H.
3) Ajuste del O. Debido a los coeficientes que acabamos de poner, al lado izquierdo
de la ecuación hay 4 átomos de O en el N2O4 y en el lado derecho hay 8 átomos de
O en el H2O. Por tanto, podemos "ajustar" la los átomos de O en la ecuación
poniendo un coeficiente de 2 al N2O4 en el lado izquierdo de la ecuación.
4) El último elemento que debe ajustarse es el N. Hay 6 átomos de N en el lado
izquierdo y 2 en el lado derecho. Por tanto, podemos "ajustar" la ecuación poniendo
un coeficiente de 3 al N2 en el lado derecho.
Por tanto, la suma de los coeficientes de los reactivos y productos es:
1 + 2 + 2 + 4 + 3 = 12
Información derivada de las ecuaciones ajustadas
Cuando se ha ajustado una ecuación, los coeficientes representan el número de
cada elemento en los reactivos y en los productos. También representan el número
de moléculas y de moles de reactivos y productos.
En la siguiente reacción, el carbonilo del metal, Mn(CO)5, sufre una reacción de
oxidación. Observar que el número de cada tipo de átomos es el mismo a cada lado
de la reacción.
En esta reacción, 2 moléculas de Mn(CO)5 reaccionan con 2 moléculas de O2 para
dar 2 moléculas de MnO2 y 5 moléculas de CO2. Esos mismos coeficientes también
representan el número de moles en la reacción.
Ejemplo:
¿Qué frase es falsa en relación con la siguiente reacción ajustada?
(Pesos Atómicos: C = 12.01, H = 1.008, O = 16.00).
a) La reacción de 16.0 g de CH4 da 2 moles de agua.
b) La reacción de 16.0 g of CH4 da 36.0 g de agua.
c) La reacción de 32.0 g of O2 da 44.0 g de dióxido de carbono.
d) Una molécula de CH4 requiere 2 moléculas de oxígeno.
e) Un mol de CH4 da 44.0 g de dióxido de carbono.
Las respuestas son:
a) VERDADERA: Un mol de CH4 da 2 moles de agua. Un mol de CH4 = 16.0 g.
b) VERDADERA: Un mol de CH4 da 2 moles de agus. Un mol de CH4 = 16.0 g, y un
mol de agua = 18.0 g.
c) FALSA: 2 moles de O2 dan 1 mol de CO2. 2 moles de O2 = 64.0 g, pero 1 mol de
CO2 = 44.0 g.
d) VERDADERA: Un mol de moléculas de CH4 reacciona con 2 moles de moléculas
de oxígeno (O2), de modo que una molécula de CH4 reacciona con 1 molécula de
oxígeno.
e) VERDADERA: Un mol de CH4 da 1 mol de CO2. Un mol de CH4 = 16.0 g, y un
mol de CO2 = 44.0 g.
Ecuaciones químicas. Concepto, ajuste y tipos
Gran parte de los procesos que tienen lugar en la vida cotidiana, tal como la
oxidación del hierro en condiciones de libre exposición, la luminosidad que
desprende una cinta de magnesio durante la combustión, la combustión del butano,
la fabricación del jabón, etc., no son más que reacciones químicas, esto es,
transformaciones de una sustancia en otra, con propiedades completamente
diferentes. Ante ellas, los científicos se preguntan en qué consisten, cuáles son sus
causas y consecuencias y cómo pueden modificarlos para adaptarlos a sus
necesidades y obtener ventajas que mejoren nuestra vida.
Concepto de ecuación química
Una reacción química es cualquier proceso en el que, por lo menos, los átomos, las
moléculas o los iones de una sustancia se transforman en átomos, moléculas o
iones de otra sustancia química distinta. Las reacciones químicas se escriben de
forma simplificada mediante ecuaciones químicas.
En las reacciones químicas se cumple la ley de conservación de la masa,
teniendo lugar una reordenación de los átomos, pero no su creación ni su
destrucción. El reordenamiento de los átomos en la molécula da lugar a una
sustancia distinta.
Las sustancias que se transforman o modifican en una reacción se llaman
reaccionantes, reactivos o reactantes. Las sustancias nuevas que se originan en
una reacción química se llaman productos.
Una de las reacciones químicas más usuales es la combustión del gas natural
(mezcla de sustancias donde el metano, CH4, es el compuesto principal), cuya
ecuación es:
La ecuación está «igualada», esto es, en cada miembro de la reacción hay el mismo
número de átomos de cada elemento.
Ioduro de hidrógeno.
Ajuste de las ecuaciones químicas
Para ajustar una ecuación química hay que seguir el orden siguiente:
● Primero se ajustan los átomos de los metales, teniendo prioridad los más
pesados.
● A continuación se ajustan los no metales, teniendo también prioridad los más
pesados.
● Se revisa, si es necesario, el ajuste de los metales.
● Se comprueba el ajuste contando los átomos de hidrógeno y de oxígeno que
intervienen.
Por ejemplo, para ajustar la reacción:
BaCl2 + Na2SO4 ® NaCl + BaSO4
siguiendo el orden indicado:
● Se empieza por el metal Ba, que es el más pesado. Como en ambos
miembros hay un átomo de bario, no es necesario ajustarlo. Se sigue por el
otro metal, el Na.
● Dado que en el miembro de la izquierda hay dos átomos de Na debemos
poner un 2 delante del NaCl de la derecha, quedando:
● BaCl2 + Na2SO4 ® 2 NaCl + BaSO4
●
● Se siguen ajustando los no metales: cloro y azufre. Como ambos ya están
ajustados y en ambos miembros existe igual número de átomos de oxígeno,
se puede considerar que la reacción ya está completamente ajustada.
Tipos de reacciones químicas
Hay varias clasificaciones de las reacciones químicas, de las que las más
importantes son:
● Reacciones exotérmicas: aquellas en que se desprende calor durante la
reacción:
● 2H2 + O2 ® 2 H2O + 136.000 calorías
● Reacciones endotérmicas: aquellas en las que se absorbe calor durante la
reacción:
● H2 + I2 + 12.400 calorías ® 2HI
● Reacciones de descomposición o análisis: reacciones en que una
sustancia se desdobla en dos sustancias diferentes más simples:
● 2HgO ® 2 Hg + O2
● Reacciones de composición o de síntesis: reacciones en que dos o más
sustancias se combinan para formar una nueva:
● H2 + 1/2 O2 ® H2O
● Reacciones de sustitución: un elemento sustituye a otro en una molécula:
● Fe + CuSO4 ® FeSO4 + Cu
Fórmulas
a. Conceptos de símbolo y fórmula.
Símbolo químico. Es la representación escrita y abreviada del nombre de un
elemento químico.
Todos los elementos químicos tienen su propio nombre, el cual se ha - abreviado
mediante un símbolo que está compuesto o formado por una, dos y hasta tres
letras; por ejemplo, hay un elemento químico llamado Calcio cuyo nombre se ha
abreviado a dos letras Ca, que forman así el símbolo del Calcio; así pues, se
establece simplemente que los símbolos químicos representan a los elementos o
sustancias simples.
Formula química. Es la representación escrita y abreviada de una sustancia.
Las formulas son como una clave química o una notación (representación por medio
de signos convencionales). Cada tipo de sustancia existente tiene su propia formula,
o sea, una formula sirve para identificar a una sustancia en particular.
b. Tipos de fórmulas.
Existen tres tipos fundamentales o principales de fórmulas: molecular, desarrollada
o estructural y semi-desarrollada.
Formula molecular: es la representación gráfica y real de una sustancia. Es
conocida también como fórmula condensada. Esta fórmula nos indica que clase de
elementos químicos componen a la sustancia que representa (aspecto cualitativo),
así como la cantidad de átomos de cada elemento (aspecto cuantitativo); la misma
está compuesta de Símbolos químicos y números. Los números son enteros y
pequeños, llamados subíndices, e indican la cantidad de átomos del elemento
químico que lo conlleva; se ubican en la parte inferior derecha de cada símbolo, y
cuando no aparece ningún número como sub-índice entonces se supone que es uno
(1), el cual nunca se escribe. Observe las situaciones siguientes:
H es el símbolo químico de un átomo de Hidrogeno; no es una formula.
H2 es la fórmula de dos átomos de Hidrogeno unidos (molécula).
O es el símbolo químico de un átomo de Oxigeno; no es una formula.
O2 es la fórmula molecular del Oxigeno (sustancia simple).
H2O es la fórmula de una molécula de agua (sustancia compuesta).
Más ejemplos de formula molecular.
Observe que todas las formulas anteriores tienen coeficiente uno (1), por lo que
cada una de ellas representa tan solo a una molécula de su respectiva sustancia.
De aquí proviene su nombre de formula molecular.
Formula desarrollada: es la representación espacial de una molécula de cualquier
sustancia, mediante todos sus símbolos y enlaces químicos (guiones).
También se conoce como fórmula estructural. Los símbolos químicos se unen
mediante guiones o líneas de Lang- muir, las que representan a los enlaces
químicos, formándose así toda una estructura.
Otra manera de representar a la formula desarrollada o estructural es la siguiente:
Más ejemplos de fórmulas molecular y desarrollada:
La fórmula desarrollada proporciona más información sobre una sustancia en
particular, pues muestra la composición y estructura de una molécula, es decir, esta
fórmula muestra un bosquejo de los tipos y cantidades de los á- tomos que forman a
una sustancia química, así como también la manera en que se unen o enlazan tales
átomos.
Se sabe que una molécula es la estructura más pequeña y representativa de una
sustancia; y esta fórmula explica gráficamente esto: la clase y cantidad de átomos
(composición) de una molécula, y la posición (estructura) de es -
tos. Las líneas de color negro que unen a los átomos, en la formula desarrollada,
representan a los enlaces quími -
cos o uniones entre los átomos de una molécula (compartición, pérdida y ganancia
de electrones entre átomos).
Formula semi- desarrollada: es la representación semi-condensada de una
sustancia.
También conocida como semi-condensada. Esta fórmula es muy utilizada en
Química orgánica; sin embargo, la misma no reviste interés para nuestro estudio,
por lo que no se detallara.
Ejemplos de formula semi-desarrollada.
Ecuaciones químicas
Antes de explicar el concepto de ecuación química debemos de estudiar lo de las
reacciones químicas. Cuando dos o más sustancias se combinan entre si entonces
reaccionan y origina una o más sustancias nue nuevas; es decir, las reacciones
químicas significan cambios químicos o intercambios de átomos entre las sustancias
que se combinan. Esto es que, uno o más átomos de una de las sustancias
combinadas se separan y luego se unen a la otra sustancia, e igual puede suceder
en la otra sustancia, produciéndose así un reacomodo de átomos y, por lo tanto,
nuevas sustancias.
En la combinación de dos o más sustancias puras no hay re-acomodo de átomos,
sino que estos simplemente se u - nen o enlazan. Lo que sucede dentro de las
reacciones químicas no puede ser apreciado por el sentido de la vista, y ni siquiera
mediante el mejor de los microscopios; sin embargo, el hombre ha razonado esta
situación y ha sabido ex plicarla por escrito mediante las ecuaciones químicas.
a. Concepto de ecuación química. Es la representación escrita de una reacción
química, mediante símbolos.
Usted ya comprende lo que es una reacción química; ahora bien, mediante una
ecuación química se explica en qué tipo de sustancias se convierten aquellas
sustancias que se combinan; y esta explicación se hace abreviadamente y por
escrito, mediante símbolos y números.
A veces los elementos químicos que forman a una sustancia compuesta se separan
químicamente con solo aplicar les calor, y así se originan nuevas sustancias, lo cual
es también una reacción química y, por lo tanto, hay una ecua - ción química para
ello. En resumen, en una ecuación química se muestran las sustancias y sus
respectivas cantidades que se combinan (llamadas reactivos), así como también las
sustancias que se producen (nuevas) o que resultan de tal combinación
(productos).
b. Partes de una ecuación. Una ecuación está formada por varias partes, las
cuales se pueden agrupar de dos maneras: reactivos y productos, y símbolos y
números.
Reactivos y productos. Las sustancias que se combinan se llaman reactivos, y se
localizan a la izquierda de la ecua- ción; y a las sustancias que resultan de tal
combinación se les nombra productos (sustancias nuevas), localizadas a la derecha
de la ecuación. Por ejemplo, cuando el Hidrogeno se combina con Oxigeno
(reactivos) reaccionan y originan una nueva sustancia llamada agua (producto); esta
reacción química se puede representar mediante una ecuación denominada
ecuación del agua, así:
Observe que los reactivos siempre se colocan a la izquierda de la flecha (que
significa "se origina o produce"), y los productos a la derecha de la misma. Otros
ejemplos de ecuaciones, ya balanceadas, son:
Símbolos y números. Otra manera de dividir a las partes de una ecuación es en
símbolos y números.
En una ecuación existen tres tipos de símbolos:
En cuanto a los números, existen dos tipos de ellos en una ecuación:
- Enteros y grandes, llamados coeficientes.
- Enteros y pequeños, llamados sub-índices.
El coeficiente es el numero grande que va situado por delante de todos los símbolos
de la formula, e indica la can - tidad de moléculas de la sustancia de que se trate;
cuando no aparece un coeficiente en la fórmula es porque se su pone que es uno
(1), el cual no se escribe, lo que también se aplica para el sub-índice. Cuando el
coeficiente se mul tiplica por el subíndice resulta el total de átomos del elemento
químico que lo lleva en la formula, esto es que, el co coeficiente afecta a todos los
sub-índices de una formula.
Respecto al sub-índice, este es un número pequeño que se localiza en la parte
inferior derecha de cada símbolo quí mico, y que indica la cantidad de átomos del
elemento. Así mismo, cuando en el símbolo químico no aparece el sub -índice es
porque se supone que es uno (1), el cual no se escribe. Observe los símbolos y
números en la siguiente ecua ción del agua:
c. Cálculos en una ecuación.
A partir de cualquier ecuación se pueden realizar los siguientes cálculos u
operaciones, que se han denominado "cálculos ecuacionales":
- Cantidad de sustancias presentes en la ecuación.
- Cantidad de moléculas por cada sustancia de la ecuación.
- Total de átomos de cada sustancia de la ecuación.
- Cantidad de átomos que forman a una sola molécula de cada sustancia.
Si se toma como ejemplo la ecuación balanceada del agua, entonces estos cálculos
se realizan de la manera siguiente:
Cálculos
- Cantidad de sustancias presentes en la ecuación. En esta ecuación existen tres
sustancias diferentes: hidrogeno,
oxígeno y agua.
- Cantidad de moléculas por cada sustancia de la ecuación. Recuerde que la
cantidad de moléculas está indicado por
los coeficientes, los que se localizan por delante de cada sustancia de la ecuación.
Dado que hay tres sustancias, entonces existen tres coeficientes, los que nos
indican las siguientes cantidades de moléculas:
a. Dos moléculas de Hidrogeno diatómico: 2H2
b. Una molécula de Oxigeno (recuerde que los coeficientes con valor uno no se
escriben, sino que se suponen): O2
c. Dos moléculas de agua: 2H2O
- Total de átomos de cada sustancia de la ecuación. Existen casos, como el
balanceo, en que se necesita saber la can
cantidad total de átomos que forman a una sustancia en una ecuación dada, y para
ello basta con realizar un par de operaciones aritméticas: multiplicar y sumar.
