Act 11 Quimica

7/30/2019 Act 11 Quimica

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REACCIONES Y ECUACIONES QUIMICAS

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Una Reaccin qumica es un proceso en el cual una sustancia (o sustancias)

desaparece para formar una o ms sustancias nuevas.

Las ecuaciones qumicas son el modo de representar a las reaccionesqumicas.

Por ejemplo el hidrgeno gas (H2) puede reaccionar con oxgeno gas(O2) paradar agua (H20). La ecuacin qumica para esta reaccin se escribe:

2H2(g) + O2(g)> 2H2O(l)

- El "+" se lee como "reacciona con"

- La flecha significa "produce".

- Las frmulas qumicas a la izquierda de la flecha representan las sustanciasde partida denominadas reactivos.

- A la derecha de la flecha estn las formulas qumicas de las sustanciasproducidas denominadas productos.

- Los nmeros al lado antes de las formulas son los

coeficientesestequiomtricos (el coeficiente 1 se omite). (2H2 , 2H2O )

- Los nmero despus de los elementos que forman la molculas son lossubndices (2H2, 2H2O)

- En la ecuacin se Indica el estado fsico de los reactantes y productos (l)liquido, (s) slido, (g) gaseoso y (ac) acuoso (en solucin) .

- Muestra el desprendimiento de gases o la formacin de un precipitado(sustancia insoluble) en el medio donde ocurre la reaccin.

- En la ecuacin qumica se debe cumplir con la ley de la conservacin de lasmasas, es decir el nmero de tomos de los reactantes es igual al nmero detomos de los productos. Una ecuacin qumica cumple con esta condicin

cuando esta balanceada.

Tomado dehttp://www.eis.uva.es/~qgintro/esteq/tutorial-02.html

Respecto a las reacciones qumicas sealar la afirmacin correcta?
http://www.eis.uva.es/~qgintro/esteq/tutorial-02.htmlhttp://www.eis.uva.es/~qgintro/esteq/tutorial-02.htmlhttp://www.eis.uva.es/~qgintro/esteq/tutorial-02.htmlhttp://www.eis.uva.es/~qgintro/esteq/tutorial-02.html


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Antes de las sustancias que reaccionan y que se forman se poneun nmero denominado subndice

En una ecuacin qumica se escribe a la derecha los reactivos y a

la izquierda los productos.Antes de las sustancias que reaccionan y que se forman se poneun nmero denominado coeficiente estequiomtrico.

Es indispensable para los clculos estequiomtricos colocarsiempre el estado fsico en que se encuentran los reactivos y losproductos.

CONCEPTOS MOL, MASA MOLAR (repaso).


El Mol

Un mo l se def ine com o la cant idad de materia que t iene tantos objetos opartcu las c om o el nmero de tom os qu e hay en exac tament e 12 gram os

de12C.

Los objetos o partculas pueden ser tomos, molculas, iones, grnulos,etc.

Se ha demostrado que este nmero es: 6,0221367 x 1023

. Se abrevia como

6.02 x 1023, y se conoce como nmero d e Avog adro.

Ejemplo 1: Cuntos tomos de hierro (Fe) se encuentran en 2 moles de hierro(Fe)

Solucin: de acuerdo a lo expuesto en la teora 1 mol de Fe tienen 6.02 x10

23tomos de Fe, 2 moles tendran 2 x 6.02 x 10

23=12.04 x 10

23tomos de

Fe.

mol equivalente 6.02 x

1023 partculas

Ejemplo 2: Cuntos tomos y cuantas molculas hay en 2 moles de agua(H2O).

Solucin: Recordemos que una molcula de agua est compuesta de trestomos, dos de H y uno de O.


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De acuerdo a lo expuesto en la teora 1 mol de H2O tienen 6.02 x10

23molculasde de H2O, por tanto en 2 moles hay 2 x 6.02 x 10

23= 12.04 x

1023

molculas de H2O.

Cmo una molcula de H2O tiene 3 tomos, en 12.04 x 1023

molculas de

H2O.hay 3 x 12.04 x 1023

= 36,12 x 1023

tomos

Pesos atmicos y moleculares

Los subndices en las frmulas qumicas representan cant idades exactas.

La frmula del H2O, por ejemplo, indica que una molcula de agua estcompuesta exactamente por dos tomos de hidrgeno y uno de oxgeno.

Todos los aspectos cuantitativos de la qumica descansan en conocer lasmasas de los compuestos estudiados.

La escala de masa atmica

Los tomos de elementos diferentes tienen masas diferentes

Trabajos hechos en el S. XIX, donde se separaba el agua en sus elementosconstituyentes (hidrgeno y oxgeno), indicaban que 100 gramos de agua

contenan 11,1 gramos de hidrgeno y 88,9 gramos oxgeno.

Un poco ms tarde los qumicos descubrieron que el agua estaba constituidapordostomos de H porcada tomode O.

Por tanto, nos encontramos que en los 11,1 g de Hid rgeno hay el do ble detomos que en 88,9 g de Oxgen o.

De manera que 1 tomo de O debe pesar alrededor de 16 veces ms que 1tomo de H.

Si ahora, al H (el elemento ms ligero de todos), le asignamos una masa

relat ivade 1y a los dems elementos les asignamos masas atmicasrelativasa este valor, es fcil entender que al O debemos asignarle masaatmicade 16.

