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5/7/2018 Guia_reacciones Quimicas y Balanceo - slidepdf.com
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REACCIONES QUÌMICAS QUE ORIGINAN SALESOtros ejemplos de reacciones químicas los podemos encontrar en la formación de las sales. Una sal es elproducto de neutralización entre un ácido y una base; en esta reacción también se produce agua. En estasreacciones de neutralización, los H+ del ácido y los (OH)- de las bases son reemplazados total o parcialmente.Si son reemplazados totalmente, son sales neutras; si la sustitución es parcial reciben el nombre de sales
ácidas (presencia de H+) o básicas (OH)- .
Sales haloideas o haluros: Resultan de la reacción química entre un ácido hidrácido y una base: HCl+ Na (OH) -1 NaCl + H2OÁcido clorhídrico Hidróxido de sodio Cloruro de sodio10. Escribo la ecuación química para la obtención de las siguientes sales y los nombres correspondientes: KF,
NaBr, LiCl, K2S, FeCl2, FeCl3, Na2Se
Oxisales: Resultan de la reacción de neutralización entre un oxácido y una base:HNO3 + KOH KNO3 + H2OAcido nítrico Hidróxido de potasio nitrato de potasio11. Escribo la ecuación química para la obtención de las siguientes sales y los nombres correspondientes:NaBrO , K2CO3, Na3PO4, Cu2SO4, CuSO4,
Sales ácidas: Cuando no son reemplazados todos los hidrógenos del ácido. Para nombrarlas se tiene encuenta la misma nomenclatura, agregando la palabra “ácido”: KHS: Sulfuro ácido de potasio12. Escribo los nombres de las siguiente sales: LiHSO4, NaHCO3, CaHPO4, KH2PO4
Sales básicas: Cuando se reemplazan parcialmente los hidroxilos (OH)-
de las bases. Para nombrarlas, setiene en cuenta la misma nomenclatura, agregando la palabra “básico”:AlOHCO3 : Carbonato básico de aluminio13. Escribo los nombres de las siguiente sales: CuOHNO3, CuOHBr, AlOHSO4
LAS REACCIONES QUÌMICAS Y LAS ECUACIONES QUE LAS REPRESENTAN.
Con el objeto de de comunicarse entre sí, con respecto a las reacciones químicas, los químicos handesarrollado una forma estándar para representarlas por medio de ecuaciones químicas. Una ecuación químicautiliza símbolos químicos para mostrar qué sucede durante una reacción química:Ejemplo:Cuando el hidrógeno gaseoso (H2) reacciona con el oxígeno (O2) forma H2O. Esta reacción química serepresenta mediante la ecuación química:
H2+ O2 H2O El signo más (+) significa “reacciona con” y la flecha significa “produce”. Se suponeque la reacción sigue de izquierda a derecha como lo indica la flecha.Sin embargo, la ecuación anterior no está completa, ya que del lado izquierdo de la flecha hay el doble deátomos de oxígeno (dos) que los que hay en el lado derecho (uno). Para estar de acuerdo con la ley de laconservación de la masa) debe haber el mismo número de cada tipo de átomos en ambos lados de la flecha,es decir, debe haber tantos átomos al finalizar la reacción como los que había antes de que se iniciara. Sepuede balancear la ecuación colocando el coeficiente adecuado (en este caso 2) antes del H2 y del H20: 2H2+ O2 2H2OEsta ecuación química balanceada muestra que dos moléculas de hidrógeno, reaccionan con una molécula deoxígeno para formar dos moléculas de agua. Las ecuaciones balanceadas son el fundamento de los cálculosestequiométricos.
Nombre del ácido Nombre de la sal ____ hídrico ____ uroHipo____ oso Hipo____ ito
________ oso ________ ito ________ ico ________ atoPer ____ ico Per ____ ato
1
Los nombres de las sales se derivan de losnombres de los ácidos que las originan deacuerdo con la siguiente tabla:
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Ejemplos:2CO (g) + O2 (g) 2CO2 (g) 2HgO (s) 2 Hg (l) + O2 (g)
El conocimiento del estado químico en el estado físico de los reactivos y productos es muy útil en ellaboratorio. Por ejemplo, cuando reacciona el bromuro de potasio (KBr) y el nitrato de plata (AgNO3) en unmedio acuoso, se forma un sólido, el bromuro de plata (AgBr). Esta reacción se presenta mediante la ecuación:KBr (ac) + AgNO3 (ac) KNO3 (ac) + AgBr (s)
Si no se indican los estados físicos de los reactivos y productos, una persona no informada podría intentar llevar a cabo esta reacción mezclando KBr sólido con AgNO3 sólido. Estos dos sólidos reaccionarían de forma muylenta o no lo harían. Si se analiza el proceso a nivel microscópico se puede comprender que para formar unproducto como el bromuro de plata, los iones Ag+ y los iones Br – deben estar en contacto. Sin embargo, en elestado sólido estos iones tienen muy poca movilidad.
