Este documento describe los conceptos básicos de las reacciones químicas, incluyendo la definición de reacción química, la ecuación química y la estequiometría. También explica cómo calcular las cantidades de sustancias involucradas en una reacción química en términos de moles, independientemente de si están en estado sólido, líquido, gaseoso o disuelto.

1. Reacción
Química VI
Profesor Juan Sanmartín
Física y Química
• Reacción Química
Reacción de la molécula
Santiaguina (alcaloide)

2. Una REACCIÓN QUÍMICA es un proceso por el cual unas sustancias se
transforman en otras nuevas. Las sustancias iniciales o de partida se
denominan reactivos y las sustancias finales productos.
Reacción Química
Hidróxido de hierro II (Fe(OH)2 )
+
Ácido Sulfúrico(H2SO4)
Sulfato de hierro II(FeSO4)
+
Agua (H2O)
O2HFeSOSOHFe(OH) 24422 
Como ya hemos dicho, la reacción tiene que cumplir la ley de masas y la de
proporciones definidas. La cantidad de átomos en los reactivos ha de coincidir
con los átomos en los productos, es decir, con la estequiometria.

3. Reacción Química
Ecuación química
O2HCO2OCH 2224 
A la izquierda se colocan los reactivos, de haber más de uno, se coloca el
signo + . A la derecha los productos que igualmente están separados por el
signo de sumar.
Entre los reactivos y los productos se coloca una flecha. Esta puede tener
doble sentido indicando que la reacción se puede revertir.
Cada molécula tendrá delante un número denominado coeficiente
estequiométrico (en caso de ser uno no se escribe). Este número nos indica
la cantidad de moléculas que intervienen en la reacción de cada sustancia.
Reactivos Productos
Coeficientes
estequiométricos
Si no tiene nada el coeficiente estequiométrico es 1

4. Reacción Química
Simbología en una reacción química
(g)H(aq)MgSO(aq)SOHMg(s) 2442 
Tanto en los reactivos como en los
productos las sustancias van unidas
por el signo +
La flecha indica el proceso de la reacción.
En caso de que sea doble es reversible y,
por lo tanto, los productos pueden volver a
transformarse en reactivos. Flecha doble
En una reacción también se ha de mostrar el estado en el que se encuentran los
reactivos o productos
• (s) El elemento o compuesto se encuentra o se obtiene en estado sólido.
• (l) El elemento o compuesto se encuentra o se obtiene en estado líquido.
• (g) El elemento o compuesto se encuentra o se obtiene en estado sólido.
• (aq), (ac) o (d) la sustancia se encuentra en disolución acuosa.


5. El volumen de un gas depende de la presión, la temperatura y la cantidad de
moléculas del gas. Los gases distintos en condiciones iguales tienen la misma energía
cinética, por lo tanto, gases distintos que estén a la misma temperatura y presión
ocuparan un mismo volumen.
De lo cual se deduce que cada uno de ellos debe contener la misma cantidad de
moléculas. Y como un mol contiene NA moléculas, un mol de un gas tendrá el mismo
volumen que un mol de cualquier otro gas en la ya dicha igualdad de condiciones de
presión y temperatura.
 
Igual Volumen, medido a las mismas condiciones de presión y temperatura, contiene
el mismo número de moles (entiéndase también partículas) independientemente del
tipo de partícula. En el caso anterior los volúmenes son iguales.
322322 NHHN
iguales)Py(K
NHHN nºnº(moles)nºVVV  
Reacción Química

6. En el caso de una reacción en la que todos los componentes sean gases medidos en
las mismas condiciones de presión y temperatura, la relación puede medirse en
volúmenes
Dado que la reacción es la siguiente…
(g)2NH(g)3H(g)N 322 
322 NHHN 2V3VV 

Y considerando lo expuesto anteriormente, la cantidad de átomos o moléculas en un
volumen a unas condiciones dadas, se cumple que…
Reacción Química