Las sustancias de una ecuación pueden estar formadas por uno o más elementos
químicos; si la sustancia está for- mada por un solo elemento químico, existe
entonces un solo subíndice; y cuando este se multiplica por el único coe- ficiente de
la sustancia, entonces se obtiene el total de átomos que forman a dicha sustancia.
En la mayoría de las ecuaciones las sustancias están formadas por dos o más
elementos; en estos casos, cada sub-índice de la sustancia se multiplica también
por su único coeficiente, y se realiza la sumatoria, lo que representa el total de
átomos que forman a tal sustancia.
Siguiendo con el ejemplo de la ecuación del agua, se establece que el total de
átomos de la sustancia Hidrogeno, lo- calizada en los reactivos, es de 4 átomos.
Esta sustancia está formada por tan solo un elemento químico, el Hidroge- no, con
coeficiente 2 y subíndice 2; al multiplicar ambos valores resulta un total de 4 átomos
para esta sustancia.
2H2 = 2 (moléculas) x 2 (átomos) = 4 átomos en total para esta sustancia.
El primer dos corresponde al coeficiente, y representa al total de moléculas de la
sustancia; el segundo dos corres- ponde al sub-índice, y representa la cantidad de
átomos de Hidrogeno por una sola molécula.
Para la sustancia Oxigeno, de los reactivos, existen un total de 2 átomos, así:
O2 = 1 (molécula) x 2 (átomos) = 2 átomos en total para esta sustancia.
La sustancia agua, o sea el producto, está formada por un total de 6 átomos: 4
átomos de Hidrogeno y 2 de Oxigeno, así:
- Cantidad de átomos por una molécula de cada sustancia. El coeficiente indica
el total de moléculas de una sus- tancia dentro de una ecuación balanceada. Existen
ocasiones en que se desea conocer la cantidad de átomos que forman a una sola
molécula de una sustancia; para ello, bastará con observar y sumar los valores
correspondientes a los subíndices de la sustancia en cuestión, y así se despejara
esta situación. Como se observa, en este tipo de cálcu -los el valor del coeficiente
no adquiere importancia alguna.
En el ejemplo que nos ocupa, existen cuatro (4) átomos en dos (2) moléculas de
Hidrogeno reactivo, por lo que se necesitarían tan solo dos átomos (2) para formar
una sola molécula de Hidrogeno; de Oxigeno reactivo existe una mo lécula, la que
está formada por dos átomos, es decir, se requieren tan solo dos átomos para
formar una sola molécu -la de Oxigeno. De producto o agua existen dos moléculas,
formadas por seis átomos en total: cuatro de Hidrogeno y dos de Oxigeno; de tal
modo que se necesitarían tan solo tres átomos para formar una sola molécula de
agua: dos átomos de Hidrogeno y uno de Oxigeno (observe los sub-índices y
súmelos).
Ejercicios. Calcule lo siguiente:
- Cantidad de sustancias presentes en la ecuación.
- Cantidad de moléculas por cada sustancia de la ecuación.
- Total de átomos de cada sustancia de la ecuación.
- Cantidad de átomos que forman a una sola molécula de cada sustancia.
para cada una de las ecuaciones siguientes:
Tareas
A. En círculos de estudio, los educando contestan lo siguiente.
1. ¿Cuáles son los tres tipos fundamentales o principales de fórmulas?
2. Defina las formulas anteriores.
3. ¿Cuáles son las partes de una formula química?
4. ¿Cuántos y cuáles son los grupos en que se dividen las partes de una ecuación?
5. ¿Qué indica el coeficiente en una sustancia?
6. ¿Qué indica el sub-índice en una sustancia?
7. ¿Cuáles cálculos se pueden realizar a partir de una ecuación química?
8. Defina los términos siguientes:
- Símbolo químico.
- Formula química.
- Ecuación química.
B. Escriba la formula molecular y desarrollada del agua; rotule las partes de la
primera fórmula.
C. Escriba la ecuación del agua y rotule sus partes.
D. Investigue sobre:
-Reacciones químicas (concepto, cómo se representan, ejemplos y lo que el
Profesor indique).
E. Calcule:
- Cantidad de sustancias presentes en la ecuación.
- Cantidad de moléculas por cada sustancia de la ecuación.
- Total de átomos de cada sustancia de la ecuación.
- Cantidad de átomos que forman a una sola molécula de cada sustancia.
para cada una de las ecuaciones siguientes:
Pasos para escribir las Ecuaciones
Químicas
Una ecuación química usa los símbolos y fórmulas de los reactivos y productos, y
otros términos simbólicos para representar una reacción química. Las ecuaciones se
escriben siguiendo los siguientes pasos:
● Los reactivos se separan de los productos con una flecha ( ) que indica
el sentido de la reacción. Una flecha doble ( ) indica que la reacción se
efectúa en ambas direcciones y establece un equilibrio entre los reactivos y
los productos.
● Los reactivos se colocan a la izquierda y los productos a la derecha de la
flecha. Un signo (+) se coloca entre cada reactivo y entre cada producto,
cuando es necesario.
● Las condiciones necesarias para efectuar la reacción pueden, si se desea,
colocarse arriba o abajo de la flecha o signo de igualdad. Por ejemplo, una
letra delta mayúscula ( ) colocada sobre la flecha ( ) indica que se
suministra calor a la reacción.
● Se colocan coeficientes (números enteros) frente a los símbolos de las
sustancias (por ejemplo, 2 H2O) para equilibrar o balancear la ecuación e
indicar el número de unidades fórmula (átomos, moléculas, moles, iones) de
cada sustancia que reacciona o que se produce. Cuando no se indica número
alguno, se sobrentiende que se trata de una unidad fórmula.
● El estado físico de la sustancias se indica mediante los siguientes símbolos:
(s) para el estado sólido; (l) para el estado líquido; (g) para el estado
gaseoso; y (ac) para las sustancias en solución acuosa.
● Empiece con las partes más complejas, es decir con los compuestos que
tienen varios elementos. En algunos casos, simplemente consiste en ajustar
primero los átomos diferentes al hidrógeno y al oxígeno.
● Ajuste el hidrógeno y el oxígeno agregando agua si es necesario, después de
que todos los otros elementos estén balanceados.
● Deje los elementos en estado libre hasta el último momento, ya que
cambiando los coeficientes de estos sólo cambian esta clase de átomos. Por
ejemplo, cuando se escribe un 2 delante del H2O, se duplica el número de
átomos de hidrógeno y oxígeno, pero cuando se escribe un 2 delante del Al
sólo cambia el número de átomos de Al.
● Para reacciones con iones poliatómicos, ajuste el ion como grupo. Por
ejemplo, el SO4-2 se ajusta como ion sulfato y no como átomos de S y átomos
de O.
● Generalmente, si aparecen fracciones en la ecuación, se multiplica todo por
el número más pequeño que elimine esta fracción. No es esencial hacer
desaparecer las fracciones, sin embargo, es más simple en la mayoría de los
casos. Además asegúrese al final, que todos los coeficientes estén en
relación o proporción más baja posible; si no es el caso, simplifique.
Considere el siguiente ejemplo:
● Recuerde que es conveniente empezar por la sustancia más compleja.
Empezando por el fosfato de magnesio (la parte más compleja) y considerando el
fosfato de magnesio como grupo, escribimos un 2 delante del H3PO4 para ajustar el
grupo fosfato y un 3 delante de Mg(OH)2 para ajustar el Mg dando como resultado:
Únicamente nos queda el hidrógeno y el oxígeno. Observando el hidrógeno, hay 12
átomos en la izquierda y por tanto necesitamos escribir un 6 delante del H2O. De
igual forma se ajustan también los átomos de O que son en total 14. Esto da
finalmente:
Para revisar se puede sumar todos lo átomos de Mg, O, H, y P en cada lado de la
ecuación.
ignificado de los símbolos utilizados en la ecuaciones químicas – Química 1
Como sabemos, en nuestro medio ambiente existe materia viva e inerte, estas
materias presenta una infinidad de reacciones químicas, en las que una sustancia
cambia a otra al romperse unos enlaces y formarse otros, de esto resultan nuevas
agrupaciones de átomos que dan lugar a nuevas moléculas, por ejemplo:
Al realizar una fogata
Al hacer ejercicio
Al movernos
Al comer
Al cocinar, etc.
Ejemplo de sustancia y sus símbolos:
Es esta ecuación podemos observar que el hidrogeno reacciona con el oxígeno para
obtener agua, lo reactivos y productos se escriben mediante sus fórmulas
respectivas.
Es importante mencionar que en la ecuación química se expresa el estado de
agregación de reactivos y productos con los símbolos:
(s)
(l)
(g)
(ac)
Los símbolos químicos que se utilizan en esta ecuación, representa los compuestos
que intervienen en la reacción química, y además muestran la proporción de átomos
de dichos elementos.
En el ejemplo se tiene que:
Cabe mencionar que en algunos casos se puede poner información adicional sobre
la flecha, como la temperatura o presión en que lleva a cabo la reacción.
Debemos saber si en una reacción química, los productos pueden volver a
reaccionar para formar los reactivos originales, en estos casos, se coloca en la
ecuación dos flechas con sentido contrario, veamos el ejemplo:
En este caso, tenemos o se dice que la reacción es reversible, ya que puede ocurrir
de izquierda a derecha y viceversa.
Parte 1
Escribir fórmulas químicas de compuestos covalentes
1.
2. 1
3. Memoriza los prefijos para la cantidad de átomos. Al nombrar
compuestos, se usan los prefijos griegos para indicar la cantidad de átomos
presentes en cada elemento. En los compuestos covalentes, el primer
elemento se escribe completamente mientras que al segundo elemento se le
añade el sufijo "uro" (o "ido" cuando el elemento es oxígeno). Sin embargo, al
escribir el nombre del compuesto, este orden se invierte y el segundo
elemento se escribe primero. Por ejemplo, el trisulfuro de difósforo tiene una
fórmula química de P2S3.[1] A continuación encontrarás los prefijos para los
números de átomos del 1 al 10:
○ 1: mono-
○ 2: di-
○ 3: tri-
○ 4: tetra-
○ 5: penta-
○ 6: hexa-
○ 7: hepta-
○ 8: octa-
○ 9: nona-
○ 10: deca-
4.
5. 2
6. Escribe el símbolo químico para el primer elemento. Después de escribir
el nombre de un compuesto, debes identificar los elementos que lo
componen y saber sus símbolos químicos. El primer elemento que se escribe
en la fórmula es el "segundo nombre" del compuesto. Usa la tabla periódica
para encontrar el símbolo químico del elemento.[2]
○ Por ejemplo: hexafluoruro de dinitrógeno. El primer elemento es el
nitrógeno y el símbolo químico del nitrógeno es N.
7.
8. 3
9. Añade el número de átomos como un subíndice. Para identificar la
cantidad de átomos presentes en cada elemento, simplemente debes
observar el prefijo del elemento. Memorizar los prefijos griegos te ayudará a
escribir fórmulas químicas rápidamente sin tener que buscar nada.[3]
○ Por ejemplo: dinitrógeno tiene el prefijo "di", que quiere decir 2. Por lo
tanto, hay dos átomos de nitrógeno presentes.
○ Escribe "dinitrógeno" como N2.
10.
11.4
12.Escribe el símbolo químico del segundo elemento. El segundo elemento
es el "primer nombre" del compuesto y seguirá al primer elemento. Para los
compuestos covalentes, el nombre del elemento tendrá el sufijo "uro" (o "ido"
en caso de que el elemento sea oxígeno) en lugar de la terminación habitual
del elemento.[4]
○ Por ejemplo: hexafluoruro de dinitrógeno. El segundo elemento es el
fluoruro. Dado que "fluoruro" ya termina en "uro", simplemente déjalo
como está. El símbolo químico del fluoruro es F.
13.
14.5
15.Añade la cantidad de átomos presentes como un subíndice. Como lo
hiciste con el primer elemento, identifica la cantidad de átomos presentes en
el segundo elemento leyendo el prefijo. Usando este prefijo, escribe la
cantidad de átomos como un subíndice a la derecha del símbolo químico.[5]
○ Por ejemplo: hexafluoruro tiene el prefijo "hexa", que quiere decir 6.
Por lo tanto, hay 6 átomos de fluoruro presentes.
○ Escribe "hexafluoruro" como F6.
○ La fórmula química final para el hexafluoruro de dinitrógeno es N2F6.
16.
17.6
18.Practica con algunos ejemplos. Cuando apenas empiezas a aprender
química, hay mucha memorización involucrada. Es un poco como aprender
un nuevo idioma. Mientras más ejemplos utilices para practicar, te será más
fácil descifrar las fórmulas químicas en el futuro y aprender el idioma de la
química.
○ Dióxido de azufre: SO2
○ Tetrabromuro de carbono: CBr4
○ Pentóxido de difósforo: P2O5
Parte 2
Escribir fórmulas químicas de compuestos iónicos
1.
2. 1
3. Identifica los símbolos químicos de los cationes y aniones. Todos los
químicos tienen lo que puede llamarse un nombre y apellido. El nombre es el
anión (ion negativo) mientras que el apellido es el catión (ion positivo). Los
cationes se escriben como el nombre del elemento mientras que los aniones
son el nombre del elemento con el sufijo "uro" (o "ido" en el caso de iones
que contengan oxígeno).[6]
○ Puedes encontrar el símbolo químico para cada elemento en la tabla
periódica.
○ A diferencia de los compuestos covalentes, los prefijos griegos no se
usan para indicar el número de átomos en cada elemento. Tienes que
balancear las cargas de los elementos para determinar los átomos.
○ Por ejemplo, el óxido de litio es Li2O.
4.
5. 2
6. Reconoce los iones poliatómicos. A veces, el catión o anión es un ion
poliatómico. Estos son moléculas que tienen dos o más átomos con grupos
iónicos. No hay un buen truco para recordarlos, solo tienes que
memorizarlos.[7]
○ Solo existen 3 cationes poliatómicos y son el amonio (NH4+), el
hidronio (H3+) y el mercurio (I) (Hg22+). Todos tienen una carga de +1.
○ El resto de los iones poliatómicos tiene cargas negativas que van
desde el -1 hasta el -4. Algunos iones comunes son el carbonato
(CO32-), el sulfato (SO42-), el nitrato (NO3-) y el cromato (CrO42-).
7.
8. 3
9. Determina la carga de valencia de cada elemento. La carga de valencia
puede determinarse observando la posición del elemento en la tabla
periódica. Hay unas cuantas reglas que debes tener en mente para ayudarte
a identificar las cargas:[8]
○ Todos los elementos del grupo 1 tienen una carga de +1.
○ Todos los elementos del grupo 2 tienen una carga de +2.
○ Los elementos de transición tendrán números romanos para indicar la
carga.