En las reacciones químicas deben indicarse los catalizadores, que son sustancias que aceleran o disminuyenla velocidad de una reacción. Los catalizadores no son consumidos en las reacciones y se colocan encima odebajo de la flecha que separa los reactivos de los productos.Ejemplo:
CH4 + H2O Ni CO + 3H2
900oCEn las reacciones químicas también se pueden indicar si hay absorción o desprendimiento de energía. En lasiguiente ecuación química se observa que se consume o absorbe energía, es una reacción endotérmica:
Al2O3 + 2Fe + 203 Kcal 2Al + Fe2O3
En la siguiente ecuación química se observa que se desprende o libera energía, es una reacción exotérmica:C3H8 + 5O2 3CO2 + 4 H20 + 341 Kcal
CLASES DE REACCIONES QUÌMICAS
De acuerdo con la información anterior, clasifico las siguientes reacciones químicas:2Na +2 H2O 2Na OH + H2
SO3 + H20 H2SO4
Na2SO4+ Zn (NO3)2 + Zn SO4 +2 NaNO3
Letra Significadog Gaseosol Líquidos SólidoAc/aq Acuoso/ solución
Nombre Descripción Ejemplo
Reacción de síntesisElementos o compuestos sencillos que seunen para formar un compuesto máscomplejo.
4 Al +3O2 2Al2O3
Reacción dedescomposición
Un compuesto se fragmenta en elementos ocompuestos más sencillos.
2H2O electricidad 2 H2 + O2
Reacción dedesplazamiento osustitución
Un elemento reemplaza a otro en uncompuesto.
Mg + Cu( SO4) Mg( SO4) + Cu
Reacción de dobledesplazamiento odoble sustitución ointercambio
Hay un intercambio de átomos entre lassustancias que reaccionan
AgNO3 + HCl AgCl + HNO3
2
Para proporcionar información adicional, confrecuencia los químicos indican el estado físicode los reactivos y productos por medio de lasletras:
Un sólido que seprecipita
Un gas que sedesprende
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2 KClO3 2KCl + 3 O2
2H20(l) + 116Kcal 2 H2 (g) + O2 (g)Zn + H2SO4 ZnSO4 + H2 +34,2 Kcal
LA LEY DE LA CONSERVACIÓN DE LA MATERIA.La ley de conservación de la masa o ley de conservación de la materia o ley de Lomonósov-Lavoisier es una delas leyes fundamentales en todas las ciencias naturales. Fue elaborada independientemente por MijaílLomonósov en 1745 y por Antoine Lavoisier en 1785. Se puede enunciar como «En una reacción química
ordinaria la masa permanece constante, es decir, la masa consumida de los reactivos es igual a la masaobtenida de los productos». Esta ley es fundamental para una adecuada comprensión de la química. Estádetrás de la descripción habitual de las reacciones químicas mediante la ecuación química. El número deátomos de cada elemento debe ser igual en ambos lados de la ecuación. En otras palabras, como lasreacciones no implican creación ni destrucción de átomos, sino simplemente una reorganización de éstos, elnúmero de átomos de cada elemento presentes como reaccionantes debe ser el mismo de los que quedancomo productos. De esta manera se puede interpretar la ley de la conservación de la materia, para lograr sucumplimiento en una ecuación, se procede a balancearla.
Una vez se han escrito las fórmulas correctas, no deben modificarse los subíndices de éstas. Diferentessubíndices en las fórmulas, indican compuestos distintos, de tal manera que modificar las fórmulas significaríaque la ecuación no describiría la misma reacción.
