Reacciones químicas: José Guerrero Hermann Garbers Abril 2011

Ecuación química Representación grafica de una reacción química, consiste en 2 miembros reactivos (izquierda) y productos (derecha) separados por una flecha. Aa + Bb Cc + dD A, B, C, D = Especies químicas A, b, c, d = Coeficientes estequiométricos

Pasos para escribir una ecuación química Primer paso. Escribir con palabras a la izquierda de la flecha las sustancias que reaccionan y a la derecha de la flecha las sustancias que se forman. Segundo paso. Escribir la formula correcta de cada una de las sustancias mencionadas en la ecuación con palabras anteriormente establecidas. Los elementos se representan en la ecuaciones como moléculas monoatómicas. (sus símbolos no necesitan subíndice alguno). Como excepciones notables se encuentran las moléculas diatónicas N2, H2, O2, F2, Cl2, Br2, e I2. Tercer paso. Ajustar la ecuación incompleta. Esto se realiza colocando números delante de las formulas de manera que a ambos lados de la flecha se tenga el mismo numero y tipo de átomos. Es importante recordar que ninguno de los subíndices obtenidos correctamente en el segundo paso pueden ser cambiados para ajustar la ecuación

¿Que es una reacción química? Fenómeno o proceso en el que 2 o mas sustancias iniciales ( reactivos) se transforman por la acción de una energía, formando nuevas sustancias o compuestos (productos) Hidrogeno + Oxigeno = Agua

Tipos de reacciones: Combinación o síntesis: Ocurre cuando se unen dos o mas sustancias para formar otra sustancia, cuyas moléculas son el resultado de una reagrupación de átomos de los reactivos A + B ------------------- AB 2H2 + O2------------------- 2H2O Descomposición: Ocurre cuando a partir de un compuesto se producen dos o mas sustancias. AB ----------------------- A + B CaCo3 ------------------CaO + CO2

Desplazamiento o sustitución: Puede ser: 1. Simple: un elemento sustituye y libera a otro elemento presente en el compuesto A + BC-------------------- AC + B 2NaI + Br2-------------------2NaBr + I2 Serie de reactividad de los metales: Li, K, Ba, Ca, Na, Mg, Al, Zn, Cr, Fe, Cd, Co, Ni, Sn, Pb, H, Cu, Hg, Ag, Pt, Au Disminuye Serie de reactividad de los no metales: F2> Cl2 > Br2 > I2.

2. Doble: Al reaccionar dos compuestos intercambian elementos y se producen dos nuevos compuestos AB +  CD----------------- AC + BD HCl + NaOH--------------NaCl + H2O Neutralización: Acido + Base Sal + Agua HCl + NaOH NaCl + H2O Combustión: Combinación con el oxigeno para formar óxidos. C(n)H(2n+2) + (3n+1)/2O2 → (n)CO2 + (n+1)H2O Intercambio de calor: Exotérmica: Desprender calor al entorno Endotérmica: Absorben el calor del entorno

Nombre Descripción Representación Ejemplo Reacción de síntesis Elementos o compuestos sencillos que se unen para formar un compuesto más complejo. La siguiente es la forma general que presentan este tipo de reacciones: A+B → ABDonde A y B representan cualquier sustancia química. Un ejemplo de este tipo de reacción es la síntesis del cloruro de sodio: 2Na(s) + Cl2(g) → 2NaCl(s) Reacción de descomposición Un compuesto se fragmenta en elementos o compuestos más sencillos. En este tipo de reacción un solo reactivo se convierte en zonas o productos. AB → A+B Donde A y B representan cualquier sustancia química. Un ejemplo de este tipo de reacción es la descomposición del agua: 2H2O(l) → 2H2(g) + O2(g) Reacción de desplazamiento o simple sustitución Un elemento reemplaza a otro en un compuesto. A + BC → AC + B Donde A, B y C representan cualquier sustancia química. Un ejemplo de este tipo de reacción se evidencia cuando el hierro(Fe) desplaza al cobre(Cu) en el sulfato de cobre (CuSO4): Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu Reacción de doble desplazamiento o doble sustitución Los iones en un compuesto cambian lugares con los iones de otro compuesto para formar dos sustancias diferentes. AB + CD → AD + BCDonde A, B, C y D representan cualquier sustancia química. Veamos un ejemplo de este tipo de reacción: NaOH + HCl → NaCl + H2O