○ La carga de la plata es +1, la del zinc es +2 y la del aluminio es +3.
○ Los elementos del grupo 17 tienen una carga de -1.
○ Los elementos del grupo 16 tienen una carga de -2.
○ Los elementos del grupo 15 tienen una carga de -3.
○ Recuerda: al trabajar con iones poliatómicos, solo usa la carga del ion.
10.
11.4
12.Balancea las cargas positivas y negativas de los iones. Una vez que
hayas identificado la carga de cada elemento (o ion poliatómico), usarás
estas cargas para determinar la cantidad de átomos presentes en cada
elemento. La carga del compuesto debe ser igual a cero, así que añadirás
átomos para balancear las cargas.[9]
○ Por ejemplo: el óxido de litio. El litio es un elemento del grupo 1 y tiene
una carga de +1. El oxígeno es un elemento del grupo 16 y tiene una
carga de -2. A fin de balancear la carga de -2 del oxígeno, necesitas
dos átomos de litio. Por lo tanto, la fórmula química del óxido de litio es
Li2O.
13.
14.5
15.Practica con algunos ejemplos. La mejor forma de aprender a escribir las
fórmulas es practicando con muchos ejemplos. Usa ejemplos de tu libro de
química o busca ejercicios de práctica en línea. Haz tantos como puedas
hasta que te sientas cómodo escribiendo fórmulas químicas.
○ Nitruro de calcio: el símbolo del calcio es Ca y el símbolo del nitrógeno
es N. El calcio es un elemento del grupo 2 y tiene una carga de +2. El
nitrógeno es un elemento del grupo 15 y tiene una carga de -3. Para
balancearlo, necesitas 3 átomos de calcio (+6) y 2 átomos de
nitrógeno (-6): Ca3N2.
○ Fosfato de mercurio (II): el símbolo del mercurio es Hg y el fosfato es
el ion poliatómico PO4. El mercurio tiene una carga de +2 como lo
indica el número romano II junto a él. El fosfato tiene una carga de -3.
A fin de balancearlos, necesitarás 3 átomos de mercurio (+6) y 2
moléculas de fosfato (-6): Hg3(PO4)2.
Parte 3
Determinar los productos dados los reactivos
1.
2. 1
3. Identifica todos los cationes y aniones en los reactivos. En una ecuación
básica de reemplazo doble, tendrás dos cationes y dos aniones. La ecuación
general toma la forma de AB + CD --> AD + CB, donde A y C son cationes y
B y D son aniones. También debes determinar las cargas de cada ion.[10]
○ Por ejemplo: AgNO3 + NaCl --> ?
○ Los cationes son Ag+1 y Na1-. Los aniones son NO31- y Cl1-.
4.
5. 2
6. Cambia los aniones para desarrollar los productos. Una vez que hayas
identificado todos los aniones y sus cargas, reorganízalos de forma que el
primer catión esté ahora emparejado con el segundo anión y el segundo
catión esté ahora emparejado con el primer anión. Recuerda la ecuación: AB
+ CD --> AD + CB.[11]
○ Recuerda balancear las cargas al formar compuestos nuevos.
○ Por ejemplo: AgNO3 + NaCl --> ?
○ Ag+1 ahora se empareja con Cl1- para formar AgCl.
○ Na1- ahora se empareja con NO31- para formar NaNO3.
7.
8. 3
9. Escribe la ecuación completa. Después de escribir los productos que se
formarán en la ecuación, puedes escribir la ecuación completa con productos
y reactivos. Mantén los reactivos del lado izquierdo de la ecuación y escribe
los productos nuevos del lado derecho con un signo + entre ellos.[12]
○ Por ejemplo: AgNO3 + NaCl --> ?
○ AgNO3 + NaCl --> AgCl + NaNO3
10.
11.4
12.Balancea la ecuación. Una vez que hayas escrito la ecuación y tengas todos
los productos y reactivos, debes asegurarte de que todo esté balanceado.
Una ecuación está balanceada solo cuando tienes la misma cantidad de
átomos de cada elemento en ambos lados.[13]
○ Por ejemplo: AgNO3 + NaCl --> AgCl + NaNO3
○ Cuenta la cantidad de átomos en cada lado: 1 Ag del lado izquierdo, 1
Ag del lado derecho; 1 N del lado izquierdo, 1 N del lado derecho; 3 O
del lado izquierdo, 3 O del lado derecho; 1 Na del lado izquierdo, 1 Na
del lado derecho; 1 Cl del lado izquierdo, 1 Cl del lado derecho.
○ Esta ecuación está balanceada porque hay una cantidad equitativa de
átomos tanto a la izquierda como a la derecha de la ecuación.
13.
14.5
15.Practica con algunos ejemplos. La única forma de mejorar en la escritura
de ecuaciones químicas es haciéndolo. Trabaja con estos ejemplos para
asegurarte de comprender realmente el proceso:
○ NiCl2 + (NH4)2S --> ?
○ Cationes: Ni2+ and NH4+
○ Aniones: Cl1- and S2-
○ Vuelve a combinar los iones para crear nuevos productos: NiS + NH4Cl
○ Escribe la ecuación: NiCl2 + (NH4)2S --> NiS + NH4Cl
○ Balancea la ecuación: NiCl2 + (NH4)2S --> NiS + 2NH4Cl
Síntesis o Adición, Descomposición o Análisis, Doble sustitución o Doble
Desplazamiento
Las reacciones químicas son procesos que transforman una o más substancias
llamadas reactivos en otras substancias llamadas productos.
En un lenguaje más académico, decimos que una reacción química promueve el
cambio de estructura de la materia.
En la química inorgánica podemos clasificar las reacciones en cuatro tipos
diferentes
1- Reacciones de Síntesis o Adición
Las reacciones de síntesis o adición son aquellas donde las substancias se juntan
formando una única sustancia. Representando genéricamente los reactivos como A
y B, una reacción de síntesis puede ser escrita como:
A + B —– > AB
Veamos algunos ejemplos
Fe + S —– > FeS
2H2 + O2 —– > 2H2O
H2O + CO2—– > H2CO3
Perciba en los ejemplos que los reactivos no precisan ser necesariamente
substancias simples (Fe, S, H2, O2), pudiendo también se substancias compuestas
(CO2, H2O) pero en todas el producto es una sustancia “menos simple” que las que
originaron.
2- Reacciones de Análisis o Descomposición
Las reacciones de análisis o descomposición son lo opuesto de las reacciones de
síntesis, o sea, un reactivo da origen a productos más simples que el. Escribiendo la
reacción genérica nos resulta fácil entender lo que sucede:
AB —– > A + B
¿No parece simple? Lo es bastante. Veamos algunos ejemplos:
2H2O 2 H2 + O2
2H2O2 2H2O + O2
Reversibilidad de las reacciones químicas
Los ejemplos pueden sugerir que cualquier reacción de síntesis puede ser invertida
a través de una reacción de análisis. Esto no es verdad. Algunas reacciones pueden
ser reversibles, como podemos notar en la reacción del agua:
2H2 + O2 2H2O
2H2O 2H2 + O2
Sin embargo esto no es una regla
3- Reacciones de Desplazamiento
Las reacciones de desplazamiento o de sustitución simple merecen un poco más de
atención que las anteriores. No que sean complejas, pues no lo son, pero tienen
algunos pequeños detalles. En su forma genérica la reacción puede ser escrita
como:
AB + C —– > A + CB
Vamos a entender lo que sucede: C cambio de lugar A. Simple asi, pero será que
esto ocurre siempre? Intuitivamente la respuesta es que no. Imagina lo siguiente:
Entras en un baile y ves a la persona con la que te gustaría bailar bailando con otra
persona. Vas a ir hasta ella e intentar hacerla cambiar de pareja, estarás intentando
desplazar el acompañante indeseable y asumir su lugar. Si resulta que eres más
fuerte que el “indeseable” basta darle un empujón para asumir su lugar, pero si el
fuera un bruto troglodita, posiblemente el no sentirá ni el empujón que le des.
En la reacción de desplazamiento el proceso es idéntico: C ve a B ligado a A, se
aroxima y siendo más fuerte, desplaza A y asume la ligación con B. En caso que C
no sea más fuerte que A, nada sucederá.
Bastará entonces saber quien es más fuerte que quien.
Au<Ag<Cu<H<Pb<Sn<Ni<Fe<Cr<Zn<Al<Mg<Na<Ca<K<Li
Metales nobles < hidrogeno < metales
De esta forma, tenemos:
2Na + 2H2O —– > 2NaOH + H2 (el sodio desplaza al hidrógeno del agua H-OH)
Au + HCl —– > no reacciona (el oro no consigue desplazar al hidrógeno)
4- Reacciones de Doble Sustitución
Son también muy simples, pero debemos quedar atentos a los detalles. El
mecanismo es fácil:
AB + CD —– > AD + CB
Ciertamente ya habrá podido ver lo que sucede. A cambió de lugar con C. La
diferencia de este tipo de reacción con el desplazamiento, es que ni A ni C estaban
solos y en ambos casos ninguno de ellos quedó solo luego de la sustitución.
Para entender como es cuando una reacción de este tipo ocurre, tendremos que
observar lo siguiente:
La substancia AB esta en solución y de esta forma lo que tenemos en verdad son
los iones A+ y B- separados unos de los otros. La substancia CD también está en
solución, por tanto tenemos también los iones C+ y D- separados.
Cuando juntamos las dos soluciones estamos promoviendo una gran mezcla entre
los iones A+, B-, C+ y D-, formando una gran “sopa de iones”.
Si al combinar C+ con B-, el compuesto CB fuera soluble, los iones serán
nuevamente separados en C+ y B-, resultando exactamente en la misma cosa que
teníamos anteriormente. Lo mismo sucede con A+ y B-
Así, al mezclar AB con CD, estamos en verdad haciendo:
(A+ ) + (B- ) + (C+ ) + (D- )
Tomemos en cuenta que juntar iones que se separarán nuevamente resultará en la
misma “sopa de iones” y no resulta en ninguna nueva susbtancia, por tanto no
ocurre ninguna reacción.
Para que la reacción efectivamente ocurra, será necesario que al menos uno de los
probables productos (AD o CB) no sean separados al juntarse, o sea, deben formar
un compuesto insoluble y esto es logrado a través de una sal insoluble, de un gas o
de agua.
Si uno de los productos fuera una sal insoluble el no será separado en iones y
permanecerá sólido. Si fuese un gas, el se desprenderá de la solución (burbujas) y
también permanecerá con sus moléculas agrupadas. Mientras que si uno de los
productos fuese agua, ella no se desagrega en su propia presencia.
NaCl + AgNO3 —– > NaNO3 + AgCl
En esta reacción el producto AgCl (cloruro de prata) es insoluble, por tanto la
reacción ocurre.
NaCl + LiNO3 —– > NaNO3 + LiCl
Como ninguno de los productos formados, NaNO3 (nitrato de sodio) o Lic. (Cloruro
de Litio) es insoluble, la reacción no sucede.
NaOH + HCl —– > NaCl + H2O
Como uno de los productos es água (H2O), la reacción ocurre.
Para la previsión de ocurrencia o no de una reacción de doble desplazamiento es
fundamental que conozcamos la solubilidad de las salen en agua, y para recordar
esto lea acerca de solubilidad en el agua.
¿Vio como es sencillo? Con un poco de práctica y ejercicios usted podrá lograr
escribir reacciones que pueden dar origen a un determinado producto: ¿Quiere ver?
Imagínese que usted desea obtener sulfato de plomo (PbSO4), usted sabe que
tendrá que juntar el ion del plomo (Pb 2+) y el ion de sulfato (SO42 -). Como
sabemos que el sulfato de plomo es insoluble, podemos promover un doble
desplazamiento
PbX + YSO4 —– > PbSO4 + XY
Es solo elegir X e Y de forma que las dos substancias sean solubles.
Otra forma de realizar el desplazamiento de hidrógeno, del hidrógeno por el plomo
ya que este es más reactivo.
Pb + H2SO4 —– > H2 + PbSO4
Podemos considerar ciertos tipos de reacciones tales como:
Combinación o síntesis:
Se presentan cuando se unen dos o mas sustancias para formar otra sustancia,
cuyas moléculas son el resultado de una reagrupación de átomos de los reactivos.
Es así que A +B → AB
Un ejemplo de esta reacción es la combinación de hidrógeno con oxígeno para
producir agua:
2H2 + O2 → 2H2O
Descomposición:
Ocurre cuando a partir de un compuesto se producen dos o mas sustancias.
AB → A + B
Como ejemplo tomamos a el carbonato de calcio que se descompone por medio de
calentamiento
para producir oxido de calcio y dióxido de carbono.
CaCo3 → CaO + CO2
Desplazamiento o sustitución:
En estas reacciones, un elemento sustituye y libera a otro elemento presente en el
compuesto.
En este tipo se da que:
A + BC → AC + B
*Ejemplo:
El bromo líquido, que desplaza al yodo en el yoduro de sodio para producir bromuro
de sodio dejando al yodo libre.
2NaI + Br2 → 2NaBr + I2
Intercambio o doble sustitución:
Al reaccionar dos compuestos estos intercambian sus elementos y se producen
dos nuevos compuestos.
Se representa de esta manera:
AB + CD → AC + BD
*Ejemplo:
La combinación del ácido clorhídrico con el hidróxido de sodio y el
agua.(neutralización)
HCl + NaOH → NaCl + H2O
Según el intercambio de calor:
Según el intercambio de calor existen dos clases de reacciones las exotérmicas y
las endotérmicas.
Las exotérmicas presentan desprendimiento de calor Se denomina reacción
exotérmica a cualquier reacción química que desprenda energía, ya sea como luz o
como calor. Las endotérmicas absorben el calor.
*Un ejemplo de reacción endotérmica es la producción del ozono (O3). Esta
reacción ocurre en las capas altas de la atmósfera, gracias a la radiación ultravioleta
proporcionada por la energía del Sol. También se produce esta reacción en las
tormentas, en las proximidades de las descargas eléctricas.
3O2 + ENERGÍA da lugar a 2O3
Reacción de combustión:
La combustión es una reacción química de oxidación, en la cual generalmente se
desprende una gran cantidad de energía, en forma de calor y luz, manifestándose
visualmente como fuego.
En toda combustión existe un elemento que arde y otro que produce la combustión ,
generalmente oxígeno en forma de O2 gaseoso. Los tipos más frecuentes de
combustible son los materiales orgánicos que contienen carbono e hidrógeno.
COMBUSTIBLE +O2 → H2O + CO2+ ENERGÍA.

