Transcript
Page 1: Sintesis de Quimica Octavo Primer Periodo

2016

SINTESIS DE QUIMICA OCTAVO PRIMER PERIODO

COLEGIO GIMNASIO CAMPESTRE SAN SEBASTIAN

NOMBRE: JULIAN ANDRES UGARTE CASTAÑEDA

Page 2: Sintesis de Quimica Octavo Primer Periodo

Colegio Gimnasio Campestre San Sebastián

QUIMCAGRADO OCTAVOPRIMER PERIODO

CLASES DE REACCIONES QUÍMICASLas reacciones químicas se pueden clasificar desde varios puntos de vista.

Teniendo en cuenta los procesos químicos ocurridos, se clasifican en

reacciones de síntesis, de descomposición, de sustitución o de

desplazamiento, doble descomposición, óxido-reducción y neutralización.

Teniendo en cuenta el sentido en el que se lleva a cabo una reacción, se

clasifican en reacciones reversibles o irreversibles.

Teniendo en cuenta los cambios energéticos producidos, se clasifi can en

exotérmicas o endotérmicas.

REACCIONES DE COMPOSICIÓN O DE SÍNTESISSon las reacciones en las cuales dos o más sustancias se combinan para formar

una sustancia nueva, como se observa en los siguientes ejemplos.

REACCIONES DE DESCOMPOSICIÓN O DE DISOCIACIÓN TÉRMICAEn estas reacciones los reactivos o reactantes se dividen en sustancias más

sencillas, con lo cual el número de moléculas presentes en los productos es mayor

que el número de moléculas en los reactivos. Así ocurre en la descomposición

térmica del clorato de potasio, según la siguiente reacción:

~ 1 ~

Page 3: Sintesis de Quimica Octavo Primer Periodo

Colegio Gimnasio Campestre San Sebastián

QUIMCAGRADO OCTAVOPRIMER PERIODO

REACCIONES DE SUSTITUCIÓN O DE DESPLAZAMIENTOSon aquellas en las cuales una sustancia simple reacciona con una más completa,

desplazando o sustituyendo a uno de sus componentes. En la siguiente reacción:

Se observa cómo el zinc desplaza al hidrógeno del ácido clorhídrico, produciéndose cloruro de zinc e hidrógeno gaseoso.REACCIONES DE DOBLE DESCOMPOSICIÓNSe presentan cuando las sustancias reaccionantes se disocian en solución

acuosa, dando lugar a pares de iones, los cuales a su vez, reaccionan entre sí

para formar sustancias nuevas, más estables. Veamos la siguiente reacción:

En este proceso ocurren simultáneamente dos reacciones:

Luego, se realiza el intercambio de especies, resultando las especies señaladas

en la primera ecuación.

REACCIONES DE NEUTRALIZACIÓNSon reacciones entre ácidos y bases, en las cuales se produce una sal y agua. El

ejemplo típico de este tipo de reacciones es la interacción entre el ácido clorhídrico

~ 2 ~

Page 4: Sintesis de Quimica Octavo Primer Periodo

Colegio Gimnasio Campestre San Sebastián

QUIMCAGRADO OCTAVOPRIMER PERIODO

(HCl) y el hidróxido de sodio (NaOH) para producir cloruro de sodio y agua, como

se muestra en la siguiente reacción:

REACCIONES REVERSIBLESSon aquellas reacciones que se realizan simultáneamente en los dos sentidos. Es

decir, a medida que se forman los productos, estos reaccionan entre sí para

formar nuevamente los reactivos. Con ello, se crea una situación de equilibrio

químico en la cual el flujo de sustancia en ambos sentidos es similar.

REACCIONES IRREVERSIBLESEn este caso, los reactivos reaccionan completamente para convertirse en los

productos, sin la posibilidad de que estos originen nuevamente los reactivos

(figura 7). La reacción se termina cuando se agota al menos uno de los reactivos.

Ejemplo:

Los Compuesto Químicos son sustancias que están formadas por un mínimo de 2

elementos que han reaccionado entre sí para dar otra sustancia diferente a los

elementos iniciales (al juntarlos se formó una reacción química). Vamos a explicar

todo esto mejor.

Empecemos por definir lo que es un elemento. Es aquella materia que está

formada por átomos iguales. Por ejemplo un trozo de hierro puro al verlo

al microscopio, solo veremos átomos de Fe (hierro), eso quiere decir que es

~ 3 ~

Page 5: Sintesis de Quimica Octavo Primer Periodo

Colegio Gimnasio Campestre San Sebastián

QUIMCAGRADO OCTAVOPRIMER PERIODO

una sustancia pura y además simple, o lo que es lo mismo que el Fe es un

elemento. Existen 144 elementos conocidos en el universo, agrupados en la tabla

periódica de los elementos.

