TEMA 2 – I PARTE BALANCE DE ECUACIONES

CAMBIO FÍSICO Y CAMBIO QUÍMICO. CAMBIO FÍSICO: es aquél que tiene lugar sin transformación de materia. Cuando se conserva la sustancia original. CAMBIO QUÍMICO: es aquél que tiene lugar con transformación de materia. Cuando no se conserva la sustancia original.

EJEMPLOS: Aquí se identifican  fenómenos físicos y químicos, para un fenómeno natural y para un hecho de la vida diaria:  Durante el proceso de FOTOSÍNTESIS: a- La hoja TOMA CO2 del aire,(también llega el H2O tomada del suelo por la raíz ). FÍSICO b- El AGUA se transforma en HIDRÓGENO y OXÍGENO. QUÍMICO c- El OXÍGENO se desprende de la planta y vuelve a la atmósfera FÍSICO d- El HIDRÓGENO reacciona con el DIÓXIDO DE CARBONO  para formar ALMIDÓN QUÍMICO

ECUACIÓN QUÍMICA Una ecuación química es una forma corta de expresar en términos de símbolos y fórmulas todo un proceso de transformación química o REACCIÓN QUÍMICA

Representación de cambios químicos: REACCIÓN QUÍMICA. Según la teoría cinético-molecular una reacción química consiste en las roturas de las moléculas de las sustancias iniciales, reordenándose los átomos de forma diferente . En la reacción química se produce siempre una transformación energética.

¿DONDE SE ORIGINAN LAS REACCIONES QUIMICAS? MANIFESTACIONES COTIDIANAS

EXPLICACIÓN CINÉTICO MOLECULAR DE LA REACCIÓN QUÍMICA. Para que se produzca la reacción química se tienen que producir dos hechos fundamentales : 1.-Los átomos tienen que chocar con suficiente energía. 2.-La orientación del choque de los átomos ha de ser efectiva. Es decir la orientación del choque ha de ser la adecuada. I2 + H2 2HI choque efectivo choque no efectivo.

PRINCIPIO DE CONSERVACIÓN DE LA MASA. Debido a los estudios de Lavoisier. Que estableció dicho principio en el año 1877. “En un sistema aislado, en el que no entra ni sale materia, la masa de las sustancias iniciales es idéntica a la masa de las sustancias finales, aunque dichas sustancias sean diferentes”. mreactivos = mproductos. Debido a los estudios de Lavoisier. Que estableció dicho principio en el año 1877. “En un sistema aislado, en el que no entra ni sale materia, la masa de las sustancias iniciales es idéntica a la masa de las sustancias finales, aunque dichas sustancias sean diferentes”. mreactivos = mproductos.

Reacción química En una reacción química se conserva el número de átomos y la masa original, pero se redistribuye el material en nuevas estructuras. Por ejemplo, un precipitado sólido amarillo, el yoduro de plomo (Pbl2), se forma por la reacción de dos líquidos, el yoduro de potasio (KI) y el nitrato de plomo (Pb(NO3) 2).

PRINCIPIO DE CONSERVACIÓN DELA MASA. IK + Pb(NO3)2 PbI2 + KNO3

REPRESENTACIÓN GRÁFICA DE REACCIONES QUÍMICAS. Las reacciones químicas pueden ser representadas mediante los modelos moleculares. Dibujando los átomos como si fueran esferas y construyendo así las moléculas de las sustancias que intervienen en una reacción. Utilizando los modelos moleculares podemos entender mejor la conservación de la materia en las reacciones químicas, puesto que el número de esferas de cada clase debe ser el mismo en las sustancias iniciales y en las finales,.

REPRESENTACIÓN GRÁFICA DE REACCIONES QUÍMICAS. H2 + O2  H2O La representación anterior no cumple el principio de conservación de la masa.!!!

REPRESENTACIÓN GRÁFICA DE REACCIONES QUÍMICAS. 2 H2 + O2  2 H2O La representación anterior si cumple el principio de conservación de la masa.!!!

Representación de reacciones. Zn + HCl ZnCl2 + H2 Procedemos a ajustar: Zn +2 HCl ZnCl2 + H2

Representación de reacciones. CaCO3 CaO + CO2 Ca C O

CLASIFICACIÓN DE LAS REACCIONES QUÍMICAS Por su Mecanismo De Adición o combinación De Descomposición De Simple Desplazamiento o Reemplazo De Doble Desplazamiento 4Fe(s) + 3O2(g) 2Fe2O3(s) 2KBrO3(s)+ 2KBr(s) + 3O2(g)  L i- K – Ba – Ca – Na – Mg – Al – Zn – Fe – Cd – Ni – Sn – Pb - (H) – Cu – Hg – Ag - Au F – O – Cl – Br – I – At – S – Se – Te - (H) – N – P – As – Sb – C – Si – B Creciente en actividad H2SO4(ac) + Mg(s) MgSO4(s) + H2(g) Ba(NO3)2(ac) + 2NaOH(ac) 2NaNO3(ac) + Ba(OH)2(s)

