Puerto Ordaz, febrero de 2014 UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA “ANTONIO JOSÉ DE SUCRE” VICE-RECTORADO PUERTO ORDAZ DEPARTAMENTO DE QUÍMICA Puerto Ordaz UNIDAD 2 Estequiometría (Clase 3) Elaborado por: Lic. Julineth Guerra Puerto Ordaz, febrero de 2014

2 Estequiometría Clase 3 TEMAS: UNIDAD Puerto Ordaz TEMAS: UNIDAD 2 1. Balanceo de ecuaciones químicas por el método de tanteo. 2. Balanceo de ecuaciones químicas por el método del ión electrón o redox en medio ácido y básico. Lic. Julineth Guerra (2014) 2

QUÍMICA UNIDAD 2: Estequiometría. (CLASE 1 ) INTRODUCCIÓN Dado que en ninguna reacción se crean ni se destruyen átomos, toda ecuación química se considera balanceada si concuerda el número de átomos de cada elemento en los reactivos y los productos. Los coeficientes balancean la ecuación; escritos delante de la fórmula indican el número de moléculas en la reacción química. Lic. Julineth Guerra (2014) 3

QUÍMICA UNIDAD 2: Estequiometría. (CLASE 1 ) INTRODUCCIÓN Se debe distinguir de manera clara los coeficientes de los subíndices, que son los números pequeños en las fórmulas y señalan el número de átomos en la molécula. Una ecuación química balanceada indica de manera simbólica lo que ocurre en una determinada ecuación. Lic. Julineth Guerra (2014) 4

QUÍMICA UNIDAD 2: Estequiometría. (CLASE 1 ) INTRODUCCIÓN Sin embargo, una ecuación química balanceada no brinda toda la información que se podría desear acerca de la reacción, en concreto: No hace referencia sobre la velocidad de reacción ni de la energía desprendida o necesaria para que ocurra la misma. Para balancear ecuaciones químicas existen principalmente dos métodos: El de tanteo El redox (óxido-reducción) Este tema se estará desarrollando de una manera más explícita y detallada más adelante. Te invito a formar parte de este estudio en el cual podrás adquirir competencias (conocimientos) al finalizar la clase. Lic. Julineth Guerra (2014) 5

QUÍMICA UNIDAD 2: Estequiometría. (CLASE 1 ) COMPETENCIAS Determina el balanceo de ecuaciones por tanteo mediante la multiplicación, suma y división. Identifica el oxidante y reductor en las reacciones redox. Escribe y balancea las ecuaciones redox.  Determina el balanceo de ecuaciones por tanteo mediante la multiplicación, suma y división. Valora la influencia del balanceo de ecuaciones químicas en muchas actividades industriales como también el desarrollo científico en la calidad de vida. Lic. Julineth Guerra (2014) 6

QUÍMICA UNIDAD 2: Estequiometría. (CLASE 1 ) PRE-REQUISITOS Conoce algunos términos como: número de valencias u oxidación y electrones. Trabaja con conocimientos matemáticos como la multiplicación, suma y división. Reconoce el tipo de nomenclatura a estudiar. Lic. Julineth Guerra (2014) 7

MATERIALES Papel, lápiz y borrador. Cuestionario dado por el profesor. QUÍMICA UNIDAD 2: Estequiometría. (CLASE 1 ) MATERIALES Papel, lápiz y borrador. Cuestionario dado por el profesor. Libros o textos sobre el tema a tratar. Aula virtual. Lic. Julineth Guerra (2014) 8

ÍNDICE 1. Balanceo de ecuaciones químicas por el método de tanteo. UNIDAD 2: Estequiometría. (CLASE 1 ) ÍNDICE 1. Balanceo de ecuaciones químicas por el método de tanteo. 2. Balanceo de ecuaciones químicas por el método del ión electrón o redox en medio ácido y básico. Si quieres repasar algún tema en particular haz CLIP en algunas de las opciones Lic. Julineth Guerra (2014) 9

Tema 1: Balanceo de ecuaciones químicas por el método de tanteo. UNIDAD 4: LÍQUIDOS. (CLASE 1 ) TEMA 1 : . Definición de estequiometría. Tema 1: Balanceo de ecuaciones químicas por el método de tanteo. Puerto Ordaz Consiste en modificar los coeficiente por simple inspección hasta que la ecuación quede equilibrada. Se aplica generalmente a aquellas ecuaciones que cumplen: No existen cambio en el estado de oxidación de los elementos. El número de sustancias del primer miembro es igual al número de sustancias del segundo miembro. Lic. Julineth Guerra (2014) 10