7. Reacción Química
Experimentalmente se ha determinado que el volumen que
ocupa un mol de cualquier gas es de 22,4 L en condiciones
normales. A este volumen se le llama volumen molar del gas.
El término "Condiciones Normales" se suele utilizar
habitualmente para la medición de volúmenes de gases en
muchos campos de la ciencia, como en Termodinámica y
Química, correspondiéndose a una temperatura de 0 °C (o
273,15 K) y a una presión de 1 atm.
Podemos obtener la relación en volúmenes siempre que estos se encuentren en las
mismas condiciones de presión y temperatura.
Metano (CH4 ) + Oxígeno (O2)
Dióxido de carbono (CO2) + Agua (H2O)
OHCOOCH 2224
2VV2VV 

8. Estado de agregación de
reactivos y productos
Pero cuando no tenemos todos
los componentes de la reacción
están en estado gaseoso o no se
encuentran en las mismas
condiciones de presión y
temperatura tenemos que
transformar en moles las
cantidades de los reactivos y, con
los productos, haremos lo
contrario, partiremos de los moles
y lo transformaremos en gramos,
litros, etc… según corresponda.
Permanganato potásico
KMnO4
Reacción Química

9. Reacción Química
La relación estequiométrica de los reactivos y productos están en átomos o moléculas
cumpliendo las leyes anteriormente mencionados. Al multiplicar estos número por NA
nos da su equivalencia en moles, es decir, también podemos afirmar que la relación es
en moles. Lo que nos facilita los cálculos.

10. Estado de agregación de
reactivos y productos
Estado sólido
En los elementos sólidos se
obtiene el número de moles con la
masa y la masa molecular de la
sustancia en cuestión. Siempre
teniendo en cuenta la pureza
pues hace variar la cantidad de
sustancia pura.
En los líquidos hemos de obtener
primero la masa con el volumen y
la densidad…o realizando una
pesada directa del líquido
problema.
Reacción Química
Sesquióxido de plomo(minio)
Pb3O4

11. La masa atómica de un elemento relativa es la masa
media correspondiente a la cantidad de Avogadro de los
isótopos de ese elemento teniendo en cuenta el % de
existencia de cada isótopo.
La masa atómica viene expresada en gramos/mol
Reacción Química
Au
196,9779
Oro
g.197,97orodeátomos10×6,022=Audemol1 23

En el caso de una molécula se tienen que tener en cuanta las
masas de cada uno de los elementos que la componen y la
cantidad de los mismos presentes en la molécula. Será la
masa molecular o peso molecular.
La molécula de ácido sulfúrico(H2 SO4) contiene 2 átomos de hidrógeno (H),
uno de azufre (S)y cuatro de oxígeno (O). Su masa molecular o peso
molecular será…
mol
g98,0916,00432,071,012
(O)4M(S)M(H)M2Mm atómicaatómicaatómica)SO(H 42



12. Reacción Química
Si a partir de la tabla periódica obtenemos las masa atómicas de los
elementos y calculamos la masa molecular cuando corresponda tenemos…
322 O2Al3O4Al 























g.92,032101,962)Omoles(Al2
mol
g96,01100,16398,622)O(AlM
64,00g.32,002)moles(O3
mol
g32,0016,002)(OM
107,92g.26,984moles(Al)4
mol
g00,61(O)M
mol
g26,98(Al)M
32
32molecular
2
2molecular
at
at
203,92g96,00g107,92gO2Al3O4Al gramosamoleslospasando
322  
Aluminio(Al)+ Oxígeno(O2)
Óxido de Aluminio (Al2O3)

13. Estado de agregación de
reactivos y productos
Estado Gaseoso
En el caso de los gases, por la
Ley de lo Gases Ideales podemos
transformar un volumen en moles
si conocemos las condiciones de
presión y temperatura a las que
se encuentra dicho gas.
Amoníaco en estado gaseoso
NH3
Reacción Química

14. Reacción Química
Pero cuando no tenemos todos los componentes de la reacción en estado gaseoso,
o están en diferentes condiciones de presión o temperatura, debemos utilizar el
número de moles para mantener la ley de Proust…tenemos que utilizar la ley de los
gases ideales para obtener el número de moles mediante la siguiente fórmula…
