ACTIVIDADES1. Balanceo utilizando el método de tanteo y clasifico las siguientes reacciones quìmicas:
a. Zn + AgCl ZnCl2 + Ag b. NaOH + H2SO4 Na2SO4 + H2O
c. Cl2 + NaI NaCl + I2 d. KOH + H3PO4 K 3PO4 + H2O
e. NaHCO3 Na2CO3 + H2O + CO2 f. Cu + HNO3 Cu(NO3)2 + NO + H2O
2. Balanceo por oxido- reducción e identifico: sustancia que se oxida, sustancia que se reduce, agente oxidantey agente reductor.a. Al 2O3 + C + Cl2 -----> CO + AlCl3 b. PbO2 + HCl ---------> PbCl2 + Cl2 + H2Oc. MnO2 + HCl -------> MnCl2 + Cl2 + H2O d. PbS + H2O2 ---------> PbSO4 + H2Oe. Zn + HNO3 --------> NH4NO3 + Zn(NO3) 2 + H2Of. NiS2 + HNO3 ------> Ni2(SO4)3 + NO + H2SO4 + H2O
BALANCENO DE ECUACIONES QUÍMICAS. LEY DE LA CONSERVACIÒN DE LA MATERIA (Antoni VanLavoisier)De acuerdo con esta ley, la cantidad de átomos de cada elemento debe ser igual antes y después de unareacción química, como se observa en el siguiente ejemplo:CaO+H2O Ca (OH)2 Cumple con la ley de la conservación de la materiaSin embargo en algunos casos como: N2O5 + H2O HNO3, no se cumple inicialmente con la leyde la conservación de la materia; para que esto se cumpla, como los subíndices de una de una fórmula no sepueden cambiar porque cambiarían las sustancias, se anteponen números enteros sencillos conocidos comocoeficientes, para lograr que el número de átomos sea el mismo a ambos lados de la ecuación:N2O5 + H2O 2HNO3
Este proceso se conoce como ajuste o balance de la ecuación.
3
Para balancear una ecuación, los químicos proceden a escribcoeficientes enteros al lado de cada molécula o elemento químico. Dmodo que antes de balancear una ecuación, todas las sustanciadeben representarse con las fórmulas que las describen tal como
existen; por ejemplo, debemos escribir H2 para representar la moléculde hidrógeno – no H, que representa átomos individuales de hidrógenolos cuales son inestables y no existen como tales en condicionenormales.
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Existen varios métodos para balancear o ajustar una ecuación química: tanteo, oxido-reducción e ión- electrón.Para hacerlo, independientemente del método que se elija, se debe tener en cuenta lo siguiente:
a. Conocer las fórmulas de los reactantes y de los productosb. Recordar que los números pequeños que acompañan los símbolos de los elementos se conocen como
subíndices y sólo afectan al elemento que están acompañando.c. Tener presente que los coeficientes pueden modificarse y que éstos afectan a todos los elementos del
compuesto, incluyendo el subíndice; por ejemplo:
3H2S+2HNO3 2NO+3S+ 4H2O
En grado 10, aprenderemos a balancear ecuaciones químicas por el método del tanteo y oxido-reducción.MÈTODO DE TANTEOTambién conocido como ensayo y error o simple inspección. Sirve para balancear ecuaciones sencillas. Secolocan coeficientes a lado y lado de la ecuación hasta que ésta quede balanceada En algunos casos, elproceso se facilita teniendo en cuenta el siguiente orden: primero los metales, luego, los no metales; despuésel hidrógeno, y por último, el oxígeno.1. Balanceo las siguientes reacciones químicas utilizando el método de tanteo:
H2+ O2 H20C + O2 CO
CO + O2 CO2
H2 + Br 2 HBr
Mg + O2 MgO
O3 O2
H2O2 H2O + O2
N2 + H2 NH3
KClO3 KCl + O2
METODO DE OXIDO- REDUCCIÒN
Este método se utiliza para balancear reacciones de oxido-reducción, es decir, en las cuales hubo
transferencia de de electrones de una especie a otra. En estos casos se observa que el número de oxidaciónde por lo menos uno de los elementos participantes es distinto como reactivo y como producto. Por ejemplo:
+1 -2 +1 +1 -1 +1 -1 +1 -2NaOH + HCl NaCl + H2O NO ES UNA REACCIÒN DE OXIDO-REDUCCIÒN
+1 +5 -2 +1 -2 +2 -2 0 +1 -2HNO3 + H2S NO + S + H2O SI ES UNA REACCIÒN DE OXIDO-REDUCCIÒN
En una reacción de oxido- reducción una sustancia se oxida mientras que la otra se reduce:
4
REACCIONANTES:3H2S: H = 3x2 = 6 átomos de H
S= 3x1= 3 átomos de S2HNO3: H= 2x1= 2 átomos de H
N= 2x1= 2 átomos de NO= 3x2=3 átomos de O
Total: 8 àtomos de H3 átomos de S2 átomos de N
6 átomos de O
PRODUCTO2NO: N= 2x1= 2átomos de N
O= 2x1= 2átomos de O3S: S= 3x1= 3átomos de S
4H2O: H=4x2= 8 átomos de HO=4x1= 4 átomos de O
Total: 8 átomos de H3 átomos de S2 átomos de N
6 átomos de O
K
+ O2 K2O
NH3+Cl2 N2+ HClFe(OH)3 + H2SO4 Fe2(SO4)3 + H2O
MgCO3 + H3PO4 Mg3(PO4)2 + CO2 + H2O
AgNO3 + BaCl2 AgCl + Ba(NO3)2
H3PO3 + Ca(0H)2 Ca3(PO3)2 + H2O
BaCl2 + Na3PO3 Ba3(PO3)2 + NaCl
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La sustancia que se oxida es la especie química que libera o pierde electrones. El número de oxidaciónaumenta.La sustancia que se reduce es la especie química recibe o gana electrones. El número de oxidación sereduce.El agente oxidante: Es la sustancia que provoca la oxidación de otra. Para lograrlo, dicha sustancia tomaelectrones, lo que se establece por la disminución en el número de oxidación de alguno de los elementos que laconstituyen.
