Reacción y Ecuación

Química

SEMANA 4 – 2021

LICDA. ISABEL FRATTI DE DEL CID

IMÁGENES E ILUSTRACIONES CORTESÍA DE LICDA : LILIAN GUZMÁN.

1

2Cambios que

experimenta la materia

Si el cambio que experimenta la materia, genera sustancias con características y composición, diferentes a las sustancias que donde se originaron, se dice que ocurrió un cambio o fenómeno Químico y constituye una reacción química.

Si un cambio en la materia no genera sustancias diferentes, sino que mantiene su composición y estructura, se dice que experimento un cambio o fenómeno físico.

Reacción Química Es un proceso en el cuál, uno o mas elementos o

compuestos reaccionan entre si para formar uno

o mas elementos o compuestos con

características, formulas, propiedades

diferentes a las sustancias originales. Es decir

ocurre un cambio químico.

Ejemplo: Oxidación del Hierro

4 Fe (s) + 3 O2 (g) 2 Fe2O3 (s)

(sólido gris) ( gas incoloro) (Sólido café-anaranjado)

Note: los átomos mantienen su identidad y número en

ambos lados de la ecuación pero formando compuestos

diferentes.

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Manifestaciones de una reacción

química

Liberación de gas *

Cambio de color *

Formación de Precipitado*

Cambio de temperatura *

Cambio de pH

Liberación de olor *

* Estas pueden percibirse a través de nuestros

sentidos(tacto, olfato, vista)

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Una reacción química corresponde a un cambio

Químico o

Fenómeno Quimico, ya que las sustancias formadas

poseen propiedades físicas y químicas diferentes,

en una reacción química ordinaria, la identidad de

los átomos no cambia. ( Es decir el número de

protones en el núcleo no CAMBIA) . Los electrones si

pueden afectarse ya que pueden compartirse o

transferirse de un átomo a otro, afectándose la

carga de la partícula y su número de oxidación. Los electrones que participan en éstos cambios

generalmente son los electrones de valencia.

Una reacción química se puede representar a través

de una ecuación química.

5

Ecuación QuímicaEs la representación de una reacción química,usando símbolos y formulas de los reactivosusados y los productos formados .

En ésta podemos indicar al pie de los símbolos yfórmulas el estado físico en el que se encuentranal momento de reaccionar y formarse.

Como una ecuación es una identidad: debebalancearse de modo que la cantidad de átomosparticipantes sea igual del lado de los reactivos yproductos.

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Partes de una Ecuación

A + B → C + D

REACTIVOS PRODUCTOS

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REACTIVOS

Elementos ó compuestos iniciales

que van a participar en la reacción

( se colocan del lado izquierdo)

PRODUCTOS

Son sustancias que se forman

durante la reacción.

( se colocan del lado derecho)

Catalíticos o catalizadores

En algunos casos las reacciones requieren de un catalítico o

catalizador para que la reacción ocurra más rápido.

Ejemplo

Pt

C2H4 (g) + H2 (g) C2H6 (g)

El Pt actúa como catalítico

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CATALÍTICO

Es una sustancia que altera la velocidad de la reacción

sin ser consumido en la reacción. La mayoría de las

reacciones NO requiere catalíticos. Si una reacción

requiere agente catalítico, esta sustancia ( su símbolo

ó fórmula) se coloca generalmente sobre la flecha de

la reacción.

Símbolos usados en las ecuaciones y

sus significados

Una flecha sencilla entre reactivos y productos (→)

indica que la reacción es irreversible.

CuO (s) + 2HCl (ac) CuCl2 (ac) + H2O (l)

Una doble flecha (⇄), indica que la reacción es

reversible.

2 NH3 (g)⇄ N2(g)+3H2(g)

Nota : al pie de las fórmulas o símbolos de las sustancias

participantes, puede indicarse el estado físico en el que se

hallan o se producen las sustancias participantes.

En la próxima diapositiva se indica la simbología más usada.

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(g) Gas o estado gaseoso ( del lado de los productos

indica liberación de gas)

(l) Líquido

(s) Sólido ( del lado de los productos, indica formación

de precipitado, es decir el producto formado es poco

soluble en agua)

(ac)

(aq)Solución Acuosa: indica que los productos o reactivos

se hallan en solución acuosa( disueltos en agua ).