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Ecuaciones químicas: representación de reacciones

  • 1. INTRODUCCIÓN Son expresiones matemáticas abreviadas que se utilizan para describir lo que sucede en una reacción química en sus estados inicial y final. En ella figuran dos miembros; en el primero, los símbolos o fórmulas de los reactantes, reaccionantes o reactivos y en el segundo los símbolos o fórmulas de los productos. Para separar ambos miembros se utiliza una flecha que generalmente se dirige hacia la derecha, indicando el sentido de la reacción La materia puede sufrir cambios físicos, químicos y nucleares. Los cambios químicos suceden mediante las reacciones químicas, y estas se representan mediante las ecuaciones químicas. Las reacciones químicas suceden a cada segundo y en todo el universo. Las mismas tienen di- versas importancias y pueden ser de diferentes tipos; estas reacciones suceden en el aire, en el suelo, en los vegetales, en los animales, en los humanos, en la cocina, en automóviles, etc. Son ejemplos de reacciones químicas la respiración, la fotosíntesis, el metabolismo, la reproducción, el crecimiento, la formación de óxidos, de hidróxidos, de ácidos, de sales, de rocas y suelo, etc. Sin embargo, para que se realice una reacción química es necesaria la presencia de una o más sustancias, para que se descomponga o se combinen y así formar las o la nueva sustancia. OBJETIVOS 1. Identificar las reacciones químicas 2. analizar sus ecuaciones con sus procesos respectivos 3. Identificar las clases de reacciones MARCO TEÓRICO Una reacción química, también llamada cambio químico o fenómeno químico, es todo proceso termodinámico en el cual dos o más sustancias (llamadas reactantes o reactivos), se transforman, cambiando su estructura molecular y sus enlaces, en otras sustancias llamadas productos. Los reactantes pueden ser elementos o compuestos. Un ejemplo de reacción química es la formación de óxido de hierro producida al reaccionar el oxígeno del aire con el hierro de forma natural, o una cinta de magnesio al colocarla en una llama se convierte en óxido de magnesio, como un ejemplo de reacción inducida. A la representación simbólica de cada una de las reacciones se le denomina ecuación química. Los productos obtenidos a partir de ciertos tipos de reactivos dependen de las
  • 2. condiciones bajo las que se da la reacción química. No obstante, tras un estudio cuidadoso se comprueba que, aunque los productos pueden variar según cambien las condiciones, determinadas cantidades permanecen constantes en cualquier reacción química. Estas cantidades constantes, las magnitudes conservadas, incluyen el número de cada tipo de átomo presente, la carga eléctrica y la masa total. Una reacción química se produce cuando las sustancias participantes en ella se transforman en otras distintas. A las primeras se les llama reactivos y a las segundas productos. La masa de las sustancias participantes es la misma antes y después de la reacción, es decir, se conserva. Esto sucede porque sólo se lleva a cabo un reordenamiento entre los átomos de los reactivos, que se rompen y forman nuevos enlaces. Antes de comenzar el estudio de las reacciones químicas es necesario que observes la simbología usada para expresar de una forma sencilla y universal una reacción química. Una ecuación química es una forma resumida de expresar, mediante símbolos y fórmulas, una reacción química. En ella determinamos las sustancias reaccionantes, se predicen los productos y se indican las proporciones de las sustancias que participan en la reacción. Para identificar si ha ocurrido una reacción química es necesario verificar si se ha dado alguno de los siguientes eventos: 1. Se produce una efervescencia (producción de gases). 2. Se libera o absorbe energía (cambia la temperatura del matraz o recipiente donde ocurre la reacción). 3. Cambio de color de los reactivos participantes. 4. Aparece un precipitado o sustancia insoluble.
  • 3. En esta tabla aparecen los símbolos más utilizados en las ecuaciones químicas. Observa que las sustancias que actúan como reactivos se escriben del lado izquierdo de la reacción mientras que los productos (sustancias que se forman durante una reacción química) del lado derecho. Símbolos de uso común en las ecuaciones químicas (Hein, 1992) Símbol o Significado Dan o producen (apunta hacia los productos). Reacción reversible; equilibrio entre reactivos y productos. Gas que se desprende (se coloca después de la sustancia). Sólido o precipitado que se forma (se coloca después de la sustancia). (s) Estado sólido (se coloca después de la sustancia). (l) Estado líquido (se coloca después de la sustancia). (g) Estado gaseoso (se coloca después de la sustancia). (ac) Solución acuosa (sustancia disuelta en agua, se escribe después de ella). Δ Energía calorífica. Más o se agrega a (al aparecer este signo entre dos sustancias). Para escribir una ecuación química se tiene que tomar en cuenta que: 1. Debemos saber cómo reaccionan las sustancias y qué nuevos productos se forman. 2. Toda ecuación química debe estar balanceada, es decir que debe de existir la misma cantidad de átomos de un mismo elemento de ambos lados de la ecuación química, por ejemplo, esta es una representación de una molécula de agua oxigenada o peróxido de hidrógeno (H2O2). El agua oxigenada es un líquido transparente muy reactivo, por lo que se utiliza como desinfectante y bactericida. Por este motivo se requiere almacenarlo en recipientes color ámbar, que no permitan la entrada de luz y de esta manera el agua oxigenada almacenada no reaccione ni se descomponga.
  • 4. El agua oxigenada por acción de la luz reacciona descomponiéndose en agua y oxígeno. Esta reacción se produce de la siguiente manera: 1.- LOS CAMBIOS EN LA MATERIA La materia puede sufrir cambios mediante diversos procesos. No obstante, todos esos cambios se pueden agrupar en dos tipos: cambios físicos y cambios químicos. 1.1- CAMBIOS FÍSICOS En estos cambios no se producen modificaciones en la naturaleza de las sustancia o sustancias que intervienen. Ejemplos de este tipo de cambios son: ● Cambios de estado. ● Mezclas. ● Disoluciones. ● Separación de sustancias en mezclas o disoluciones. 1.2- CAMBIOS QUÍMICOS En este caso, los cambios si alteran la naturaleza de las sustancias: desaparecen unas y aparecen otras con propiedades muy distintas. No es posible volver atrás por un procedimiento físico (como calentamiento o enfriamiento, filtrado, evaporación, etc.) Una reacción química es un proceso por el cual una o más sustancias, llamadas reactivos, se transforman en otra u otras sustancias con propiedades diferentes, llamadas productos. En una reacción química, los enlaces entre los átomos que forman los reactivos se rompen. Entonces, los átomos se reorganizan de otro modo, formando nuevos enlaces y dando lugar a una o más sustancias diferentes a las iniciales. 2.- CARACTERÍSTICAS DE LAS REACCIONES QUÍMICAS 1. La o las sustancias nuevas que se forman suelen presentar un aspecto totalmente diferente del que tenían las sustancias de partida. 2. Durante la reacción se desprende o se absorbe energía:
  • 5. ○ Reacción exotérmica: se desprende energía en el curso de la reacción. ○ Reacción endotérmica: se absorbe energía durante el curso de la reacción. 3. Se cumple la ley de conservación de la masa: la suma de las masas de los reactivos es igual a la suma de las masas de los productos. Esto es así porque durante la reacción los átomos ni aparecen ni desaparecen, sólo se reordenan en una disposición distinta. 3.- ECUACIONES QUÍMICAS Una reacción química se representa mediante una ecuación química. Para leer o escribir una ecuación química, se deben seguir las siguientes reglas: ● Las fórmulas de los reactivos se escriben a la izquierda, y las de los productos a la derecha, separadas ambas por una flecha que indica el sentido de la reacción. ● A cada lado de la reacción, es decir, a derecha y a izquierda de la flecha, debe existir el mismo número de átomos de cada elemento. Cuando una ecuación química cumple esta segunda regla, se dice que está ajustada o equilibrada. Para equilibrar reacciones químicas, se ponen delante de las fórmulas unos números llamados coeficientes, que indican el número relativo de átomos y moléculas que intervienen en la reacción. Nota: estos coeficientes situados delante de las fórmulas, son los únicos números en la ecuación que se pueden cambiar, mientras que los números que aparecen dentro de las fórmulas son intocables, pues un cambio en ellos significa un cambio de sustancia que reacciona y, por tanto, se trataría de una reacción distinta. Si se quiere o necesita indicar el estado en que se encuentran las sustancias que intervienen o si se encuentran en disolución, se puede hacer añadiendo los siguientes símbolos detrás de la fórmula química correspondiente: ● (s) = sólido. ● (metal) = elemento metálico. ● (l) = líquido. ● (g) = gas. ● (aq) = disolución acuosa (en agua). 4.- CÁLCULO DE LA MASA Y EL VOLUMEN A PARTIR DE ECUACIONES QUÍMICAS Las ecuaciones químicas permiten calcular, a partir de una cantidad determinada de alguno de los reactivos y productos que intervienen en una reacción, la cantidad necesaria del resto de los componentes de la misma. 4.1- Cálculos masa - masa En este caso nos aprovechamos de la relación que hay entre cantidad de sustancia (en mol), masa de sustancia y masa molar, tal como indica la relación:
  • 6. cantidad de sustancia = masa en gramos ; n (mol) = m(g) masa molar M (g/mol) Para ver cómo se hace, lee el enunciado del problema siguiente y, a continuación pulsa sobre el gráfico: Se quiere calcular la cantidad de cloruro de calcio que se obtiene cuando 50 g de carbonato de calcio se hacen reaccionar con la cantidad suficiente de ácido clorhídrico, en una reacción en la que se obtienen, además, agua y dióxido de carbono 4.2- Cálculos volumen - volumen La ley de Avogadro dice lo siguiente: Volumenes iguales de diferentes gases en las mismas condiciones de presión y temperatura, contienen el mismo número de partículas Esta ley implica que números iguales (por ejemplo, un mol) de partículas , átomos o moléculas, ocupan el mismo volumen, lo cual es muy útil para realizar cálculos de volúmenes en aquellas reacciones en las que intervengan gases. 5.- VELOCIDAD DE UNA REACCIÓN QUÍMICA Para saber si una reacción es rápida o lenta, hay que conocer la velocidad a la que transcurre. Podemos definir velocidad de reacción como la variación de cantidad de sustancia formada o transformada por unidad de tiempo. En general, para determinar la velocidad de una reacción, hay que medir la cantidad de reactivo que desaparece o la cantidad de producto que se forma por unidad de tiempo. 5.1- Factores que afectan a la velocidad de reacción la velocidad de una reacción se ve influida por una serie de factores; entre ellos se pueden destacar: Naturaleza de los reactivos Se ha observado que según los reactivos que intervengan, las reacciones tienen distinta velocidad, pero no se ha podido establecer aún unas reglas generales. Concentración de los reactivos La velocidad de reacción aumenta con la concentración de los reactivos. Para aumentar la concentración de un reactivo:
  • 7. ● Si es un gas, se consigue elevando su presión. ● Si se encuentra en disolución, se consigue cambiando la relación entre el soluto y el disolvente. Superficie de contacto de los reactivos Cuanto más divididos están los reactivos, más rápida es la reacción. Esto es así porque se aumenta la superficie expuesta a la misma. Temperatura En general, la velocidad de una reacción química aumenta conforme se eleva la temperatura. Presencia de catalizadores Un catalizador es una sustancia, distinta a los reactivos o los productos, que modifican la velocidad de una reacción. Al final de la misma, el catalizador se recupera por completo e inalterado. En general, hace falta muy poca cantidad de catalizador. Los catalizadores aumentan la velocidad de la reacción, pero no la cantidad de producto que se forma. 6.- IMPORTANCIA DE LAS REACCIONES QUÍMICAS Estamos rodeados por reacciones químicas; tienen lugar en laboratorios, pero también en fábricas, automóviles, centrales térmicas, cocinas, atmósfera, interior de la Tierra... Incluso en nuestro cuerpo ocurren miles de reacciones químicas en cada instante, que determinan lo que hacemos y pensamos. De toda la variedad de reacciones posibles, vamos a ver dos: las de neutralización y las de combustión. Pero antes de verlas, es necesario conocer y dominar el concepto de ácido y base. 6.1- Ácidos y bases Las características de los ácidos y las bases se resumen en el siguiente cuadro: Ácidos Bases ▪Tienen sabor agrio (ácido). ▪Tienen sabor amargo. ▪Reaccionan con ciertos metales, como Zn, Mg o Fe, para dar hidrógeno ▪Reaccionan con las grasas para dar jabones. ▪Reaccionan con las bases para dar sales ▪Reaccionan con los ácidos para dar sales.
  • 8. Son sustancias ácidas: el ácido clorhídrico (HCl); el ácido bromhídrico (HBr); el ácido nítrico (HNO3); el ácido carbónico (H2CO3) y el ácido sulfúrico (H2SO4), entre otros Son sustancias básicas el hidróxido de amonio o amoniaco disuelto en agua (NH4OH); y los hidróxidos de los metales alcalinos (LiOH, NaOH, KOH,...) y alcalinotérreos, como el Ca(OH)2, y Mg(OH)2, entre otros Para distinguir si una sustancia es ácida o básica, se utiliza la escala de pH, comprendida entre el 1 y el 14: ● Si una sustancia tiene un pH igual a 7, se dice que es neutra, ni ácida ni básica (por ejemplo, el agua pura). ● Si una sustancia tiene un pH menor que 7, tiene carácter ácido. ● Si una sustanica tien un pH mayor que 7, tiene carácter básico. En los laboratorios y aquellos otros lugares donde es necesario determinan esta propiedad (como en un análisis de agua potable, por ejemplo), se utiliza un indicador ácido-base, que es una sustancia que presenta un color distinto según sea el pH del medio. Algunos ejemplos se muestran en las dos tablas siguientes: Indicad ores Color en medio ácido Color en medio básico Naranja de metilo Naranj a Amarillo Fenolft aleina Incolor o Rosa Azul de bromoti mol Amarill o Azul Tornas ol Rojo Azul Para ahorrar tiempo y trabajo, se utiliza mucho el papel indicador universal, que es un papel impregnado con una mezcla de indicadores y que adquiere un color distinto según los distintos pH.