 
Kmol
latm.
0,082gaseslosdeconstanteR
molesdenúmeron
litros(l.)envolumenV
Kelvin(K)enatemperaturT
(atm.)atmósferasenpresiónP
TRnVP donde
Obteniendo las siguientes singularidades según transformemos en moles que en
litros…

15. Obteniendo las siguientes singularidades según transformemos en moles que en
litros y viceversa…
P
TRn
VTRnVP
TR
VP
n litrosamolesa
moles

  



Ejemplo paso de litros a moles .- Calcular la cantidad de moles que existen en 4 l.
SO3 a 1,5 atm y 5ºC.
0,26moles
278K
Kmol
latm
0,082
4l1,5atm
n
278KC5ºT
1,5atm.P
4l.V
moles
273
SO
SO
SO
3
3
3












 



Ejemplo paso de moles a litros.- Calcular el volumen que ocupan 3 moles de
N2O5 a 0,5 atm y -7ºC.
.l87,301
0,5atm.
266K
Kmol
latm
0,0823moles
V
266KC-7ºT
0,5atm.P
3molesn
273
ON
ON
ON
52
52
52












 



Reacción Química

16. Estado de agregación de
reactivos y productos
Disolución Acuosa
Muchas sustancias y la mayoría
de los ácidos se encuentran en
disolución acuosa. En este caso la
cantidad de moles la hemos de
calcular con la concentración de
dicha disolución expresada en
Molaridad, Molalidad o
Normalidad. Estas dos últimas
expresiones no se contemplan en
este curso.
Ácido clorhídrico en disolución
acuosa HCl
Reacción Química

17. En química, la concentración molar (también llamada
molaridad), es una medida de la concentración de un soluto en
una disolución, ya sea alguna especie molecular, iónica, o
atómica.
Al ser el volumen dependiente de la temperatura, el problema se
resuelve normalmente introduciendo coeficientes o factores de
corrección de la temperatura, o utilizando medidas de
concentración independiente de la temperatura tales como la
molalidad. (esta parte no la estudiaremos en este curso.)
moleculardisolución
sustanciatambiéno
disolución
moles
MV
m
(M)Molaridad
V
n
(M)Molaridad

 
Reacción Química
Donde n es la cantidad de soluto en moles, m es la masa de soluto expresada en
gramos, Mm es el masa de un mol de moléculas en g/mol y V el volumen en litros de
la disolución.
La concentración molar o molaridad representada por la letra M, se define
como la cantidad de soluto (expresada en moles) por litro de disolución, o
por unidad de volumen disponible de las especies:

18. Obteniendo las siguientes singularidades según transformemos en moles que en
litros y viceversa…
VMn
V
n
(M)Molaridad
M
n
V moles
n
disolución
molesdisolucióndelitrosmoles
disolución
moles
  
Ejemplo paso de litros de disolución a moles .- Calcular los moles que se
encuentran en 3 litros de H2SO4 (0,4 M).
 42SOHSOHmoles
SOH
SOH
SOH1,2moles30,4VMn
3l.ón)V(disoluci
0,4MMolaridad
4242
42
42







Ejemplo paso de moles a litros de disolución.- Calcular el volumen de una
disolución (0,3 M) que contiene 0,2 moles de HCl.
Reacción Química
l.0,67
0,3M
moles0,2
M
n
V
HCl.demoles0,2n
0,3MMolaridad
HCl
HCl
HCl
HCl
HCl







19. Problema
de
Reacción Química
Muchas sustancias y la mayoría
de los ácidos se encuentran en
disolución acuosa. En este caso la
cantidad de moles la hemos de
calcular con la concentración de
dicha disolución expresada en
Molaridad, Molalidad o
Normalidad. Estas dos últimas
expresiones no se contemplan en
este curso.
Reacción Química