() Si el producto es un gas ( simbología poco usada)

() Si el producto es un precipitado ( simbología poco usada)

(∆) /

calor

a) Si se escribe sobre las flechas o al lado izquierdo,

indica que la reacción es endotérmica .

b) Escrito a la derecha indica que la reacción es

exotérmica). 10

Tipos de ReaccionesReacciones de Síntesis o Combinación

Reaccionan dos o más sustancias y se obtiene un solo

producto. La forma general de éstas reacciones es :

Ejemplos :

2Mg(s) + O2(g) → 2MgO(s)

H2(g)+ Br2(g) →2HBr(g)

CaO (s) + CO2 (g) CaCO3 (s) **Proceso natural de la formación de la piedra caliza.

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A + B → AB

Síntesis y combinación

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Moléculas

de O2

Reacción de Análisis o

DescomposiciónReacción en la que un solo compuesto genera 2 o

más productos. (sustancias simples o

compuestas). Este tipo de reacción se representa :

Ejemplo :

CaCO3 (s) → CaO(s) + CO2(g)

2HgO (s) → 2Hg (s) + O2

2Al2O3(S) →4Al(s) + 3O2(g)

2 Cu (NO3)2 (S) 2 CuO(s) + 4NO2(g)+ O2(g)

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A B → A + B

Análisis o descomposición 14

Reacción de Sustitución simple o

Simple Desplazamiento

Reacción en la cual un elemento desplaza a otroelemento en un compuesto . Representación

Ejemplos :

Fe(s) + CuSO4 (ac)→ FeSO4(ac) + Cu (s):

Hierro desplaza al cobre

Zn (s)+ 2HCl(ac) → ZnCl2 (ac) + H2 (g)

Cinc desplaza al hidrógeno

Mg + 2 AgNO3 → Mg(NO3)2 + 2Ag

Magnesio desplaza a la plata

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A+ BC → AC +B

Simple desplazamiento 16

Aquí se observa al zinc, desplazando al

Hidrogeno, formando H2 y combinándose con el

cloro formando ZnCl2..

Reacciones de Doble sustitución,

doble desplazamiento o Metátesis

Reacción donde un elemento de un compuesto,sustituye a otro elemento de otro compuesto, Por lotanto los reactivos y los productos siempre sonsustancias compuestas. Representación

Ejemplos:AgNO3(ac) + NaCl (ac) →AgCl (s) + NaNO3(ac) :

Al2(SO4)3 (ac) + 6 KOH (ac) → 2Al(OH)3(s) + 3 K2SO4 (ac)

CuO(s) + 2 HCl(ac) → CuCl2(ac) + H2O

AB+ CD→ AD + CB

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Reacciones de Doble sustitución o

Metátesis 18

El Na+, desplaza al Ba+2 y se combina con el Cl -,y el Ba+2, se

combina con el SO4-2 . Note : como el SO4

-2, posee 2 cargas

negativas, necesita 2 iones sodio Na+, para formar Na2SO4

Reacciones de Neutralización

En esta reacción uno de los reactivos es un ácido y el otro es una base, los productos generalmente son una sal y agua. Pertenecen a las reacciones de doble desplazamiento. Representación

HCl (ac) + NaOH (ac) → H2O + NaCl (ac)

Acido Base Agua sal

H2SO4 (ac) + 2KOH (ac) K2SO4 (ac) + 2H2O

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ACIDO + BASE → AGUA + SAL

Ácido Base Sal Agua

Reacciones de Combustión

Los compuestos que contienen: C, H, ó C, H, O,

arden con el aire (consumiendo Oxígeno) y forman

CO2*+H2O+energía.

La gasolina en los automotores al quemarse es un

ejemplo de combustión, igual que el gas en las

estufas, el alcohol en los mecheros, la cera de las

velas, Etc.

* Se forma cuando hay suficiente oxígeno disponible.

• Ejemplo combustión del metano y el Etanol:

CH4 (g) + 2O2 (g) CO2 (g) + 2H2O (g) + Energía

C 2 H5OH (l) + 3 O2 (g) 2 CO2 (g) + 3 H2O ( g) + Energía

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REACCIÓN ENDOTERMICA

Estas necesitan energía, ya que la energía de

los productos es mayor que la energía de los

reactivos ( generalmente la energía se les da en

forma de calor. En el laboratorio se indica:

caliente en baño María, estufa, o mechero).

El valor de △H tiene un signo positivo (+) .

Se pueden indicar de las siguientes formas:

H2(g) + ½ O2(g) +283 Kcal → H2O (l)

H2(g) + ½ O2(g) → H2O (l) △H =+283 Kcal

H2 (g) + ½ O2 (g) + H2O (l)

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REACCIÓN EXOTERMICA

En éstas se libera energía ya que la energía de losreactivos es mayor que la energía de los productos.El calor o la energía fluye afuera del sistema ,hacialos alrededores. En el laboratorio, se siente que eltubo de ensayo se pone caliente o se genera luz ollamas. El valor △H tiene un signo negativo(-).Pueden representarse así:

CH4(g) + 2 O2(g) → CO2(g)+2 H2O(g) + 192 Kcal

CH4(g) + 2 O2(g) → CO2(g)+2 H2O(g) △H= -192Kcal

CH4(g) + 2 O2(g) → CO2(g)+2 H2O(g) + calor

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REACCIONES REVERSIBLES

Pueden realizarse en una u otra dirección.