Reglas para balancear las ecuaciones por tanteo: QUÍMICA UNIDAD 2: Estequiometría. (CLASE 1 ) Reglas para balancear las ecuaciones por tanteo: Si observas cuidadosamente un ecuación química no balanceada, como la que tenemos a continuación, encontraras que a ninguna de las moléculas o átomos le antecede un coeficiente. Este dato, el valor del coeficiente, es el que debes encontrar durante el balanceo de la ecuación. Para efectuar el proceso se sugieren los siguientes pasos: Identifica los átomos que están participando en la reacción. Lic. Julineth Guerra (2014) 11

Después balancea los átomos de hidrógeno. QUÍMICA UNIDAD 2: Estequiometría. (CLASE 1 ) Los números que aparecen como subíndice al lado década átomo, te dicen cuantos de ellos están participando en la reacción. Si el átomo no tiene subíndice, se sobreentiende que es 1; éste será tu punto de partida. Compara el número de átomos en cada extremo de la reacción y trata de igualarlos. Inicia el balanceo con los átomos que sean diferentes al hidrógeno y al oxígeno. Después balancea los átomos de hidrógeno. Posteriormente, balancea los átomos de oxígeno. Finalmente, compara la cantidad de átomos que están presentes al lado de reactantes y productos. Para balancear una ecuación, deben modificarse los coeficientes, NO los subíndices. Lic. Julineth Guerra (2014) 12

Paso 1. Escribir la ecuación sin balancear. AL2S3 + H2O AL(OH)3 + H2S QUÍMICA UNIDAD 2: Estequiometría. (CLASE 1 ) Ejemplo: Balancear a reacción del sulfuro de aluminio y agua que genera hidróxido de aluminio y sulfuro de hidrógeno. Paso 1. Escribir la ecuación sin balancear. AL2S3 + H2O AL(OH)3 + H2S Sulfuro de aluminio Agua Hidróxido de aluminio Sulfuro de hidrógeno Paso 2. Asignar coeficiente. La secuencia recomendada es: Balancear metales: En los reactantes aparecen dos átomos de aluminio; entonces, el producto donde aparece el aluminio necesita multiplicarse por el coeficiente 2. AL2S3 + H2O 2AL(OH)3 + H2S Balancear no metales: en el reactante aparece tres átomos de azufre y como producto sólo 1. Al multiplicar por 3 la fórmula del producto, el azufre quedara balanceado. AL2S3 + H2O AL(OH)3 + 3H2S Lic. Julineth Guerra (2014) 13

Átomos en los reactantes Átomos en los productos QUÍMICA UNIDAD 2: Estequiometría. (CLASE 1 ) Balancear hidrógenos y oxígenos: Debido a que en los productos el número de átomos de hidrógeno es: 2(3) = 6, se coloca el coeficiente 6 en la fórmula del agua. AL2S3 + 6H2O 2AL(OH)3 + 3H2S Al comparar los átomos de cada elemento en reactantes y productos, los oxígenos están también igualados. Por lo tanto, la ecuación está ahora balanceada Elemento Átomos en los reactantes Átomos en los productos Aluminio 2 Azufre 3 Oxígeno 6 2(3) = 6 Hidrógeno 6(2) = 12 2(3) + 3(2) = 12 Lic. Julineth Guerra (2014) 14

QUÍMICA UNIDAD 4: LÍQUIDOS. (CLASE 1 ) Tema 2: Balanceo de ecuaciones químicas por el método del ión electrón o redox en medio ácido y básico TEMA 1 : . Definición de estequiometría. Puerto Ordaz En toda reacción redox debe haber tanto la oxidación como reducción. En otras palabras, si una sustancia se oxida, la otra se debe reducir. La sustancia que hace posible que otra sustancia se oxide es el agente oxidante, el cual quita electrones apropiándoselos, por lo tanto, el agente oxidante se reduce. De forma análoga, un agente reductor, es una sustancia que cede electrones, con lo cual hace que otra sustancia de reduzca. Este agente se oxida durante el proceso. Lic. Julineth Guerra (2014) 15

QUÍMICA UNIDAD 2: Estequiometría. (CLASE 1 ) El balanceo de reacciones de óxido-reducción plantea un requisito adicional: es preciso balancear las ganancias y pérdidas de electrones. Si una sustancia pierde un cierto número de electrones durante una reacción, entonces otra sustancia debe ganar el mismo número de electrones El balanceo de reacciones de óxido-reducción se llevan a cabo en disoluciones ácidas (medio ácido) y disoluciones básicas (medio básico). Lic. Julineth Guerra (2014) 16

QUÍMICA UNIDAD 2: Estequiometría. (CLASE 1 ) Balanceo de reacciones de óxido-reducción en disoluciones ácidas (medio ácido) y disoluciones básicas(medio básico): La ecuación química y los números de oxidación o valencia de cada elemento en la reacción, son el punto de partida para el balanceo por el método redox. Si una reacción redox se lleva a cabo en disolución ácida, se debe completar la ecuación con H+ y H2O. Si una reacción redox se lleva a cabo en disolución ácida, se debe completar la ecuación con OH- y H2O. Lic. Julineth Guerra (2014) 17