20. Reacción Química
Resolución de un problema de química I
(g)OKCl(s)(s)KClO 23 
Para explicar los pasos a seguir en la resolución de un problema de química
expondremos el siguiente ejemplo…
El trioxidoclorato de potasio (clorato potásico) es uno de los componentes de la
pólvora. Debemos calcular el cloruro de potasio y el oxígeno en condiciones
normales a partir de 300g de trioxidoclorato de potasio (clorato potásico). La
ecuación de la reacción es la siguiente…
Reactivos Productos
Primer paso.- Debemos comprobar que la ecuación cumple la ley de proporción
de masas, es decir, está ajustada y por lo tanto existe el mismo número de
átomos en los reactivos que en los productos. Ese ajuste los realizaremos
mediante los coeficientes estequiométricos (ver presentación correspondiente.
(g)O3KCl(s)2(s)2KClO 23 

21. Reacción Química
Una vez ajustada comprobamos que la cantidad de átomos de potasio, cloro y
oxígeno en los reactivos es la misma que en los productos.
¡Ojo!.- el ajuste se ha de realizar colocando números (coeficientes
estequiométricos delante de las moléculas…NUNCA modificando los subíndices
de estas ya que modificaríamos el compuesto.
(g)O3KCl(s)2(s)2KClO 23 
Los coeficientes estequiométricos nos indican la cantidad de moléculas que
participan en la reacción cumpliendo la ley de masas. Extrapolando por el
número de Avogadro obtenemos la cantidad de moles que de dichas moléculas
(cantidad útil a la hora de operar con estas).
En esta reacción, 2 moles de trioxidoclorato de potasio (KClO3) reaccionan y se
descomponen para formar 2 moles de cloruro de potasio (KCl) y 3 moles de
oxígeno (O2 ).
(g)O3KCl(s)2(s)2KClO 23 
moles2 moles2 moles3

22. Reacción Química
Esta es la “receta” de esta reacción, los números estequiometricos hacen que se
cumpla la Ley de conservación de masas y nos indica el cumplimiento de la Ley
de Proust o proporciones definidas…
(g)O3KCl(s)2(s)2KClO 23 
moles2 moles2 moles3
Esta relación de moléculas/moles se cumple siempre en esta reacción
Segundo paso.- El problema nos indica que partimos de 300g de trioxidoclorato
de potasio (KClO3 ). En la ecuación comprobamos que está en estado
sólido…Utilizamos la Masa molecular para obtener el número de moles.
Recordemos que en la reacción entran moles ysalen moles…
(O)M3(Cl)M(K)MMm atatatKClO3

mol
g122,5516,00335,4539,10Mm 3KClO 
Datos a partir de la tabla periódica

23. Reacción Química
(g)O3KCl(s)2(s)2KClO 23 
moles2
A partir de la masa atómica, calculamos el número de moles.
3
KClO
KClO
KClO KClOdemoles2,45
mol
g122,55
300g
Mm
m
n
3
3
3

Conociendo la relación molar (Ley de Proust) podemos calcular la cantidad
molar de los productos. Comenzamos por el cloruro de potasio.
moles2
KCldemolesXKClOdemoles2,45
KCldemoles2KClOdemoles2
3
3


KCldemoles2,45
KClOdemoles2
KCldemoles2KClOdemoles2,45
X
3
3



Moles obtenidos de cloruro potásico
a partir de los 300 g de
trioxidoclorato de potasio

24. Reacción Química
(g)O3KCl(s)2(s)2KClO 23 
moles2
Ahora calculamos los moles de oxígeno obtenido....
moles3
23
23
OdemolesXKClOdemoles2,45
Odemoles3KClOdemoles2


2
3
23
Odemoles68,3
KClOdemoles2
Odemoles3KClOdemoles2,45
X 


Moles obtenidos de oxígeno a partir
de los 300 g de trioxidoclorato de
potasio
Como la reacción la entendemos completa a partir de 300 g de trioxidoclorato de
potasio, y partiendo de la relación estequiométrica, tenemos que…
(g)O3KCl(s)2(s)2KClO 23 
moles2 moles2 moles3
moles2,45 moles3,68moles2,45
Teóricos
Reacción