Reacciones Redox Las reacciones redox o de óxido-reducción son aquellas donde hay movimiento de electrones desde una sustancia que cede electrones (reductor) a una sustancia que capta electrones (oxidante). La sustancia que cede electrones, se oxida. La sustancia que gana electrones, se reduce. Para que exista una reacción redox, en el sistema debe haber un elemento que ceda electrones y otro que los acepte Agente oxidante:  es el elemento químico que tiende a captar esos electrones, quedando con un estado de oxidación inferior al que tenía, es decir, siendo reducido Agente reductor: es aquel elemento químico que suministra electrones de su estructura química al medio, aumentando su estado de oxidación, es decir, siendo oxidado.

Número de oxidación o estado de oxidación: Balanceo de ecuaciones Número de cargas que tendría un átomo en una molécula (o en un compuesto iónico) si los electrones fueran transferidos completamente. Balanceo de ecuaciones Escribir para cada elemento que participa en la reacción, el numero de oxidación correspondiente. Determinar cuales elementos han cambiado su numero de oxidación Escribir para cada elemento una semi-reaccion que indique el numero de electrones que ha ganado o perdido Ajustar los coeficientes de cada una de las semi-reacciones de forma que el numero de electrones ganados por un elemento sea igual al numero de electrones cedidos por el otro Colocar en el lado izquierdo de la ecuación original los coeficientes obtenidos en el paso 4 Completar el balanceo

En los elementos libres (estado no combinado) cada átomo tiene un numero de oxidación de cero Para los iones constituidos por un solo átomo ( es decir, iones monoatómicos), el numero de oxidación es igual a la carga del ión (Así, para Mg +2 , el numero de oxidación es +2) El  número de oxidación para oxigeno es -2 ( en los peróxidos es de -1) (H2O2) El numero de oxidación para el hidrogeno es +1, excepto cuando esta enlazado con metales en compuestos binarios es -1 ( en los hidruros es de - 1) (LiH, NaH) El flúor tiene un numero de oxidación de -1 en todos sus compuestos. Los otros halógenos (Cl,Br,I) tienen numero de oxidación negativo (-) cuando se encuentran como iones halogenuro( sal formada por un halogeno). En los compuestos como ejemplo los oxiacidos u oxianiones tienen numero de oxidación positivo (+) En una molécula neutra, la suma de los números de oxidación de todos los átomos debe ser igual a cero, en un ion poli atómico, la suma de los números de oxidación debe ser igual a la carga neta del ión

ejercicios

1. ¿Cuál es la afirmación correcta? a) Las sustancias que reaccionan se deben encontrar y chocar con suficiente energía para que se produzca la reacción. b) Las sustancias que reaccionan se deben encontrar pero no importa cómo se encuentran, siempre se producirá la reacción. c) En una reacción química los que se deben encontrar son los productos y no es necesaria la intervención de energía en el proceso. 2. ¿Señala la afirmación correcta? a) En una reacción química se escribe a la derecha los reactivos y a la izquierda los productos. b) Delante de las sustancias que reaccionan y que se forma se pone un número denominado coeficiente estequiométrico. c) Siempre se debe poner el estado físico en que se encuentran los reactivos o los 3. ¿Cuál es la afirmación correcta sobre los catalizadores? a) Los catalizadores son sustancias que intervienen en las reacciones químicas reacionando con los reactivos. b) Los catalizadores son sustancias necesarias para controlar la velocidad de la reacción química. c) Los catalizadores son reactivos que se pueden poner o no en las reacciones químicas. d) Los catalizadores son sustancias que intervienen en las reaciones químicas reaccionando con los productos.

EJERCICIOS A) E) B) F) C) D)

EJERCICIOS A) E) B) F) C) D) Reacción de sustitución Combustión Reacción de doble sustitución B) F) Reacciones con absorción de calor Reacciones endotérmicas Neutralización C) D) Reacciones con desprendimiento de calor Reacciones exotérmicas