  • 9. 6.2- Neutralización Cuando entran en reacción un ácido (por ejemplo, HCl) y una base (NaOH), el primero se disocia liberando H+ y Cl-, mientras que el segundo se disocia en Na+ y OH-. Los iones Cl- y Na+ se unen formando una nueva sustancia neutra (en este caso NaCl), llamada sal y los iones H+ y OH- se unen por su parte para forman H2O, es decir, agua. acido + base → sal + agua 6.3.- La combustión La combustión es el proceso químico por el cual una sustancia, llamada combustible, reacciona con el oxígeno. En general, esta reacción es fuertemente exotérmica, desprendiéndose energía en forma de calor, luz o sonido. Esta reacción no tiene lugar de forma espontánea, sino que, para que comience, ha de aportarse energía a través de una llama o de una chispa eléctrica. Eso si, una vez empezada, continúa por sí sola hasta que se agote el combustible o el oxígeno. Es una reacción de gran importancia, tanto en la naturaleza como para la actividad humana, ya que es la forma en que los seres vivos y los artefactos humanos obtienen de forma muy mayoritaria su energía. Reacciones de combustión particularmente importantes son: ● La combustión del carbono. Su ecuación química es la siguiente: C(s) + O2(g) → CO2(g). El producto es dióxido de carbono y se desprende energía lumínica y calorífica. Cuando esta reacción tiene lugar con poco oxígeno, la reacción es entonces: C(s) + ½O2(g) → CO(g), formándose monóxido de carbono, un gas venenoso y muy peligroso. ● La combustión de hidrocarburos (compuestos cuya base es carbono e hidrógeno). En esta reacción se forma CO2 y vapor de agua. Es la reacción que tiene lugar en la combustión de los combustibles fósiles (carbón y petróleo), fuente básica de obtención de energía en nuestra sociedad. Un ejemplo de esta reacción es la combustión del metano: CH4(g) + 2O2(g) → CO2 (g) + 2 H2O (g)
  • 10. ● La combustión de la glucosa en el cuerpo humano. La glucosa, procedente de la digestión de ciertos alimentos o de la transformación de otras sustancias, reacciona con el oxígeno presente en las células, produciendo CO2, agua y liberando energía. Esta reacción es lo que se conoce como respiración, cuya importancia no es necesario recordar. Un punto importante a destacar, es que los productos de la combustión, fundamentalmente el dióxido de carbono, tienen una gran incidencia cuando son liberados al medio ambiente, ya que este gas es el que produce mayor efecto invernadero. Las diferentes sustancias presentes en la naturaleza interactúan entre ellas continuamente. Cosas tan comunes como encender una cerilla, disolver un medicamente en el agua o incluso nuestra respiración, obedecen a lo que se conocen como reacciones químicas. En este artículo vamos a ver algunos de los tipos de reacciones químicas más comunes. Reacción química: explicando el concepto Entendemos por reacción química toda aquella interacción entre sustancias en la que se generan o rompen enlaces químicos, generándose nuevos compuestos. Los compuestos iniciales son los llamados reactivos, mientras que el resultado de la reacción son los productos. Estas reacciones pueden ser en algunos casos reversibles, pudiendo volver los reactivos a su estado previo, pero en otros casos éstos se consumen siendo dicha reacción irreversible. Según la reacción se va produciendo, existe un momento en que se produce un equilibrio entre reactivo y producto y la reacción cesa. En cualquier caso los átomos no se crean ni se destruyen sino que únicamente se transforman, tal y como pasa con la conservación de la energía. Principales tipos de reacción química Existen una gran cantidad de posibles maneras de que se produzca la interacción entre compuestos, presentando diferentes características y peculiaridades. Algunas de los principales tipos de reacciones químicas entre compuestos son las siguientes. 1. Reacciones de síntesis o adición En este tipo de reacciones químicas se combinan dos o más sustancias para formar un único compuesto. La combinación de metal y oxígeno para formar óxidos es un ejemplo. 2. Reacciones de descomposición Las reacciones de descomposición son aquellas en las que un compuesto concreto se descompone y divide en dos o más sustancias. Es lo que ocurre por
  • 11. ejemplo cuando se produce la electrólisis del agua, separándose el agua en hidrógeno y oxígeno. 3. Reacciones de desplazamiento, sustitución o intercambio Uno de los tipos de reacción química en que un elemento de un compuesto pasa a otro debido a su interacción. En este caso el elemento traspasado se ve atraído por el otro componente, que debe tener mayor fuerza que el compuesto inicial. 4. Reacciones iónicas Se trata de un tipo de reacción química que se produce ante la exposición de compuestos iónicos a un disolvente. El compuesto soluble se disuelve, disociándose en iones. 5. Reacciones de doble sustitución Se trata de una reacción semejante a la de la sustitución, con la excepción de que en en este caso uno de los elementos que forman uno de los compuestos pasa el otro a la vez que este segundo compuesto pasa al primero uno de sus propios componentes. Es necesario para que se produzca la reacción que al menos uno de los compuestos no se disuelva. 6. Reacciones de oxidorreducción o redox Se denomina como tal a aquel tipo de reacción química en que existe intercambio de electrones. En las reacciones de oxidación uno de compuestos pierde electrones en favor del otro, oxidándose. El otro compuesto se reduciría al aumentar su número de electrones. Este tipo de reacciones ocurren tanto en la naturaleza como de manera artificial. Por ejemplo, es el tipo de reacción que hace que necesitemos respirar (adquiriendo oxígeno del medio) o que las plantas realicen la fotosíntesis. 7. Reacciones de combustión Un tipo de oxidación extremadamente rápida y enérgica, en el que una sustancia orgánica reacciona con oxígeno. Esta reacción genera energía (generalmente calorífica y lumínica) y puede generar llamas y que suele tener como resultado un producto en forma de gas. Un ejemplo típico es la combustión de un hidrocarburo o del consumo de glucosa. 8. Reacciones de neutralización Este tipo de reacción química se produce cuando una sustancia básica y otra ácida interaccionan de tal manera que se neutralizan formando un compuesto neutro y agua. 9. Reacciones nucleares
  • 12. Se denomina como tal toda aquella reacción química en la que se provoca una modificación no de los electrones de los átomos, sino de su núcleo. Esta combinación o fragmentación va a provocar un elevado nivel de energía. Se denomina fusión a la combinación de átomos, mientras que su fragmentación recibe el nombre de fisión. 10. Reacciones exotérmicas Se denomina reacción endotérmica a toda aquella reacción química que provoca la emisión de energía. 11. Reacciones endotérmicas Las reacciones endotérmicas son todos aquellos tipos de reacción química en la que la interacción entre elementos absorbe energía del medio, siendo el producto final mucho más enérgico que los reactivos. Reacciones Químicas Se le llama reacción química al proceso mediante el cual una o más sustancias químicas denominadas en ese contexto “reactivos” se transforman y dan origen a otras, designadas en ese contexto como “productos”. Además de una reorganización de átomos y moléculas, en las reacciones químicas se produce un intercambio de energía. Los compuestos químicos albergan en los enlaces de los átomos que los componen energía, que conocemos como energía química. Las reacciones químicas se suelen expresar a través de ecuaciones, donde a la izquierda se indican los reactivos y a la derecha los productos, vinculando ambas partes con una flecha hacia la derecha si la reacción es reversible o una flecha de ida y vuelta si se trata de una reacción reversible. Cuando se indican las cantidades o proporciones en la que reaccionan los reactivos y se obtienen los productos se habla de reacciones estequiométricas. Cuando la energía de los productos es menor que la de los reactivos que los originaron se produce una liberación neta de energía, que puede manifestarse de diferentes formas, entre ellas calor, luz y electricidad. A este tipo de reacciones se las conoce como reacciones exotérmicas. Las reacciones químicas endotérmicas, por el contrario, absorben energía. Las leyes de las reacciones químicas En las reacciones químicas se cumplen las leyes ponderales, de esta la más importante es la ley de conservación de la masa o ley de Lavoisier, formulada por este químico en 1774, que postula que en toda reacción química la masa de los reactivos es igual a la masa de los productos. Fue Dalton quien completó la explicación a esta ley algunos años después, al indicar que en una reacción química el número de átomos no varía al comparar los
  • 13. reactivos con los productos, solo cambia su organización, por lo que la masa de se conserva. Otro parámetro importante en las reacciones químicas es su velocidad de reacción, ya que no todas tardan el mismo tiempo en producirse. La velocidad de reacción se define como la cantidad de producto que aparece por unidad de tiempo o la cantidad de reactivo que desaparece por unidad de tiempo. Aunque cada reacción tiene diferente velocidad, ciertos factores pueden hacer que esta tienda a aumentar o a disminuir: la superficie de contacto y la temperatura son algunos de ellos. Los catalizadores son sustancias que aumentan la velocidad de una reacción, sin modificar su estructura, a menudo cumplen este papel los metales. Ver además: Ejemplos de Catalizadores y sus funciones Ejemplos de reacciones químicas Continuamente se producen reacciones químicas en la naturaleza, en el cuerpo humano, en las fábricas, en las plantas de tratamiento de efluentes, etc. Se enumeran abajo algunas de ellas: 1. Combustión 2. Sustitución 3. Adición 4. Eliminación 5. Oxidación 6. Reducción 7. Reacciones ácido-base 8. Oxigenación 9. Transaminación 10.Cloración 11.Carbonilación 12.Nitrosilación 13.Peroxidación 14.Fotólisis del agua 15.Sulfatación 16.Carbonatación 17.Ozonización 18.Esterificación 19.Hidrogenación 20.Acetilación Reacción química y ecuaciones químicas Una Reacción química es un proceso en el cual una sustancia (o sustancias) desaparece para formar una o más sustancias nuevas. Las ecuaciones químicas son el modo de representar a las reacciones químicas.
  • 14. Por ejemplo el hidrógeno gas (H2) puede reaccionar con oxígeno gas(O2) para dar agua (H20). La ecuación química para esta reacción se escribe: El "+" se lee como "reacciona con" 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. Los números al lado de las formulas son los coeficientes (el coeficiente 1 se omite). Estequiometría de la reacción química Ahora estudiaremos la estequiometría, es decir la medición de los elementos). Las transformaciones que ocurren en una reacción quimica se rigen por la Ley de la conservación de la masa: Los átomos no se crean ni se destruyen durante una reacción química. Entonces, el mismo conjunto de átomos está presente antes, durante y después de la reacción. Los cambios que ocurren en una reacción química simplemente consisten en una reordenación de los átomos. 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. 2H2 + O2 2H2O Reactivos Productos 4H y 2O = 4H + 2O Pasos que son necesarios para escribir una reacción ajustada: 1) Se determina cuales son los reactivos y los productos. 2) Se escribe una ecuación no ajustada usando las fórmulas de los reactivos y de los productos. 3) Se ajusta la reacción determinando los coeficientes que nos dan números iguales de cada tipo de átomo en cada lado de la flecha de reacción, generalmente números enteros. Ejemplo 1: Consideremos la reacción de combustión del metano gaseoso (CH4) en aire. Paso 1:
  • 15. Sabemos que en esta reacción se consume (O2) y produce agua (H2O) y dióxido de carbono (CO2). Luego: los reactivos son CH4 y O2, y los productos son H2O y CO2 Paso 2: la ecuación química sin ajustar será: Paso 3: Ahora contamos los átomos de cada reactivo y de cada producto y los sumamos: Entonces, una molécula de metano reacciona con dos moléculas de oxígeno para producir dos moléculas agua y una molécula de dióxido de carbono. Ejemplo 2: Ecuación balanceada
  • 16. Ejemplo 3: Ajustar primero la molécula mayor Ahora ajustamos el O. Multiplicamos por dos: Ejemplo 4: Descomposición de la urea: Para balancear únicamente duplicamos NH3 y así: Ejemplo 5: Necesitamos mas cloro en la derecha:
  • 17. Se necesita más C en la izquierda, duplicamos CH3OH. ya está ajustada. Tipos de reacciones químicas
  • 18. Estado fisico de reactivos y productos
  • 19. El estado físico de los reactivos y de los productos puede indicarse mediante los símbolos (g), (l) y (s), para indicar los estados gaseoso, líquido y sólido, respectivamente. Por ejemplo: Para describir lo que sucede cuando se agrega cloruro de sodio (NaCl) al agua, se escribe: dónde ac significa disolución acuosa. Al escribir H2O sobre la flecha se indica el proceso físico de disolver una sustancia en agua, aunque algunas veces no se pone, para simplificar. El conocimiento del estado físico de los reactivos y productos es muy útil en el laboratorio, Por ejemplo, cuando reaccionan el bromuro de potasio (KBr) y el nitrato de plata (AgNO3) en medio acuoso se forma un sólido, el bromuro de plata (AgBr). Si no se indican los estados físicos de los reactivos y productos, una persona no informada podría tratar de realizar la reacción al mezclar KBr sólido con AgNO3 sólido, que reaccionan muy lentamente o no reaccionan. AJUSTANDO ECUACIONES. ALGUNOS EJEMPLOS: Cuando hablamos de una ecuación "ajustada", queremos decir que debe haber el mismo número y tipo de átomos en los reactivos que en los productos. En la siguiente reacción, observar que hay el mismo número de cada tipo de átomos a cada lado de la reacción. Ejemplo 1: Ajustar la siguiente ecuación. ¿Cuál es la suma de los coeficientes de los reactivos y productos? 1) Encontrar los coeficientes para ajustar la ecuación. Suele ser más fácil si se toma una sustancia compleja, en este caso Mg3B2, y ajustar todos los elementos a la vez.
  • 20. Hay 3 átomos de Mg a la izquierda y 1 a la derecha, luego se pone un coeficiente 3 al Mg(OH)2 a la derecha para ajustar los átomos de Mg. 2) Ahora se hace lo mismo para el B. Hay 2 átomos de B a la izquierda y 2 a la derecha, luego se pone 1 como coeficiente al B2H6 a la derecha para ajustar los átomos de B. 3) Ajustar el O. Debido a los coeficientes que acabamos de poner, hay 6 átomos de O en el Mg(OH)2 dando un total de 6 átomos de O a la izquierda. Por tanto, el coeficiente para el H2O a la izquierda será 6 para ajustar la ecuación. 4) En este caso, el número de átomos de H resulta calculado en este primer intento. En otros casos, puede ser necesario volver al prime paso para encontrar otro coeficiente. Por tanto, la suma de los coeficientes de los reactivos y productos es: 1 + 6 + 3 + 1 = 11 Ejemplo 2: Ajustando Ecuaciones - Combustión de compuestos Orgánicos Ajustar la siguiente ecuación y calcular la suma de los coeficientes de los reactivos. 1) Encontrar los coeficientes para ajustar la ecuación. Se hace frecuentemente más fácil si se elige una sustancia compleja, en este caso C8H8O2, asumiendo que tiene de coeficiente 1, y se ajustan todos los elementos a la vez. Hay 8 átomos de C a la izquierda, luego se pone de coeficiente al CO2 8 a la derecha, para ajustar el C. 2) Ahora se hace lo mismo para el H. Hay 8 átomos de H a la izquierda, luego se pone como coeficiente al H2O 4 en la derecha, para ajustar el H. 3) El último elemento que tenemos que ajustar es el O. Debido a los coeficientes que acabamos de poner a la derecha de la ecuación, hay 16 átomos de O en el CO2 y 4 átomos de O en el H2O, dando un total de 20 átomos de O a la derecha (productos). Por tanto, podemos ajustar la ecuación poniendo el coeficiente 9 al O2 al lado izquierdo de la ecuación.