CLASIFICACIÓN DE LAS REACCIONES QUÍMICAS Por Cambio de Valencia Reacciones NO REDOX Reacciones REDOX 1+ 6+ 2- 2+ 2- 2+ 6+ 2- 1+ 2- H2 S O4(ac) + Ca O(s) Ca S O4(ac) + H2O(l) 7+ 1- 2+ 0 KMnO4 + HCl KCl + Mn Cl2 + Cl2 + H2O

Otros tipos de Reacciones: De COMBUSTIÓN. Etanol Carbón Butano Propano + O2 CO2 +H2O Gasolina Madera Plásticos …………

Otros tipos de Reacciones:. Durante el curso de una reacción siempre se produce, en mayor o menor medida, un desprendimiento o una absorción de energía. Así se clasifican las reacciones en: 1.-EXOTÉRMICAS: Aquellas en las que se desprende calor. Aunque en un principio haya que suministrar una mínima cantidad de calor. 2.-ENDOTÉRMICAS: Son aquellas en las que se absorbe calor.

Por ejemplo: Reacción de oxidación de metales. El metal incorpora átomos de oxigeno, formando óxidos. En muchos casos la reacción ocurre a temperatura ambiente. M + O2 MO M + O2 MO2 Ejemplo: 2Fe +O2 2FeO

Reacción de oxidación de metales. En las reacciones de oxidación se ajusta primero el oxígeno.Después el metal. Na + O2 Na2O 1º Na + O2 2 Na2O 2º 4Na + O2 2 Na2O +

PRINCIPIO DE CONSERVACIÓN DELA MASA. Ahora bien, el número de átomos de cada elemento en los reactivos debe ser igual al que existe en los productos Esto nos obliga a realizar un ajuste de la ecuación química para que el número de átomos de cada elemento en los reactivos sea igual al que existe en los productos.

Ajuste de reacciones: Formación del agua. H2 + O2 H2O Vemos que en los reactivos hay dos átomos de oxígeno mientras que en los productos sólo hay uno. ¿Qué tal si multiplicamos por dos la molécula de agua? H2 + O2 2 H2O Ahora tenemos igualdad en los átomos de oxígeno, pero no en los de hidrógeno. De estos hay cuatro en los productos y sólo dos en los reactivos. ¿Por qué no multiplicamos por dos el hidrógeno en los reactivos? 2 H2 + O2 2 H2O

Ajuste de reacciones: Formación del agua. A los números que hemos añadido para ajustar la ecuación se les llama coeficientes estequiométricos. 2 H2 + O2 2 H2O nº de átomos en la molécula. coeficiente estequiométrico(nº de moléculas) “ las ecuaciones químicas son las representaciones simbólicas de las reacciones reales. En ellas, el número de átomos de cada elemento es el mismo en las sustancias iniciales y en las finales.”

BALANCE DE ECUACIONES REDOX Oxidación: cambio químico donde una sustancia pierde electrones y aumenta su estado de oxidación (valencia). Agente Reductor: Sustancia que se oxida reduciendo a otra. Reducción: cambio químico donde una sustancia gana electrones y disminuye su estado de oxidación. Agente Oxidante: Sustancia que se reduce oxidando a otra OXIDACIÓN 4-; 3-; 2-; 1-; 0; 1+ ; 2+; 3+; 4+; 5+; 6+; 7+; 8+ REDUCCIÓN

DETERMINACIÓN DE LA VALENCIA DE UN ELEMENTO a) Los metales, oxígeno y radicales llevan valencia (-). b) Los metales, el hidrógeno y el radical amonio llevan valencia (+). c) Un elemento aislado siempre tiene valencia cero (0). d) En una fórmula debe haber igual número de valencias positivas y negativas. e) Los no metales se compartan como positivos sólo cuando se unen con el oxígeno. f) En un compuesto químico la suma de las valencias debe ser igual a cero. g) Debe conocerse la valencia de algunos de los elementos. h) El oxigeno actúa casi siempre con valencia (-2); pero en los peróxidos H2, O2 BaO2, etc., actúa con valencia (-1). El hidrógeno combinado con un metal tiene valencia (-1), y combinado con un no metal (+1).

POR EJEMPLO Fe 2O3 + KNO3 + KOH K2FeO4 + KNO2 + H2O Fe 2O3 KNO2 3+ 2- 1+ 5+ 6+ 1+ 3+ 1+ 3+ 6+ 6- = 0 (es el adecuado ) 2+ 4+ 6- = 2- (no es el adecuado ) 2- 1+ 3+ 2- Fe 2O3 KNO2 K: 1+ solamente Fe: 2+ y 3+ Entonces por diferencia tenemos: (1+) + (2 -) * 2 - = (1+) + ( 4-) = 3 - El elemento que se reduce es el Nitrogeno 5+ a 3+ en 2 valencias El elemento que se oxida es el Hierro de 3+ a 6+ en 3 valencias

FIN DE LA 1ra PARTE

ENLACES DE CARBONO

REACCIONES EXOTÉRMICAS COMPONENTES DEL PETRÓLEO O LOS COMBUSTIBLES FÓSILES

APLICACIONES DE LA OXIDACIÓN-REDUCCIÓN

GALVANOTÉCNIA OTRO EJEMPLO: PROCESO DE LA FOTONSINTESIS