Los compuestos químicos están formados por un mínimo de 2 elementos que han

reaccionado entre sí para dar otra sustancia diferente a los elementos (reacción

química, que se puede conseguir con un reactor químico). 

IMPORTANTEPuede darse el caso que los dos elementos no reaccionen, en este caso, si no

hubieran reaccionado formarían una mezcla (homogénea o heterogénea) y no un

compuesto químico. Según lo dicho, los compuestos químicos tienen átomos

agrupados (de cada elemento) o lo que se llama moléculas.  Por ejemplo si

hacemos que reaccionen 2 átomos de hidrógeno con 1 de oxígeno, obtendríamos

un compuesto químico llamado agua (H2O).

También se podría separar (no siempre) los átomos que forman un compuesto

químico, pero en este caso solo se podrían separar con una reacción química,

nunca física, ya que la sustancia inicial (el compuesto químico) ya no sería igual a

la final (dos sustancias diferentes = 2 elementos o dos átomos).

Según lo dicho hasta aquí se puede definir un compuesto químico como aquellas

sustancias formadas por moléculas todas iguales, que solo se pueden separar en

otras más simples, por reacciones químicas.

~ 4 ~

Page 6: Sintesis de Quimica Octavo Primer Periodo

Colegio Gimnasio Campestre San Sebastián

QUIMCAGRADO OCTAVOPRIMER PERIODO

Las propiedades físicas de un compuesto dependen principalmente del tipo de

enlaces que mantienen unidos a los átomos de una molécula. Estos enlaces

pueden ser: enlace covalente, enlace iónico o metálico.

ECUACIÓN QUÍMICALas ecuaciones químicas son el modo de representar a las reacciones químicas.

Por ejemplo el hidrógeno gas (H2) puede reaccionar con oxígeno gas (O2) para

dar agua (H20). La ecuación química para esta reacción se escribe:

El "+" se lee como "reacciona con" La flecha significa "produce". Las fórmulas químicas a la izquierda de la flecha representan las sustancias

de partida denominados reactivos.

A la derecha de la flecha están las formulas químicas de las sustancias

producidas denominadas productos. Los números al lado de las formulas son los coeficientes (el coeficiente 1

se omite).

~ 5 ~

Page 7: Sintesis de Quimica Octavo Primer Periodo

Colegio Gimnasio Campestre San Sebastián

QUIMCAGRADO OCTAVOPRIMER PERIODO

De acuerdo con esto, la ecuación del esquema anterior se interpreta así:

“Una molécula de alcohol etílico en estado líquido reacciona con 3 moléculas de

oxígeno en estado gaseoso para producir 2 moléculas de dióxido de carbono en

estado gaseoso y 3 moléculas de agua en estado líquido”

CALCULOS BASADOS EN LAS ECUACIONES QUIMICASLas relaciones de una ecuación química pueden expresarse como relaciones de

moléculas, de moles y de masas, así como de volúmenes cuando están

implicados gases. Mediante el ejemplo que se presenta a continuación se ilustra la

clase de información que puede inferirse a partir de una ecuación química. La

reacción muestra la oxidación del dióxido de azufre:

2SO2 (g) + O2 (g) 2SO3 (g)

En la tabla 1 se observa la información que se puede inferir a partir de la ecuación

anterior.

~ 6 ~

Page 8: Sintesis de Quimica Octavo Primer Periodo

Colegio Gimnasio Campestre San Sebastián

QUIMCAGRADO OCTAVOPRIMER PERIODO

TABLA 1. Información cualitativa y cuantitativa que se puede inferir a partir de una

ecuación.

Cada Puede reaccionar con Para dar

2 moléculas de SO2 1 molécula de O2 2 moléculas de SO3

2 moles de SO2 1 mol de O2 2 moles de SO3

128 g de SO2 32 g de O2 160 g de SO3

De la información se deduce que una ecuación química balanceada, contiene la

información necesaria para predecir cuál será la cantidad de reactivo que se

necesita para preparar una cierta cantidad de producto, o bien, cuánto producto se

obtiene a partir de cierta cantidad de reactivo.

Estos cálculos que se pueden realizar con las reacciones químicas se denominan

cálculos estequiométricos y se basan en las leyes ponderales.