25. Reacción Química
Tercer paso.- Una vez obtenida la relación de moles que reaccionan y se
producen en la reacción, corresponde calcular las cantidades de los productos
(en este caso) dependiendo del estado de agregación en el que se encuentren…
En el caso del cloruro de potasio, se encuentra en estado sólido y procederemos
a calcular la masa mediante la masa molecular.
(Cl)M(K)MMm atatKCl 
mol
g,554735,4539,10MmKCl 
KCldeg182,65m
mol
g74,55KCldemoles2,45Mmnm
KCl
KClKClKCl



26. Reacción Química
El caso del oxígeno es distinto ya que se encuentra en estado gaseoso. Aquí
deberemos aplicar la Ley de los Gases Ideales para obtener el volumen de gas
en las condiciones indicadas.
l.38,28
1atm.
273K
Kmol
latm
0,0823,68moles
V
273KC0ºT
atm.1P
moles3,68n
2
2
2
2
O
273
O
O
O












 



l.38,28V 2O 
Problema Resuelto



atm1
C0º
normalesscondicione

27. Reacción Química
Resolución de un problema de química II
O(l)H(g)CO(s)CaClHCl(aq)(s)CaCO 2223 
Al verter ácido clorhídrico sobre marmol (CaCO3) se forma cloruro de calcio
(CaCl2) y se desprende dióxido de carbono (CO2) según la siguiente reacción..
Primer paso.- Debemos comprobar que la ecuación cumple la ley de proporción
de masas, es decir, está ajustada y por lo tanto existe el mismo número de
átomos en los reactivos que en los productos
El problema nos pide calcular la cantidad de trioxidocarbonato de calcio
(carbonato de calcio) que reacciona con 0,5 l ácido clorhídrico (0,3 M) para que
y las cantidades de los reactivos obtenidos. El dióxido de carbono a 0,8 atm. y
30ºC.
O(l)H(g)CO(s)CaClHCl(aq)2(s)CaCO 2223 
Colocando un 2 delante del ácido clorhidrico queda la reacción ajustada.
El resto de los coeficientes es uno.

28. Reacción Química
Una vez ajustada comprobamos que la cantidad de átomos de potasio, cloro y
oxígeno en los reactivos es la misma que en los productos.
Los coeficientes estequiométricos nos indican la cantidad de moléculas que
participan en la reacción cumpliendo la ley de masas. Extrapolando por el
número de Avogadro obtenemos la cantidad de moles que de dichas moléculas
(cantidad útil a la hora de operar con estas).
moles2mol1 mol1
O(l)H(g)CO(s)CaClHCl(aq)2(s)CaCO 2223 
mol1 mol1
En esta reacción, 1 mol de trioxidocarbonato de calcio (CaCO3) reacciona con 2
moles de ácido clorhídrico para formar 1 mol de cloruro de calcio (CaCl2) y 1 mol
de dióxido de carbono (CO2 ) y 1 mol de agua.

29. Reacción Química
Esta relación de moléculas/moles se cumple siempre en esta reacción
Segundo paso.- El problema nos indica que partimos de 0,5 litros de ácido
clorhídrico (0,3 M). En la ecuación comprobamos que está en disolución
acuosa…Deberemos utilizar la molaridad para obtener el número de moles…
moles2mol1 mol1
O(l)H(g)CO(s)CaClHCl(aq)2(s)CaCO 2223 
mol1 mol1
 HClmoles0,150,50,3VMn
0,5l.ón)V(disoluci
0,3MMolaridad
HClHClmoles
HCl
HCl







30. Reacción Química
Conociendo la relación molar (Ley de Proust) podemos calcular la cantidad
molar de los reactivos y productos restantes . Comenzamos por el
trioxidocarbonato de calcio (CaCO3)
3
3
CaCOdemolesXHCldemoles0,15
CaCOdemol1HCldemoles2


3
3
CaCOdemoles075,0
HCldemoles2
CaCOdemoles1HCldemoles0,15
X 


Moles necesarios de Trioxidocarbonato de
calcio para que reaccionen con los moles de
ácido clorhídrico
moles2mol1 mol1
O(l)H(g)CO(s)CaClHCl(aq)2(s)CaCO 2223 
mol1 mol1