Reacción directa : A → B ( hacia la derecha)

Reacción inversa: A B ( hacia la izquierda)

Se representan con una Doble flecha que apunta

en ambas direcciones (⇄) para indicar que la

reacción es reversible.

CS2 (g) + 4 H2 (g) ⇄ CH4 (g) + 2 H2S (g)

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A ⇄ B

Balanceo de Ecuaciones

Este procedimiento, consiste en buscar los coeficientes

( Números enteros en su mayoría que se colocan

delante de la formula ó símbolos de las sustancias

participantes) que permiten que en una ecuación

química se hallen exactamente el mismo número de

átomos a cada lado de la ecuación. Recuerde una

ecuación es una igualdad. Además debe cumplir con la

ley de la conservación de la masa ( igual numero de

átomos en ambos lados de la ecuación, lo que implica

que las masas sean iguales en ambos lados de la

ecuación).

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• Ejemplos:

• A- Ecuación NO balanceada:

• NH3 N2 + H 2• Balanceada : 2 NH3 N2 + 3 H 2• Los coeficientes que balancean la

ecuación:

• Del lado de los reactivos : 2

• Del lado de los productos: 1, 3 • Nota: para balancear una ecuación NO deben

modificarse los subíndices, solo pueden modificarse los coeficientes.

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Métodos para balancear una

ecuación

• Existen varias formas entre ellas :

• A- Método Algebraico ( no se verá)

• B- Método del ión electrón ( no se

verá )

• C- Método Redox ó de Oxido-

Reducción ( se verá sem.5)

• D- Balanceo por tanteo( se verá

sem.4)

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Balanceo por TanteoSe coloca los coeficientes delante de las

fórmulas ó símbolos de las sustancias

participantes , hasta lograr igualar el número de

cada átomo en el lado de reactivos y productos.

Se recomienda seguir el siguiente orden al

balancear la ecuación :

1) METALES 2) NO METALES 3)HIDROGENOS 4)OXIGENOS

27

27

Ejercicios: Balancee por tanteo las

siguientes ecuaciones.

a) NaOH + H2S → Na2S + H2O

b) KClO3 → KCl + O2

c) Mg(s) + N2 (g) → Mg3N2(s)

d) AgNO3+ BaCl2 → AgCl+ Ba(NO3)2

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Balance y clasifique las siguientes

ecuaciones

Tipo de Reacción*

Al + H2SO4 → Al2(SO4)3 + H2

Cu(NO3)2 +Na2S → CuS+NaNO3

CH4 + O2 → H2O + CO2

BaCl2 + K2CO3 →BaCO3 + KCl

* Use los nombres dados en la sección 6.2 del libro

de texto

NÚMERO Ó ESTADO DE OXIDACIÓN

Es un número que se le asigna a los átomospresentes en un compuesto ó en estado elemental,o también a iones.

Reglas para asignar números de oxidación

1. A todo elemento no combinado o unido consigomismo se le asigna un número de oxidación de cero.

Ejemplos:

H2 : H combinado con el mismo se le asigna # deoxidación Cero. Igual con otros combinados conellos mismos Cl2 : Cl = 0

Zn : No esta combinado se le asigna cero. Zn = 0La plata si no se halla combinada se le asigna ceroEj : Ag : Ag = 0

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2-El Hidrógeno en la mayoría de sus compuestos,

se le asigna un numero de Oxidación de +1. *

Excepción Hidruros ( Hidrógeno + Metal) en cuyo caso el

Hidrógeno se le asigna, -1. Estos casos NO se verán durante el

curso.

*Recordar que si está en forma de H 2 , se le asigna 0.

• Ejemplo: Asigne los números ó estados de oxidación del H y S en el

H2S

H2S : H 2+1* S -2**

* +1 x 2 = +2

**Por eso se le asigna al S : -2

Números de oxidación asignados : H: +1 S: -2

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• Ejemplo: Asigne los números ó estados

de oxidación del H y N en el NH3 :

NH3: N -3* H 3

+1**

cargas totales de los H = +1 X 3 = +3**

*Por eso se le asigna al N : -3

Números de oxidación asignados : H =+1 N: -3

Que números de Oxidación le asignaría al Hidrogeno y al Bromo en el HBr?