  • 21. 4) Recordar siempre contar el número y tipo de átomos a cada lado de la ecuación, para evitar cualquier error. En este caso, hay el mismo número de átomos de C, H, y O en los reactivos y en los productos: 8 C, 8 H, y 20 O. 5) Como la cuestión pregunta por la suma de los coeficientes de los reactivos, la respuesta correcta es: 1 + 9 = 10 Ejemplo 3: Ajustar la siguiente ecuación. ¿Cuál es la suma de los coeficientes de los reactivos y los productos? 1) Encontrar los coeficientes para ajustar la ecuación. Esto es frecuentemente más simple si se parte de una sustancia compleja, en este caso Mg3B2, y se ajustan todos los elementos a la vez. Hay 3 átomos de Mg a la izquierda y 1 a la derecha, de modo que se pone un coeficiente 3 al Mg(OH)2 a la derecha para ajustar los átomos de Mg. 2) Ahora se hace lo mismo para B. Hay 2 átomos de B a la izquierda y 2 a la derecha, de modo que se pone un coeficiente 1 al B2H6 a la derecha para ajustar los átomos de B. 3) Ajuste de O. Debido a los coeficientes que acabamos de poner, hay 6 átomos de O en el Mg(OH)2 dándonos 6 átomos de O a la derecha. Por tanto, nuestro coeficiente, a la izquierda, para el H2O debe de ser 6 para ajustar la ecuación. 4) En este caso, el número de átomos de H ha sido calculado al primer intento. En otros casos, puede ser necesario volver a la primera etapa y encontrar otros coeficientes. Como resultado, la suma de los coeficientes de los reactivos y productos es: 1 + 6 + 3 + 1 = 11 Ejemplo 4: La dimetil hidrazina, (CH3)2NNH2, se usó como combustible en el descenso de la nave Apolo a la superficie lunar, con N2O4 como oxidante. Considerar la siguiente reacción sin ajustar y calcular la suma de los coeficientes de reactivos y productos. 1) Encontrar los coeficientes para ajustar la ecuación. Esto es con frecuencia mas sencillo si se empieza con una sustancia compleja, en este caso (CH3)2NNH2, asumiendo que tiene 1 como coeficiente, y se van ajustando los elementos de uno
  • 22. en uno. Hay 2 átomos de C a la izquierda, por lo que se pone un coeficiente de 2 al CO2 en la derecha para ajustar los átomos de C. 2) Ahora, hacer lo mismo para el H. Hay 8 átomos de H a la izquierda, de modo que se pone un coeficiente 4 al H2O a la derecha para ajustar los átomos de H. 3) Ajuste del O. Debido a los coeficientes que acabamos de poner, al lado izquierdo de la ecuación hay 4 átomos de O en el N2O4 y en el lado derecho hay 8 átomos de O en el H2O. Por tanto, podemos "ajustar" la los átomos de O en la ecuación poniendo un coeficiente de 2 al N2O4 en el lado izquierdo de la ecuación. 4) El último elemento que debe ajustarse es el N. Hay 6 átomos de N en el lado izquierdo y 2 en el lado derecho. Por tanto, podemos "ajustar" la ecuación poniendo un coeficiente de 3 al N2 en el lado derecho. Por tanto, la suma de los coeficientes de los reactivos y productos es: 1 + 2 + 2 + 4 + 3 = 12 Información derivada de las ecuaciones ajustadas Cuando se ha ajustado una ecuación, los coeficientes representan el número de cada elemento en los reactivos y en los productos. También representan el número de moléculas y de moles de reactivos y productos. En la siguiente reacción, el carbonilo del metal, Mn(CO)5, sufre una reacción de oxidación. Observar que el número de cada tipo de átomos es el mismo a cada lado de la reacción. En esta reacción, 2 moléculas de Mn(CO)5 reaccionan con 2 moléculas de O2 para dar 2 moléculas de MnO2 y 5 moléculas de CO2. Esos mismos coeficientes también representan el número de moles en la reacción. Ejemplo: ¿Qué frase es falsa en relación con la siguiente reacción ajustada? (Pesos Atómicos: C = 12.01, H = 1.008, O = 16.00). a) La reacción de 16.0 g de CH4 da 2 moles de agua. b) La reacción de 16.0 g of CH4 da 36.0 g de agua.
  • 23. c) La reacción de 32.0 g of O2 da 44.0 g de dióxido de carbono. d) Una molécula de CH4 requiere 2 moléculas de oxígeno. e) Un mol de CH4 da 44.0 g de dióxido de carbono. Las respuestas son: a) VERDADERA: Un mol de CH4 da 2 moles de agua. Un mol de CH4 = 16.0 g. b) VERDADERA: Un mol de CH4 da 2 moles de agus. Un mol de CH4 = 16.0 g, y un mol de agua = 18.0 g. c) FALSA: 2 moles de O2 dan 1 mol de CO2. 2 moles de O2 = 64.0 g, pero 1 mol de CO2 = 44.0 g. d) VERDADERA: Un mol de moléculas de CH4 reacciona con 2 moles de moléculas de oxígeno (O2), de modo que una molécula de CH4 reacciona con 1 molécula de oxígeno. e) VERDADERA: Un mol de CH4 da 1 mol de CO2. Un mol de CH4 = 16.0 g, y un mol de CO2 = 44.0 g. Ecuaciones químicas. Concepto, ajuste y tipos Gran parte de los procesos que tienen lugar en la vida cotidiana, tal como la oxidación del hierro en condiciones de libre exposición, la luminosidad que desprende una cinta de magnesio durante la combustión, la combustión del butano, la fabricación del jabón, etc., no son más que reacciones químicas, esto es, transformaciones de una sustancia en otra, con propiedades completamente diferentes. Ante ellas, los científicos se preguntan en qué consisten, cuáles son sus causas y consecuencias y cómo pueden modificarlos para adaptarlos a sus necesidades y obtener ventajas que mejoren nuestra vida. Concepto de ecuación química Una reacción química es cualquier proceso en el que, por lo menos, los átomos, las moléculas o los iones de una sustancia se transforman en átomos, moléculas o iones de otra sustancia química distinta. Las reacciones químicas se escriben de forma simplificada mediante ecuaciones químicas. En las reacciones químicas se cumple la ley de conservación de la masa, teniendo lugar una reordenación de los átomos, pero no su creación ni su destrucción. El reordenamiento de los átomos en la molécula da lugar a una sustancia distinta. Las sustancias que se transforman o modifican en una reacción se llaman reaccionantes, reactivos o reactantes. Las sustancias nuevas que se originan en una reacción química se llaman productos. Una de las reacciones químicas más usuales es la combustión del gas natural (mezcla de sustancias donde el metano, CH4, es el compuesto principal), cuya ecuación es:
  • 24. La ecuación está «igualada», esto es, en cada miembro de la reacción hay el mismo número de átomos de cada elemento. Ioduro de hidrógeno. Ajuste de las ecuaciones químicas Para ajustar una ecuación química hay que seguir el orden siguiente: ● Primero se ajustan los átomos de los metales, teniendo prioridad los más pesados. ● A continuación se ajustan los no metales, teniendo también prioridad los más pesados. ● Se revisa, si es necesario, el ajuste de los metales. ● Se comprueba el ajuste contando los átomos de hidrógeno y de oxígeno que intervienen. Por ejemplo, para ajustar la reacción: BaCl2 + Na2SO4 ® NaCl + BaSO4 siguiendo el orden indicado: ● Se empieza por el metal Ba, que es el más pesado. Como en ambos miembros hay un átomo de bario, no es necesario ajustarlo. Se sigue por el otro metal, el Na. ● Dado que en el miembro de la izquierda hay dos átomos de Na debemos poner un 2 delante del NaCl de la derecha, quedando: ● BaCl2 + Na2SO4 ® 2 NaCl + BaSO4 ● ● Se siguen ajustando los no metales: cloro y azufre. Como ambos ya están ajustados y en ambos miembros existe igual número de átomos de oxígeno, se puede considerar que la reacción ya está completamente ajustada. Tipos de reacciones químicas Hay varias clasificaciones de las reacciones químicas, de las que las más importantes son: ● Reacciones exotérmicas: aquellas en que se desprende calor durante la reacción: ● 2H2 + O2 ® 2 H2O + 136.000 calorías ● Reacciones endotérmicas: aquellas en las que se absorbe calor durante la reacción: ● H2 + I2 + 12.400 calorías ® 2HI
  • 25. ● Reacciones de descomposición o análisis: reacciones en que una sustancia se desdobla en dos sustancias diferentes más simples: ● 2HgO ® 2 Hg + O2 ● Reacciones de composición o de síntesis: reacciones en que dos o más sustancias se combinan para formar una nueva: ● H2 + 1/2 O2 ® H2O ● Reacciones de sustitución: un elemento sustituye a otro en una molécula: ● Fe + CuSO4 ® FeSO4 + Cu Fórmulas a. Conceptos de símbolo y fórmula. Símbolo químico. Es la representación escrita y abreviada del nombre de un elemento químico. Todos los elementos químicos tienen su propio nombre, el cual se ha - abreviado mediante un símbolo que está compuesto o formado por una, dos y hasta tres letras; por ejemplo, hay un elemento químico llamado Calcio cuyo nombre se ha abreviado a dos letras Ca, que forman así el símbolo del Calcio; así pues, se establece simplemente que los símbolos químicos representan a los elementos o sustancias simples. Formula química. Es la representación escrita y abreviada de una sustancia. Las formulas son como una clave química o una notación (representación por medio de signos convencionales). Cada tipo de sustancia existente tiene su propia formula, o sea, una formula sirve para identificar a una sustancia en particular. b. Tipos de fórmulas. Existen tres tipos fundamentales o principales de fórmulas: molecular, desarrollada o estructural y semi-desarrollada. Formula molecular: es la representación gráfica y real de una sustancia. Es conocida también como fórmula condensada. Esta fórmula nos indica que clase de elementos químicos componen a la sustancia que representa (aspecto cualitativo), así como la cantidad de átomos de cada elemento (aspecto cuantitativo); la misma está compuesta de Símbolos químicos y números. Los números son enteros y pequeños, llamados subíndices, e indican la cantidad de átomos del elemento químico que lo conlleva; se ubican en la parte inferior derecha de cada símbolo, y
  • 26. cuando no aparece ningún número como sub-índice entonces se supone que es uno (1), el cual nunca se escribe. Observe las situaciones siguientes: H es el símbolo químico de un átomo de Hidrogeno; no es una formula. H2 es la fórmula de dos átomos de Hidrogeno unidos (molécula). O es el símbolo químico de un átomo de Oxigeno; no es una formula. O2 es la fórmula molecular del Oxigeno (sustancia simple). H2O es la fórmula de una molécula de agua (sustancia compuesta). Más ejemplos de formula molecular. Observe que todas las formulas anteriores tienen coeficiente uno (1), por lo que cada una de ellas representa tan solo a una molécula de su respectiva sustancia. De aquí proviene su nombre de formula molecular. Formula desarrollada: es la representación espacial de una molécula de cualquier sustancia, mediante todos sus símbolos y enlaces químicos (guiones). También se conoce como fórmula estructural. Los símbolos químicos se unen mediante guiones o líneas de Lang- muir, las que representan a los enlaces químicos, formándose así toda una estructura.
  • 27. Otra manera de representar a la formula desarrollada o estructural es la siguiente: Más ejemplos de fórmulas molecular y desarrollada: La fórmula desarrollada proporciona más información sobre una sustancia en particular, pues muestra la composición y estructura de una molécula, es decir, esta fórmula muestra un bosquejo de los tipos y cantidades de los á- tomos que forman a
  • 28. una sustancia química, así como también la manera en que se unen o enlazan tales átomos. Se sabe que una molécula es la estructura más pequeña y representativa de una sustancia; y esta fórmula explica gráficamente esto: la clase y cantidad de átomos (composición) de una molécula, y la posición (estructura) de es - tos. Las líneas de color negro que unen a los átomos, en la formula desarrollada, representan a los enlaces quími - cos o uniones entre los átomos de una molécula (compartición, pérdida y ganancia de electrones entre átomos). Formula semi- desarrollada: es la representación semi-condensada de una sustancia. También conocida como semi-condensada. Esta fórmula es muy utilizada en Química orgánica; sin embargo, la misma no reviste interés para nuestro estudio, por lo que no se detallara. Ejemplos de formula semi-desarrollada. Ecuaciones químicas Antes de explicar el concepto de ecuación química debemos de estudiar lo de las reacciones químicas. Cuando dos o más sustancias se combinan entre si entonces reaccionan y origina una o más sustancias nue nuevas; es decir, las reacciones químicas significan cambios químicos o intercambios de átomos entre las sustancias que se combinan. Esto es que, uno o más átomos de una de las sustancias combinadas se separan y luego se unen a la otra sustancia, e igual puede suceder en la otra sustancia, produciéndose así un reacomodo de átomos y, por lo tanto, nuevas sustancias. En la combinación de dos o más sustancias puras no hay re-acomodo de átomos, sino que estos simplemente se u - nen o enlazan. Lo que sucede dentro de las reacciones químicas no puede ser apreciado por el sentido de la vista, y ni siquiera
  • 29. mediante el mejor de los microscopios; sin embargo, el hombre ha razonado esta situación y ha sabido ex plicarla por escrito mediante las ecuaciones químicas. a. Concepto de ecuación química. Es la representación escrita de una reacción química, mediante símbolos. Usted ya comprende lo que es una reacción química; ahora bien, mediante una ecuación química se explica en qué tipo de sustancias se convierten aquellas sustancias que se combinan; y esta explicación se hace abreviadamente y por escrito, mediante símbolos y números. A veces los elementos químicos que forman a una sustancia compuesta se separan químicamente con solo aplicar les calor, y así se originan nuevas sustancias, lo cual es también una reacción química y, por lo tanto, hay una ecua - ción química para ello. En resumen, en una ecuación química se muestran las sustancias y sus respectivas cantidades que se combinan (llamadas reactivos), así como también las sustancias que se producen (nuevas) o que resultan de tal combinación (productos). b. Partes de una ecuación. Una ecuación está formada por varias partes, las cuales se pueden agrupar de dos maneras: reactivos y productos, y símbolos y números. Reactivos y productos. Las sustancias que se combinan se llaman reactivos, y se localizan a la izquierda de la ecua- ción; y a las sustancias que resultan de tal combinación se les nombra productos (sustancias nuevas), localizadas a la derecha de la ecuación. Por ejemplo, cuando el Hidrogeno se combina con Oxigeno (reactivos) reaccionan y originan una nueva sustancia llamada agua (producto); esta reacción química se puede representar mediante una ecuación denominada ecuación del agua, así: Observe que los reactivos siempre se colocan a la izquierda de la flecha (que significa "se origina o produce"), y los productos a la derecha de la misma. Otros ejemplos de ecuaciones, ya balanceadas, son: Símbolos y números. Otra manera de dividir a las partes de una ecuación es en símbolos y números. En una ecuación existen tres tipos de símbolos:
  • 30. En cuanto a los números, existen dos tipos de ellos en una ecuación: - Enteros y grandes, llamados coeficientes. - Enteros y pequeños, llamados sub-índices. El coeficiente es el numero grande que va situado por delante de todos los símbolos de la formula, e indica la can - tidad de moléculas de la sustancia de que se trate; cuando no aparece un coeficiente en la fórmula es porque se su pone que es uno (1), el cual no se escribe, lo que también se aplica para el sub-índice. Cuando el coeficiente se mul tiplica por el subíndice resulta el total de átomos del elemento químico que lo lleva en la formula, esto es que, el co coeficiente afecta a todos los sub-índices de una formula. Respecto al sub-índice, este es un número pequeño que se localiza en la parte inferior derecha de cada símbolo quí mico, y que indica la cantidad de átomos del elemento. Así mismo, cuando en el símbolo químico no aparece el sub -índice es porque se supone que es uno (1), el cual no se escribe. Observe los símbolos y números en la siguiente ecua ción del agua: c. Cálculos en una ecuación. A partir de cualquier ecuación se pueden realizar los siguientes cálculos u operaciones, que se han denominado "cálculos ecuacionales": - Cantidad de sustancias presentes en la ecuación. - Cantidad de moléculas por cada sustancia de la ecuación. - Total de átomos de cada sustancia de la ecuación. - Cantidad de átomos que forman a una sola molécula de cada sustancia. Si se toma como ejemplo la ecuación balanceada del agua, entonces estos cálculos se realizan de la manera siguiente:
  • 31. Cálculos - Cantidad de sustancias presentes en la ecuación. En esta ecuación existen tres sustancias diferentes: hidrogeno, oxígeno y agua. - Cantidad de moléculas por cada sustancia de la ecuación. Recuerde que la cantidad de moléculas está indicado por los coeficientes, los que se localizan por delante de cada sustancia de la ecuación. Dado que hay tres sustancias, entonces existen tres coeficientes, los que nos indican las siguientes cantidades de moléculas: a. Dos moléculas de Hidrogeno diatómico: 2H2 b. Una molécula de Oxigeno (recuerde que los coeficientes con valor uno no se escriben, sino que se suponen): O2 c. Dos moléculas de agua: 2H2O - Total de átomos de cada sustancia de la ecuación. Existen casos, como el balanceo, en que se necesita saber la can cantidad total de átomos que forman a una sustancia en una ecuación dada, y para ello basta con realizar un par de operaciones aritméticas: multiplicar y sumar. Las sustancias de una ecuación pueden estar formadas por uno o más elementos químicos; si la sustancia está for- mada por un solo elemento químico, existe entonces un solo subíndice; y cuando este se multiplica por el único coe- ficiente de la sustancia, entonces se obtiene el total de átomos que forman a dicha sustancia. En la mayoría de las ecuaciones las sustancias están formadas por dos o más elementos; en estos casos, cada sub-índice de la sustancia se multiplica también por su único coeficiente, y se realiza la sumatoria, lo que representa el total de átomos que forman a tal sustancia. Siguiendo con el ejemplo de la ecuación del agua, se establece que el total de átomos de la sustancia Hidrogeno, lo- calizada en los reactivos, es de 4 átomos. Esta sustancia está formada por tan solo un elemento químico, el Hidroge- no, con coeficiente 2 y subíndice 2; al multiplicar ambos valores resulta un total de 4 átomos para esta sustancia. 2H2 = 2 (moléculas) x 2 (átomos) = 4 átomos en total para esta sustancia. El primer dos corresponde al coeficiente, y representa al total de moléculas de la sustancia; el segundo dos corres- ponde al sub-índice, y representa la cantidad de átomos de Hidrogeno por una sola molécula. Para la sustancia Oxigeno, de los reactivos, existen un total de 2 átomos, así: O2 = 1 (molécula) x 2 (átomos) = 2 átomos en total para esta sustancia. La sustancia agua, o sea el producto, está formada por un total de 6 átomos: 4 átomos de Hidrogeno y 2 de Oxigeno, así:
  • 32. - Cantidad de átomos por una molécula de cada sustancia. El coeficiente indica el total de moléculas de una sus- tancia dentro de una ecuación balanceada. Existen ocasiones en que se desea conocer la cantidad de átomos que forman a una sola molécula de una sustancia; para ello, bastará con observar y sumar los valores correspondientes a los subíndices de la sustancia en cuestión, y así se despejara esta situación. Como se observa, en este tipo de cálcu -los el valor del coeficiente no adquiere importancia alguna. En el ejemplo que nos ocupa, existen cuatro (4) átomos en dos (2) moléculas de Hidrogeno reactivo, por lo que se necesitarían tan solo dos átomos (2) para formar una sola molécula de Hidrogeno; de Oxigeno reactivo existe una mo lécula, la que está formada por dos átomos, es decir, se requieren tan solo dos átomos para formar una sola molécu -la de Oxigeno. De producto o agua existen dos moléculas, formadas por seis átomos en total: cuatro de Hidrogeno y dos de Oxigeno; de tal modo que se necesitarían tan solo tres átomos para formar una sola molécula de agua: dos átomos de Hidrogeno y uno de Oxigeno (observe los sub-índices y súmelos). Ejercicios. Calcule lo siguiente: - Cantidad de sustancias presentes en la ecuación. - Cantidad de moléculas por cada sustancia de la ecuación. - Total de átomos de cada sustancia de la ecuación. - Cantidad de átomos que forman a una sola molécula de cada sustancia. para cada una de las ecuaciones siguientes: Tareas A. En círculos de estudio, los educando contestan lo siguiente. 1. ¿Cuáles son los tres tipos fundamentales o principales de fórmulas? 2. Defina las formulas anteriores. 3. ¿Cuáles son las partes de una formula química? 4. ¿Cuántos y cuáles son los grupos en que se dividen las partes de una ecuación? 5. ¿Qué indica el coeficiente en una sustancia? 6. ¿Qué indica el sub-índice en una sustancia? 7. ¿Cuáles cálculos se pueden realizar a partir de una ecuación química? 8. Defina los términos siguientes: - Símbolo químico. - Formula química.
  • 33. - Ecuación química. B. Escriba la formula molecular y desarrollada del agua; rotule las partes de la primera fórmula. C. Escriba la ecuación del agua y rotule sus partes. D. Investigue sobre: -Reacciones químicas (concepto, cómo se representan, ejemplos y lo que el Profesor indique). E. Calcule: - Cantidad de sustancias presentes en la ecuación. - Cantidad de moléculas por cada sustancia de la ecuación. - Total de átomos de cada sustancia de la ecuación. - Cantidad de átomos que forman a una sola molécula de cada sustancia. para cada una de las ecuaciones siguientes: Pasos para escribir las Ecuaciones Químicas Una ecuación química usa los símbolos y fórmulas de los reactivos y productos, y otros términos simbólicos para representar una reacción química. Las ecuaciones se escriben siguiendo los siguientes pasos: ● Los reactivos se separan de los productos con una flecha ( ) que indica el sentido de la reacción. Una flecha doble ( ) indica que la reacción se efectúa en ambas direcciones y establece un equilibrio entre los reactivos y los productos. ● Los reactivos se colocan a la izquierda y los productos a la derecha de la flecha. Un signo (+) se coloca entre cada reactivo y entre cada producto, cuando es necesario. ● Las condiciones necesarias para efectuar la reacción pueden, si se desea, colocarse arriba o abajo de la flecha o signo de igualdad. Por ejemplo, una letra delta mayúscula ( ) colocada sobre la flecha ( ) indica que se suministra calor a la reacción. ● Se colocan coeficientes (números enteros) frente a los símbolos de las sustancias (por ejemplo, 2 H2O) para equilibrar o balancear la ecuación e indicar el número de unidades fórmula (átomos, moléculas, moles, iones) de cada sustancia que reacciona o que se produce. Cuando no se indica número alguno, se sobrentiende que se trata de una unidad fórmula.
  • 34. ● El estado físico de la sustancias se indica mediante los siguientes símbolos: (s) para el estado sólido; (l) para el estado líquido; (g) para el estado gaseoso; y (ac) para las sustancias en solución acuosa. ● Empiece con las partes más complejas, es decir con los compuestos que tienen varios elementos. En algunos casos, simplemente consiste en ajustar primero los átomos diferentes al hidrógeno y al oxígeno. ● Ajuste el hidrógeno y el oxígeno agregando agua si es necesario, después de que todos los otros elementos estén balanceados. ● Deje los elementos en estado libre hasta el último momento, ya que cambiando los coeficientes de estos sólo cambian esta clase de átomos. Por ejemplo, cuando se escribe un 2 delante del H2O, se duplica el número de átomos de hidrógeno y oxígeno, pero cuando se escribe un 2 delante del Al sólo cambia el número de átomos de Al. ● Para reacciones con iones poliatómicos, ajuste el ion como grupo. Por ejemplo, el SO4-2 se ajusta como ion sulfato y no como átomos de S y átomos de O. ● Generalmente, si aparecen fracciones en la ecuación, se multiplica todo por el número más pequeño que elimine esta fracción. No es esencial hacer desaparecer las fracciones, sin embargo, es más simple en la mayoría de los casos. Además asegúrese al final, que todos los coeficientes estén en relación o proporción más baja posible; si no es el caso, simplifique. Considere el siguiente ejemplo: ● Recuerde que es conveniente empezar por la sustancia más compleja. Empezando por el fosfato de magnesio (la parte más compleja) y considerando el fosfato de magnesio como grupo, escribimos un 2 delante del H3PO4 para ajustar el grupo fosfato y un 3 delante de Mg(OH)2 para ajustar el Mg dando como resultado: Únicamente nos queda el hidrógeno y el oxígeno. Observando el hidrógeno, hay 12 átomos en la izquierda y por tanto necesitamos escribir un 6 delante del H2O. De igual forma se ajustan también los átomos de O que son en total 14. Esto da finalmente: Para revisar se puede sumar todos lo átomos de Mg, O, H, y P en cada lado de la ecuación. ignificado de los símbolos utilizados en la ecuaciones químicas – Química 1 Como sabemos, en nuestro medio ambiente existe materia viva e inerte, estas materias presenta una infinidad de reacciones químicas, en las que una sustancia cambia a otra al romperse unos enlaces y formarse otros, de esto resultan nuevas agrupaciones de átomos que dan lugar a nuevas moléculas, por ejemplo:
  • 35. Al realizar una fogata Al hacer ejercicio Al movernos Al comer Al cocinar, etc. Ejemplo de sustancia y sus símbolos: Es esta ecuación podemos observar que el hidrogeno reacciona con el oxígeno para obtener agua, lo reactivos y productos se escriben mediante sus fórmulas respectivas. Es importante mencionar que en la ecuación química se expresa el estado de agregación de reactivos y productos con los símbolos: (s) (l) (g) (ac) Los símbolos químicos que se utilizan en esta ecuación, representa los compuestos que intervienen en la reacción química, y además muestran la proporción de átomos de dichos elementos. En el ejemplo se tiene que:
  • 36. Cabe mencionar que en algunos casos se puede poner información adicional sobre la flecha, como la temperatura o presión en que lleva a cabo la reacción. Debemos saber si en una reacción química, los productos pueden volver a reaccionar para formar los reactivos originales, en estos casos, se coloca en la ecuación dos flechas con sentido contrario, veamos el ejemplo: En este caso, tenemos o se dice que la reacción es reversible, ya que puede ocurrir de izquierda a derecha y viceversa. Parte 1 Escribir fórmulas químicas de compuestos covalentes
  • 37. 1. 2. 1 3. Memoriza los prefijos para la cantidad de átomos. Al nombrar compuestos, se usan los prefijos griegos para indicar la cantidad de átomos presentes en cada elemento. En los compuestos covalentes, el primer elemento se escribe completamente mientras que al segundo elemento se le añade el sufijo "uro" (o "ido" cuando el elemento es oxígeno). Sin embargo, al escribir el nombre del compuesto, este orden se invierte y el segundo elemento se escribe primero. Por ejemplo, el trisulfuro de difósforo tiene una fórmula química de P2S3.[1] A continuación encontrarás los prefijos para los números de átomos del 1 al 10: ○ 1: mono- ○ 2: di- ○ 3: tri- ○ 4: tetra- ○ 5: penta- ○ 6: hexa- ○ 7: hepta- ○ 8: octa- ○ 9: nona- ○ 10: deca-
  • 38. 4. 5. 2 6. Escribe el símbolo químico para el primer elemento. Después de escribir el nombre de un compuesto, debes identificar los elementos que lo componen y saber sus símbolos químicos. El primer elemento que se escribe en la fórmula es el "segundo nombre" del compuesto. Usa la tabla periódica para encontrar el símbolo químico del elemento.[2] ○ Por ejemplo: hexafluoruro de dinitrógeno. El primer elemento es el nitrógeno y el símbolo químico del nitrógeno es N.
  • 39. 7. 8. 3 9. Añade el número de átomos como un subíndice. Para identificar la cantidad de átomos presentes en cada elemento, simplemente debes observar el prefijo del elemento. Memorizar los prefijos griegos te ayudará a escribir fórmulas químicas rápidamente sin tener que buscar nada.[3] ○ Por ejemplo: dinitrógeno tiene el prefijo "di", que quiere decir 2. Por lo tanto, hay dos átomos de nitrógeno presentes. ○ Escribe "dinitrógeno" como N2.
  • 40. 10. 11.4 12.Escribe el símbolo químico del segundo elemento. El segundo elemento es el "primer nombre" del compuesto y seguirá al primer elemento. Para los compuestos covalentes, el nombre del elemento tendrá el sufijo "uro" (o "ido" en caso de que el elemento sea oxígeno) en lugar de la terminación habitual del elemento.[4] ○ Por ejemplo: hexafluoruro de dinitrógeno. El segundo elemento es el fluoruro. Dado que "fluoruro" ya termina en "uro", simplemente déjalo como está. El símbolo químico del fluoruro es F.
  • 41. 13. 14.5 15.Añade la cantidad de átomos presentes como un subíndice. Como lo hiciste con el primer elemento, identifica la cantidad de átomos presentes en el segundo elemento leyendo el prefijo. Usando este prefijo, escribe la cantidad de átomos como un subíndice a la derecha del símbolo químico.[5] ○ Por ejemplo: hexafluoruro tiene el prefijo "hexa", que quiere decir 6. Por lo tanto, hay 6 átomos de fluoruro presentes. ○ Escribe "hexafluoruro" como F6. ○ La fórmula química final para el hexafluoruro de dinitrógeno es N2F6.
  • 42. 16. 17.6 18.Practica con algunos ejemplos. Cuando apenas empiezas a aprender química, hay mucha memorización involucrada. Es un poco como aprender un nuevo idioma. Mientras más ejemplos utilices para practicar, te será más fácil descifrar las fórmulas químicas en el futuro y aprender el idioma de la química. ○ Dióxido de azufre: SO2 ○ Tetrabromuro de carbono: CBr4 ○ Pentóxido de difósforo: P2O5 Parte 2 Escribir fórmulas químicas de compuestos iónicos
  • 43. 1. 2. 1 3. Identifica los símbolos químicos de los cationes y aniones. Todos los químicos tienen lo que puede llamarse un nombre y apellido. El nombre es el anión (ion negativo) mientras que el apellido es el catión (ion positivo). Los cationes se escriben como el nombre del elemento mientras que los aniones son el nombre del elemento con el sufijo "uro" (o "ido" en el caso de iones que contengan oxígeno).[6] ○ Puedes encontrar el símbolo químico para cada elemento en la tabla periódica. ○ A diferencia de los compuestos covalentes, los prefijos griegos no se usan para indicar el número de átomos en cada elemento. Tienes que balancear las cargas de los elementos para determinar los átomos. ○ Por ejemplo, el óxido de litio es Li2O.