LEYES PONDERALES

Ley de la conservación de la masa: En toda reacción química, la

masa total de las sustancias reaccionantes es igual a la masa total de los

productos de la reacción.

Ley de las proporciones definidas: Las proporciones en las que se

encuentran los distintos elementos que forman un compuesto son

constantes e independientes del proceso seguido para su formación.

Ley de Dalton o de las proporciones múltiples: Las cantidades

de un mismo elemento que se combinan con una cantidad fija de otro para

formar varios compuestos, están en una relación de números enteros

sencillos.

~ 7 ~

Page 9: Sintesis de Quimica Octavo Primer Periodo

Colegio Gimnasio Campestre San Sebastián

QUIMCAGRADO OCTAVOPRIMER PERIODO

Ley de Gay-Lussac o ley de los volúmenes de combinación: En las

reacciones químicas en las que intervienen gases, los volúmenes de las

sustancias que reaccionan y los volúmenes de las que se obtienen de la

reacción están en una relación de números enteros sencillos, siempre y

cuando la presión y la temperatura permanezcan constantes.

CALCULOS ESTEQUIOMÉTRICOS

Para resolver problemas que impliquen cálculos estequiométricos se precisan

cuatro etapas: primero, se escribe la ecuación química balanceada, luego, se

convierte a moles la información suministrada en el problema, a continuación se

analizan las relaciones molares en la ecuación química y finalmente, se pasa de

moles a la unidad deseada.

EJEMPLO¿Qué masa de oxígeno se requiere para que reaccionen completamente 32 g de aluminio, Al? (PM Al = 27 g/mol; PM O = 16 g/mol; PM Al2O3 = 102 g/mol)La ecuación balanceada es:

4Al (g) + 3O2 (g) 2Al2O3

4mol 3mol 2mol 108 g 96 g 204 g

Interpretando la información anterior tenemos que 108 g de aluminio reaccionan

con 96 g de oxígeno, por lo que se puede establecer la siguiente relación:

108 g Al 96 g O2

~ 8 ~

Page 10: Sintesis de Quimica Octavo Primer Periodo

Colegio Gimnasio Campestre San Sebastián

QUIMCAGRADO OCTAVOPRIMER PERIODO

32 g Al X g de O2

X g de O2 = 96 g O2 * 32 g Al / 108 g Al

X g de O2 = 28,4 g O2

CÁLCULOS ESTEQUIOMÉTRICOS

Para resolver problemas que impliquen cálculos estequiométricos se precisan

cuatro etapas: primero, se escribe la ecuación química balanceada, luego, se

convierte a moles la información suministrada en el problema, a continuación se

analizan las relaciones molares en la ecuación química y finalmente, se pasa de

moles a la unidad deseada.

REACTIVO LÍMITE Y REACTIVO EN EXCESO

Al reactivo que se consume totalmente en una reacción química se le llama

reactivo limitante o reactivo límite; de él depende la cantidad máxima de producto

que se forma. Cuando la reacción cesa es porque el reactivo límite ha reaccionado

hasta consumirse por completo. El reactivo que sobra se llama reactivo en exceso

o reactivo excedente

Para explicar estos conceptos, analicemos el siguiente ejemplo. Supongamos que

disponemos de cuatro rebanadas de jamón y seis trozos de pan y deseamos

hacer tantos emparedados como sea posible, utilizando dos trozos de pan y una

rebanada de jamón para cada uno. Un cálculo rápido deja ver que solo se pueden

~ 9 ~

Page 11: Sintesis de Quimica Octavo Primer Periodo

Colegio Gimnasio Campestre San Sebastián

QUIMCAGRADO OCTAVOPRIMER PERIODO

hacer tres emparedados, pues solamente se tienen seis trozos de pan y no

alcanza para utilizar todo el jamón disponible. El pan representa el reactivo límite y

la rebanada de jamón sobrante representa el reactivo en exceso. Por lo tanto, la

cantidad de producto (emparedados) se calcula con base en el reactivo límite,

para nuestro ejemplo, el pan.

~ 10 ~

Page 12: Sintesis de Quimica Octavo Primer Periodo

Colegio Gimnasio Campestre San Sebastián

QUIMCAGRADO OCTAVOPRIMER PERIODO

RENDIMIENTO DE LAS REACCIONES QUÍMICASLa cantidad máxima de producto que puede obtenerse de acuerdo con la ecuación

Química, a partir de una cantidad de reaccionantes, se denomina rendimiento

teórico.

~ 11 ~