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3. Al Oxígeno en la mayoría de sus compuestos , se le

asigna un número de oxidación -2. Excepción : Peróxidos,

donde se le asigna -1. Ejemplo:

Peróxido de Hidrogeno H2O2 : H+1 O -1 H : +1 O: -1

• En el resto de sus compuestos se le asigna -2.

Ej: CO2 C +4 O-22

Cargas totales del oxígeno :-4 entonces el C = +4 y O = -2

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EJ : Numeros de oxidación del S y O en el

SO3 .

cargas totales del oxigeno : ( -2 x 3) = - 6

entonces el S = +6.

Números de oxidación asignados:

O = -2 y S = +6

Que números de oxidación le asigna a cada elemento en el MnO2 ?

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4. Para las siguientes familias, el número de

oxidación predominante al combinarse es:

Columna IA No. de oxidación = + 1

Columna IIA No. de oxidación = + 2

Columna IIIA No. de oxidación = + 3

Excepción : Ta : +1, +3

El Flúor siempre que forma compuestos con átomos

diferentes se le asigna Número de oxidación -1.

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5. En un compuesto, la suma de todos los

números de oxidación es cero.

Ej: H3BO3 H= +1 B= +3 O= -2

En un ión poli atómico, la suma de los números deoxidación de todos los átomos es igual a la cargadel ión.

Ej: PO4-3 : O = -2 x 4 = - 8 ; por lo tanto el P = +5 ,

para que la suma total nos de la carga del ión = -3

( - 8 ) + ( +5) = -3

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7- A todos los iones monoatómicos se les

asigna números de oxidación iguales a la carga de los iones en

esos compuestos :

Na + : Na = +1 Ca +2 : Ca : +2

S -2 : S = -2 Cl - : Cl = -1

8- Para compuestos binarios de la siguiente forma:

AxBy : si X es diferente de Y (, El número de Oxidación

de A será «y» y el de B será «X» Se le debe colocar

signo positivo al átomo de menor electronegatividad y

signo negativo al de mayor electronegatividad: Ejemplo :

Fe2S3 : Fe = +3 S = -2

PCl 5 : P = +5 Cl = -1

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9. Si el elemento se halla en columna par, presentará

principalmente números de oxidación pares, que no sobrepasen su número de columna. Los de columnas impares presentarán

número de oxidación impar que no sobrepasen su número de

columna.

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Elemento No. Columna Nos. Oxidación más comunes

C IV (par) ± 2,4

S VI ( par) ± 2, 4, 6

As V ( impar) ± 3, 5

Cl VII ( impar ) ± 1,3,5,7

Recordar que:Para encontrar los números de oxidación de los

elementos en un compuesto ,BASESE en las normas

vistas, NO es necesario recurrir a la tabla periódica

pues allí no encontrará todos los números de

oxidación que puede presentar un elemento en

diferentes compuestos.

Por ejemplo :No aparece el -1, que posee el

oxígeno en los peróxidos, ni el 0 ( cero) que se le

asigna a los elementos No combinados ó

combinados con ellos mismos.

Casi siempre el compuesto poseerá elementos con

números de oxidación conocidos, los cuales le

servirán de base para encontrar los otros.

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• Ejemplos:

• H2SO4 H= +1 O= -2 S = +6

• H2SO3 H= +1 O= -2 S = +4

• HClO 4 H = +1 O= -2 Cl = +7

• Ni 2 ( CO3 )3 Ni = +3 y todo el CO 3 = -2

Entonces C = +4 O = -2 .

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Determine los números de oxidación de cada

elemento en los siguientes compuestos ó iones.

Cu ( NO3 ) 2 Cu : N: O:

PbO2 Pb: O:

KMnO4 K: Mn: O:

NO 2- N: O:

KClO3 K: Cl: O:

Na2SO4 Na: S: O:

Co (OH)2 Co: O: H:

Fe 3 (PO4) 2 Fe: P: O:

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Escriba lo que se solicita:

a) Compuesto formado por 2 Cloros y 3 oxígenos.

a.1) Formula: ______________________

a.2) Números de oxidación del Cl= _______ O= _______

b) Ión poliatómico con carga -3 formado por 1 Boro y 3 oxígenos.

b.1) Formula de Ión poliatómico _________________

b.2) Número de oxidación del Boro: _______ Oxigeno:_____

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Resuelva los siguientes ejercicios del libro de texto:

6.1 (p. 211, resp. p 253, 2da. Columna)

6.7 (p. 216 Resp. p 254)

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