El agente reductor : Es la sustancia que provoca la reducción de otra. Al actuar como tal, la sustancia encuestión cede o dona electrones y, por tanto, alguno de sus elementos constitutivos muestra un aumento en suestado de oxidación.
En una reacción química, el número de electrones participantes permanece constante, por lo cual el método debalanceo por oxido-reducción consiste esencialmente en determinar el número de electrones tomados oliberados por cada una de las moléculas participantes y asignar luego los coeficientes adecuados para que secumpla la igualdad entre el total de electrones cedidos y el total de electrones ganados. Ejemplo:
Balancear la ecuación:Fe2O3 + CO Fe + CO2
a. Determinar los números de oxidación de todos los átomos y asignar aquellos que cambian de los
reaccionantes a los productos:+3 -2 +2 -2 0 +4 -2
Fe2O3 + CO Fe + CO2
*
b. Calcular el cambio de electrones por cada átomo y por todos los átomos de la molécula. Estos cambios sesimbolizan con flechas, cuyo sentido indica si los electrones fueron tomados o cedidos por la sustancia encuestión:
+3 +2 0 +4
Fe2O3 + CO Fe + CO2
3 2 ← Cambio por átomo
6 2 ← Cambio por molécula
c. Multiplicar dichos números de electrones por factores tales que hagan igual el total de electrones cedidos yel de ganados. Comúnmente y para facilitar el cálculo, se acostumbra tomar como factores demultiplicación los mismos números que indican el cambio de electrones, pero en sentido cruzado:
+3 +2 0 +4
Fe2O3 + CO Fe + CO2
5
Cada átomo de hierro tomó 3 electro(disminuyó su número de oxidación de +
0); los dos átomos de hierro en el Fe2O3 (ylo tanto la molécula) tomaron 6 electroPor otra parte, cada átomo de carbonasimismo la molécula de CO, cedióelectrones.
Como se puede observar fácilmente, eemplear los factores cruzados (2) y (6), seconsigue:
Total de electrones tomados: 6 x 2 = 12
Total de electrones cedidos: 2 x 6 = 12
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3 2
6 2
(2) (6)
d. Asignar como coeficientes de las moléculas afectadas, los factores obtenidos en la etapa anterior:
2 Fe2O3 + 6 CO Fe + CO2
e. Terminar el balanceo por tanteo:2Fe2O3 implican 4Fe en los productos, y 6CO implican 6CO2, para equilibrar los carbonos. Entonces:
2 Fe2O3 + 6 CO 4 Fe + 6 CO2
En algunos casos, como en este, la ecuación es simplificable, por lo tanto la ecuación quedaría:
Fe2O3 + 3 CO 2 Fe + 3 CO2
2. Balancear por oxido-reducción las siguientes reacciones químicas
6
Finalmente balanceamos los oxígenos a manerde chequeo: En reactivos tenemos 12 oxígenos en productos 12 oxígenos.
HNO3 + H2S NO + S+ H2O H2S + O2 SO2 + H2O
Mg + B2O3 MgO + B PbO2 + HCl PbCl2+ Cl2 + H2O
KMnO4 + HCl MnCl2 + KCl + Cl2 + H2O
K2Cr 2O7 + KI + H2SO4 K2SO4 + Cr 2(SO4)3 + I2 + H2O
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• http://www.iesaguilarycano.com/dpto/fyq/ajuste.html• http://www.profesorenlinea.cl/Quimica/Reacciones_quimicas.htm• http://es.wikipedia.org/wiki/Ley_de_conservaci%C3%B3n_de_la_materia
Tomo decisiones para avanzar en la construcción de mi proyecto de vida, asumiendo un compromiso personal y social desde una postura ética.
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