  • 44. 4. 5. 2 6. Reconoce los iones poliatómicos. A veces, el catión o anión es un ion poliatómico. Estos son moléculas que tienen dos o más átomos con grupos iónicos. No hay un buen truco para recordarlos, solo tienes que memorizarlos.[7] ○ Solo existen 3 cationes poliatómicos y son el amonio (NH4+), el hidronio (H3+) y el mercurio (I) (Hg22+). Todos tienen una carga de +1. ○ El resto de los iones poliatómicos tiene cargas negativas que van desde el -1 hasta el -4. Algunos iones comunes son el carbonato (CO32-), el sulfato (SO42-), el nitrato (NO3-) y el cromato (CrO42-).
  • 45. 7. 8. 3 9. Determina la carga de valencia de cada elemento. La carga de valencia puede determinarse observando la posición del elemento en la tabla periódica. Hay unas cuantas reglas que debes tener en mente para ayudarte a identificar las cargas:[8] ○ Todos los elementos del grupo 1 tienen una carga de +1. ○ Todos los elementos del grupo 2 tienen una carga de +2. ○ Los elementos de transición tendrán números romanos para indicar la carga. ○ La carga de la plata es +1, la del zinc es +2 y la del aluminio es +3. ○ Los elementos del grupo 17 tienen una carga de -1. ○ Los elementos del grupo 16 tienen una carga de -2. ○ Los elementos del grupo 15 tienen una carga de -3. ○ Recuerda: al trabajar con iones poliatómicos, solo usa la carga del ion.
  • 46. 10. 11.4 12.Balancea las cargas positivas y negativas de los iones. Una vez que hayas identificado la carga de cada elemento (o ion poliatómico), usarás estas cargas para determinar la cantidad de átomos presentes en cada elemento. La carga del compuesto debe ser igual a cero, así que añadirás átomos para balancear las cargas.[9] ○ Por ejemplo: el óxido de litio. El litio es un elemento del grupo 1 y tiene una carga de +1. El oxígeno es un elemento del grupo 16 y tiene una carga de -2. A fin de balancear la carga de -2 del oxígeno, necesitas dos átomos de litio. Por lo tanto, la fórmula química del óxido de litio es Li2O.
  • 47. 13. 14.5 15.Practica con algunos ejemplos. La mejor forma de aprender a escribir las fórmulas es practicando con muchos ejemplos. Usa ejemplos de tu libro de química o busca ejercicios de práctica en línea. Haz tantos como puedas hasta que te sientas cómodo escribiendo fórmulas químicas. ○ Nitruro de calcio: el símbolo del calcio es Ca y el símbolo del nitrógeno es N. El calcio es un elemento del grupo 2 y tiene una carga de +2. El nitrógeno es un elemento del grupo 15 y tiene una carga de -3. Para balancearlo, necesitas 3 átomos de calcio (+6) y 2 átomos de nitrógeno (-6): Ca3N2. ○ Fosfato de mercurio (II): el símbolo del mercurio es Hg y el fosfato es el ion poliatómico PO4. El mercurio tiene una carga de +2 como lo indica el número romano II junto a él. El fosfato tiene una carga de -3. A fin de balancearlos, necesitarás 3 átomos de mercurio (+6) y 2 moléculas de fosfato (-6): Hg3(PO4)2. Parte 3 Determinar los productos dados los reactivos
  • 48. 1. 2. 1 3. Identifica todos los cationes y aniones en los reactivos. En una ecuación básica de reemplazo doble, tendrás dos cationes y dos aniones. La ecuación general toma la forma de AB + CD --> AD + CB, donde A y C son cationes y B y D son aniones. También debes determinar las cargas de cada ion.[10] ○ Por ejemplo: AgNO3 + NaCl --> ? ○ Los cationes son Ag+1 y Na1-. Los aniones son NO31- y Cl1-.
  • 49. 4. 5. 2 6. Cambia los aniones para desarrollar los productos. Una vez que hayas identificado todos los aniones y sus cargas, reorganízalos de forma que el primer catión esté ahora emparejado con el segundo anión y el segundo catión esté ahora emparejado con el primer anión. Recuerda la ecuación: AB + CD --> AD + CB.[11] ○ Recuerda balancear las cargas al formar compuestos nuevos. ○ Por ejemplo: AgNO3 + NaCl --> ? ○ Ag+1 ahora se empareja con Cl1- para formar AgCl. ○ Na1- ahora se empareja con NO31- para formar NaNO3.
  • 50. 7. 8. 3 9. Escribe la ecuación completa. Después de escribir los productos que se formarán en la ecuación, puedes escribir la ecuación completa con productos y reactivos. Mantén los reactivos del lado izquierdo de la ecuación y escribe los productos nuevos del lado derecho con un signo + entre ellos.[12] ○ Por ejemplo: AgNO3 + NaCl --> ? ○ AgNO3 + NaCl --> AgCl + NaNO3
  • 51. 10. 11.4 12.Balancea la ecuación. Una vez que hayas escrito la ecuación y tengas todos los productos y reactivos, debes asegurarte de que todo esté balanceado. Una ecuación está balanceada solo cuando tienes la misma cantidad de átomos de cada elemento en ambos lados.[13] ○ Por ejemplo: AgNO3 + NaCl --> AgCl + NaNO3 ○ Cuenta la cantidad de átomos en cada lado: 1 Ag del lado izquierdo, 1 Ag del lado derecho; 1 N del lado izquierdo, 1 N del lado derecho; 3 O del lado izquierdo, 3 O del lado derecho; 1 Na del lado izquierdo, 1 Na del lado derecho; 1 Cl del lado izquierdo, 1 Cl del lado derecho. ○ Esta ecuación está balanceada porque hay una cantidad equitativa de átomos tanto a la izquierda como a la derecha de la ecuación.
  • 52. 13. 14.5 15.Practica con algunos ejemplos. La única forma de mejorar en la escritura de ecuaciones químicas es haciéndolo. Trabaja con estos ejemplos para asegurarte de comprender realmente el proceso: ○ NiCl2 + (NH4)2S --> ? ○ Cationes: Ni2+ and NH4+ ○ Aniones: Cl1- and S2- ○ Vuelve a combinar los iones para crear nuevos productos: NiS + NH4Cl ○ Escribe la ecuación: NiCl2 + (NH4)2S --> NiS + NH4Cl ○ Balancea la ecuación: NiCl2 + (NH4)2S --> NiS + 2NH4Cl Síntesis o Adición, Descomposición o Análisis, Doble sustitución o Doble Desplazamiento Las reacciones químicas son procesos que transforman una o más substancias llamadas reactivos en otras substancias llamadas productos. En un lenguaje más académico, decimos que una reacción química promueve el cambio de estructura de la materia. En la química inorgánica podemos clasificar las reacciones en cuatro tipos diferentes 1- Reacciones de Síntesis o Adición
  • 53. Las reacciones de síntesis o adición son aquellas donde las substancias se juntan formando una única sustancia. Representando genéricamente los reactivos como A y B, una reacción de síntesis puede ser escrita como: A + B —– > AB Veamos algunos ejemplos Fe + S —– > FeS 2H2 + O2 —– > 2H2O H2O + CO2—– > H2CO3 Perciba en los ejemplos que los reactivos no precisan ser necesariamente substancias simples (Fe, S, H2, O2), pudiendo también se substancias compuestas (CO2, H2O) pero en todas el producto es una sustancia “menos simple” que las que originaron. 2- Reacciones de Análisis o Descomposición Las reacciones de análisis o descomposición son lo opuesto de las reacciones de síntesis, o sea, un reactivo da origen a productos más simples que el. Escribiendo la reacción genérica nos resulta fácil entender lo que sucede: AB —– > A + B ¿No parece simple? Lo es bastante. Veamos algunos ejemplos: 2H2O 2 H2 + O2 2H2O2 2H2O + O2 Reversibilidad de las reacciones químicas Los ejemplos pueden sugerir que cualquier reacción de síntesis puede ser invertida a través de una reacción de análisis. Esto no es verdad. Algunas reacciones pueden ser reversibles, como podemos notar en la reacción del agua: 2H2 + O2 2H2O 2H2O 2H2 + O2 Sin embargo esto no es una regla 3- Reacciones de Desplazamiento Las reacciones de desplazamiento o de sustitución simple merecen un poco más de atención que las anteriores. No que sean complejas, pues no lo son, pero tienen algunos pequeños detalles. En su forma genérica la reacción puede ser escrita como: AB + C —– > A + CB Vamos a entender lo que sucede: C cambio de lugar A. Simple asi, pero será que esto ocurre siempre? Intuitivamente la respuesta es que no. Imagina lo siguiente: Entras en un baile y ves a la persona con la que te gustaría bailar bailando con otra persona. Vas a ir hasta ella e intentar hacerla cambiar de pareja, estarás intentando desplazar el acompañante indeseable y asumir su lugar. Si resulta que eres más fuerte que el “indeseable” basta darle un empujón para asumir su lugar, pero si el fuera un bruto troglodita, posiblemente el no sentirá ni el empujón que le des. En la reacción de desplazamiento el proceso es idéntico: C ve a B ligado a A, se aroxima y siendo más fuerte, desplaza A y asume la ligación con B. En caso que C no sea más fuerte que A, nada sucederá. Bastará entonces saber quien es más fuerte que quien.
  • 54. Au<Ag<Cu<H<Pb<Sn<Ni<Fe<Cr<Zn<Al<Mg<Na<Ca<K<Li Metales nobles < hidrogeno < metales De esta forma, tenemos: 2Na + 2H2O —– > 2NaOH + H2 (el sodio desplaza al hidrógeno del agua H-OH) Au + HCl —– > no reacciona (el oro no consigue desplazar al hidrógeno) 4- Reacciones de Doble Sustitución Son también muy simples, pero debemos quedar atentos a los detalles. El mecanismo es fácil: AB + CD —– > AD + CB Ciertamente ya habrá podido ver lo que sucede. A cambió de lugar con C. La diferencia de este tipo de reacción con el desplazamiento, es que ni A ni C estaban solos y en ambos casos ninguno de ellos quedó solo luego de la sustitución. Para entender como es cuando una reacción de este tipo ocurre, tendremos que observar lo siguiente: La substancia AB esta en solución y de esta forma lo que tenemos en verdad son los iones A+ y B- separados unos de los otros. La substancia CD también está en solución, por tanto tenemos también los iones C+ y D- separados. Cuando juntamos las dos soluciones estamos promoviendo una gran mezcla entre los iones A+, B-, C+ y D-, formando una gran “sopa de iones”. Si al combinar C+ con B-, el compuesto CB fuera soluble, los iones serán nuevamente separados en C+ y B-, resultando exactamente en la misma cosa que teníamos anteriormente. Lo mismo sucede con A+ y B- Así, al mezclar AB con CD, estamos en verdad haciendo: (A+ ) + (B- ) + (C+ ) + (D- ) Tomemos en cuenta que juntar iones que se separarán nuevamente resultará en la misma “sopa de iones” y no resulta en ninguna nueva susbtancia, por tanto no ocurre ninguna reacción. Para que la reacción efectivamente ocurra, será necesario que al menos uno de los probables productos (AD o CB) no sean separados al juntarse, o sea, deben formar un compuesto insoluble y esto es logrado a través de una sal insoluble, de un gas o de agua. Si uno de los productos fuera una sal insoluble el no será separado en iones y permanecerá sólido. Si fuese un gas, el se desprenderá de la solución (burbujas) y también permanecerá con sus moléculas agrupadas. Mientras que si uno de los productos fuese agua, ella no se desagrega en su propia presencia. NaCl + AgNO3 —– > NaNO3 + AgCl En esta reacción el producto AgCl (cloruro de prata) es insoluble, por tanto la reacción ocurre. NaCl + LiNO3 —– > NaNO3 + LiCl Como ninguno de los productos formados, NaNO3 (nitrato de sodio) o Lic. (Cloruro de Litio) es insoluble, la reacción no sucede. NaOH + HCl —– > NaCl + H2O Como uno de los productos es água (H2O), la reacción ocurre.
  • 55. Para la previsión de ocurrencia o no de una reacción de doble desplazamiento es fundamental que conozcamos la solubilidad de las salen en agua, y para recordar esto lea acerca de solubilidad en el agua. ¿Vio como es sencillo? Con un poco de práctica y ejercicios usted podrá lograr escribir reacciones que pueden dar origen a un determinado producto: ¿Quiere ver? Imagínese que usted desea obtener sulfato de plomo (PbSO4), usted sabe que tendrá que juntar el ion del plomo (Pb 2+) y el ion de sulfato (SO42 -). Como sabemos que el sulfato de plomo es insoluble, podemos promover un doble desplazamiento PbX + YSO4 —– > PbSO4 + XY Es solo elegir X e Y de forma que las dos substancias sean solubles. Otra forma de realizar el desplazamiento de hidrógeno, del hidrógeno por el plomo ya que este es más reactivo. Pb + H2SO4 —– > H2 + PbSO4 Podemos considerar ciertos tipos de reacciones tales como: Combinación o síntesis: Se presentan cuando se unen dos o mas sustancias para formar otra sustancia, cuyas moléculas son el resultado de una reagrupación de átomos de los reactivos. Es así que A +B → AB Un ejemplo de esta reacción es la combinación de hidrógeno con oxígeno para producir agua: 2H2 + O2 → 2H2O Descomposición: Ocurre cuando a partir de un compuesto se producen dos o mas sustancias. AB → A + B Como ejemplo tomamos a el carbonato de calcio que se descompone por medio de calentamiento para producir oxido de calcio y dióxido de carbono. CaCo3 → CaO + CO2 Desplazamiento o sustitución: En estas reacciones, un elemento sustituye y libera a otro elemento presente en el compuesto. En este tipo se da que: A + BC → AC + B *Ejemplo: El bromo líquido, que desplaza al yodo en el yoduro de sodio para producir bromuro de sodio dejando al yodo libre. 2NaI + Br2 → 2NaBr + I2 Intercambio o doble sustitución:
  • 56. Al reaccionar dos compuestos estos intercambian sus elementos y se producen dos nuevos compuestos. Se representa de esta manera: AB + CD → AC + BD *Ejemplo: La combinación del ácido clorhídrico con el hidróxido de sodio y el agua.(neutralización) HCl + NaOH → NaCl + H2O Según el intercambio de calor: Según el intercambio de calor existen dos clases de reacciones las exotérmicas y las endotérmicas. Las exotérmicas presentan desprendimiento de calor Se denomina reacción exotérmica a cualquier reacción química que desprenda energía, ya sea como luz o como calor. Las endotérmicas absorben el calor. *Un ejemplo de reacción endotérmica es la producción del ozono (O3). Esta reacción ocurre en las capas altas de la atmósfera, gracias a la radiación ultravioleta proporcionada por la energía del Sol. También se produce esta reacción en las tormentas, en las proximidades de las descargas eléctricas. 3O2 + ENERGÍA da lugar a 2O3 Reacción de combustión: La combustión es una reacción química de oxidación, en la cual generalmente se desprende una gran cantidad de energía, en forma de calor y luz, manifestándose visualmente como fuego. En toda combustión existe un elemento que arde y otro que produce la combustión , generalmente oxígeno en forma de O2 gaseoso. Los tipos más frecuentes de combustible son los materiales orgánicos que contienen carbono e hidrógeno. COMBUSTIBLE +O2 → H2O + CO2+ ENERGÍA.