31. Reacción Química
Ahora calculamos los moles de cloruro de calcio (CaCl2) obtenidos que se
obtienen…
2
2
CaCldemolesXHCldemoles0,15
CaCldemol1HCldemoles2


2
2
CaCldemoles075,0
HCldemoles2
CaCldemoles1HCldemoles0,15
X 


moles2mol1 mol1
O(l)H(g)CO(s)CaClHCl(aq)2(s)CaCO 2223 
mol1 mol1

32. Reacción Química
Ahora calculamos los moles de dióxido de carbono (CO2) y agua obtenidos que
se obtienen…
2
2
COdemolesXHCldemoles0,15
COdemol1HCldemoles2


2
2
COdemoles075,0
HCldemoles2
COdemoles1HCldemoles0,15
X 


moles2mol1 mol1
O(l)H(g)CO(s)CaClHCl(aq)2(s)CaCO 2223 
mol1 mol1
OHdemolesXHCldemoles0,15
OHdemol1HCldemoles2
2
2


OHdemoles075,0
HCldemoles2
OHdemoles1HCldemoles0,15
X 2
2




33. Reacción Química
Una vez obtenidas las cantidades molares de cada una de las sustancias
presentes en la reacción a partir de medio litro de ácido clorhídrico 0,3 M, El
resultado es el siguiente…
mol1
moles0,075
Teóricos
Reacción
O(l)H(g)CO(s)CaClHCl(aq)2(s)CaCO 2223 
moles2 mol1 mol1 mol1
moles0,075 moles0,075 moles0,075moles0,15
Las cantidades de oles en reactivos y productos han de
cumplir la Ley de masa de Lavoisier y la Ley de proporciones
definidas de Proust (imagen de la izquierda)

34. Reacción Química
Tercer paso.- Una vez obtenida la relación de moles que reaccionan y se
producen en la reacción, corresponde calcular las cantidades de reactivos y
productos dependiendo del estado de agregación en el que se encuentren…
En el caso del trióxidocarbonato de calcio, se encuentra en estado sólido y
procederemos a calcular la masa mediante la masa molecular.
(O)M3(C)M(Ca)MMm atatatCaCO3

mol
g09,10000,16301,2108,04Mm 3CaCO 
3KCl
3KClKClKCl
CaCOdeg51,7m
mol
g09,001CaCOdemoles075,0Mmnm



35. Reacción Química
En el caso del cloruro de calcio, se encuentra también en estado sólido y
procederemos igual que el anterior a calcular la masa mediante la masa
molecular.
(Cl)M2(Ca)MMm atatCaCl2

mol
g98,11045,35208,04Mm 2CaCl 
3CaCl
3CaClCaClCaCl
CaCOdeg32,8m
mol
g98,011CaCOdemoles075,0Mmnm
2
222



36. Reacción Química
En el caso del agua, se encuentra también en estado líquido y procederemos
igual que el anterior a calcular la masa mediante la masa molecular. La
diferencia es que, a continuación, se tendrá que utilizar la densidad para pasar a
líquido.
(O)M(H)M2Mm atatOH2

mol
g02,1800,1601,12Mm OH2

OHdeg35,1m
mol
g01,18OHdemoles075,0Mmnm
2OH
2OHOHOH
2
222


3
3
2
OH
OH
OH
OH
OH
OH
OH cm1,35
cm
g1
OHdeg1,35
V
d
m
V
V
m
d 2
2
2
2
2
2
2


37. Reacción Química
El caso del oxígeno es distinto ya que se encuentra en estado gaseoso. Aquí
deberemos aplicar la Ley de los Gases Ideales para obtener el volumen de gas
en las condiciones indicadas.



atm0,8
C30º
scondicione
l.33,2
0,8atm.
3K03
Kmol
latm
0,0820,075moles
V
303KCº03T
atm.8,0P
moles3,68n
2
2
2
2
CO
273
CO
CO
CO












 



l.2,33V 2CO 
Problema Resuelto

38. Fin de Tema
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Reacción Química