QUÍMICA UNIDAD 2: Estequiometría. (CLASE 1 ) Reglas para balancear reacciones de óxido-reducción en medio ácido y básico: Para balancear una ecuación redox en diferentes medios se siguen los siete pasos siguientes: Buscar el elemento que se oxida y el elemento que se reduce, comparando sus respectivos números de oxidación en ambos miembros. Escribir las semirreacciones de oxidación y de reducción. En cada una de las semirreacciones, ajustar la materia elemento por elemento. El O se ajusta añadiendo moléculas de H2O, y el H añadiendo H+ en medio ácido. Ajustar la carga, añadiendo electrones en el miembro donde sea necesario. Lic. Julineth Guerra (2014) 18

Finalmente, terminar de balancear por tanteo si es necesario. QUÍMICA UNIDAD 2: Estequiometría. (CLASE 1 ) Multiplicar ambas semirreacciones por los coeficientes adecuados para igualar el número de electrones en ambos. Sumar las dos semirreacciones y simplificar en lo posible, con lo que tendremos la ecuación global ajustada (o balanceada). Finalmente, terminar de balancear por tanteo si es necesario. En una reacción en medio básico se procede de la misma forma, solo que se añade OH- y H2O en el paso c). Procediéndose así: Para balancear el oxígeno; por cada O que se necesita: Añadir dos OH- al lado que necesita O y añadir un H2O al otro lado. Para balancear el hidrógeno; por cada O que se necesita: Añadir un H2O al lado que necesita H y añadir un OH- al otro lado. Lic. Julineth Guerra (2014) 19

Ejemplo: Complete y balancee la ecuación siguiente en medio ácido. QUÍMICA UNIDAD 2: Estequiometría. (CLASE 1 ) Ejemplo: Complete y balancee la ecuación siguiente en medio ácido. Paso 1. Ecuación sin balancear y separamos las semirreacciones en: Paso 2. Ahora tenemos que agregar los H+ y las moléculas de H2O donde haga falta H y O, respectivamente. Lic. Julineth Guerra (2014) 20

QUÍMICA UNIDAD 2: Estequiometría. (CLASE 1 ) Paso 3. Las reacciones se balancearán al momento de igualar la cantidad de electrones que intervienen en ambas semirreacciones. Esto se logrará multiplicando la reacción de una semirreación por el número de electrones de la otra semirreacción (y, de ser necesario, viceversa), de modo que la cantidad de electrones sea constante. Al final tendremos: Lic. Julineth Guerra (2014) 21

QUÍMICA UNIDAD 2: Estequiometría. (CLASE 1 ) Paso 4. Como se puede ver, los electrones están balanceados, así que procedemos a sumar las dos semirreacciones, para obtener finalmente la ecuación balanceada. Lic. Julineth Guerra (2014) 22

Ejemplo: Complete y balancee la ecuación siguiente en medio básico. QUÍMICA UNIDAD 2: Estequiometría. (CLASE 1 ) Ejemplo: Complete y balancee la ecuación siguiente en medio básico. Paso 1. Ecuación sin balancear y separamos las semirreacciones en: Paso 2. Agregamos la cantidad adecuada de OH- y H2O (las moléculas de agua se sitúan en donde hay mayor cantidad de oxígenos). Lic. Julineth Guerra (2014) 23

QUÍMICA UNIDAD 2: Estequiometría. (CLASE 1 ) Paso 3. Balanceamos la cantidad de electrones al igual que en el ejemplo anterior. Obtenemos: Paso 4. Como se puede ver, los electrones están balanceados, así que procedemos a sumar las dos semirreacciones, para obtener finalmente la ecuación balanceada. Lic. Julineth Guerra (2014) 24

Referencias Bibliográficas QUÍMICA UNIDAD 2: Estequiometría. (CLASE 1 ) Referencias Bibliográficas Brown, L. (1998). Química la Ciencia Central. Editorial Pearson. México. Santillana. (2008). Colección Temática Santillana Química. Editorial Santillana S.A. Venezuela Suárez, F. Problemario Química. Editorial Romor, C.A. Venezuela. Lic. Julineth Guerra (2014) 25

QUÍMICA UNIDAD 2: Estequiometría. (CLASE 1 ) ACTIVIDADES Para verificar los conocimientos adquiridos, realiza la actividad virtual sugerida para el reforzamiento de esta clase. Lic. Julineth Guerra (2014) 26

FÍN DE LA CLASE 3 QUÍMICA UNIDAD 2: Estequiometría. (CLASE 1 ) Lic. Julineth Guerra (2014) 27