Sabemos tambin que un tomo de hidrgeno, tiene una masa de 1,6735 x10

-24gramos, que el tomo de oxgeno tiene una masa de 2,6561 X 10

-23

gramos.


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Si ahora en vez de los valores en gramos usamos la unidad de masa atmica(uma) veremos que ser muy conveniente para trabajar con nmeros tan

pequeos.

Recordar que la unidad de masa atmica umano se normaliz respecto al

hidrgeno sino respecto al istopo12

C del carbono ( masa = 12 uma).

Entonces, la masa de un tomo de hidrgeno (1H) es de 1,0080 uma, y la

masa de un tomo de oxgeno (16

O) es de 15,995 uma.

Una vez que hemos determinado las masas de todos los tomos, se puedeasignar un valor correcto a las uma:

1 uma = 1,66054 x 10-24

gramos

y al revs:

1 gramo = 6,02214 x 1023

uma

Masa atmica promedio

Ya hemos visto que la mayora de los elementos se presentan en la naturalezacomo una mezcla de istopos.

Podemos calcular la masa atmica promedio de un elemento, si sabemos la

masa y tambin la abundancia relativa de cada istopo.

Ejemplo:

El carbono natural es una mezcla de tres istopos, 98,892% de12

C y 1,108%de

13C y una cantidad despreciable de

14C.

Por lo tanto, la masa atmica promedio del carbono ser:

(0,98892) x (12 uma) + (0,01108) x (13,00335 uma) = 12,011 uma

La masa atmica promedio de cada elemento se le conoce como pesoatmico. Estos son los valores que se dan en las tablas peridicas.

Masa Molar


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Un tomo de12

C tiene una masa de 12 uma.

Un tomo de24

Mg tiene una masa de 24 uma, o lo que es lo mismo, el doblede la masa de un tomo de

12C.

Entonces, una mol de tomos de24

Mg deber tener el doble de la masa de unamol de tomos de

12C.

Dado que por definicin una mol de tomos de12

C pesa 12 gramos, una molde tomos de

24Mg debe pesar 24 gramos.

Ntese que la masa de un tom o en u nid ades de masa atmic a (uma) esnumricam ente equ ivalente a la masa de un a mol de ese m ism o tom o en

gramo s (g).

La masa en gramos de 1 mol de una sustancia se llama masa molar

La masa molar (en gramos) de cualquier sus tancia siempre esnumricam ente ig ual a su peso mo lecu lar (en um a).

Act. 11 Reconocimiento unidad 3

En tres moles de amoniaco (NH3) tengo _________ molculas y______________tomos.


12,04 X 1023

molculas y 48,08 X 1023

tomos.

36,06x1023

molculas y 48x1023

tomos

12,04 X 1023

molculas y 48,08 X 1023

tomos.

18,06 x 1023 molculas y 72,24 x 1023 tomos

Cul es la masa en gramos de 0.514 mol de sacarosa,C12H22O11?

Pesos atmicos. C = 12; H = 1; O = 16


8.80 g

12.5 g


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176.0 g

342 g

CLASIFICACION DE LAS REACCIONES


Las reacciones qumicas se pueden clasificar en:

VER:

Emparejar las reacciones qumicas con su correspondiente clasificacin.


Na2O(s) + H2O(l) ? 2NaOH(ac): Sntesis

2NaN3 ??> 2Na + 3N2

: Descomposicin

CuSO4(ac) + Zn(s) ? ZnSO4(ac) + Cu(s): Desplazamiento

(CH3COO)2Pb(ac) + KI(ac) ? 2CH3COOK(ac) +PbI2(ac): Doble desplazamiento

Cao(s) + H2O(l)> Ca(OH)2 + calor: Exotermica

LEYES PONDERALES


Ley de la conservacin de la masa. En los procesos de transformacin de lamateria la masa siempre permanece constante. En una reaccin qumica estaley se aplica diciendo que la masa de los reactantes es igual a la masa de los

productos.

Ley de las proporciones constantes. Cuando dos o ms elementos secombinan para formar un compuesto determinado, siempre lo hacen en una


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relacin de masas constante. Ejemplo, el hidrgeno y el oxgeno se combinanpara formar agua siempre en una relacin de 2:1 de 11.11% y 88.88 %.

Ley de las proporciones mltiples. Cuando dos elementos se combinan paraformar ms de un compuesto, y la masa de uno de ellos permanece constante,

las masas del otro elemento estn en relacin de nmeros enteros pequeos.Ejemplo, el hierro y el oxgeno de combinan y forman los xidos: FeO y Fe2O3.

Si tomamos en ambos xidos 56g de hierro, la relacin de las masas deoxgeno es 1:3 (realice los clculos).

Ley de los pesos equivalentes. Los pesos de dos sustancias que secombinan con un peso conocido de otra tercera son qumicamente

equivalentes entre s.Es decir, si xgramos de la sustancia A reaccionan con ygramos de la

sustancia By tambin zgramos de otra sustancia Creaccionan con ygramosde B, entonces s A y Creaccionaran entre s, lo haran en la relacin ponderal

y/z.Cuando el equivalente se expresa en gramos se llama equivalente gramo.

"En los procesos de transformacin de la materia la masa siempre permanececonstante."

La anterior definicin corresponde a la ley de:


Ley de las proporciones constantes.

Ley de la conservaci de la materiaLey de los pesos equivalentes

Ley de las proporciones mltiples

BALANCEO DE ECUACIONES.


Cuando ocurre una reaccin qumica las cantidades de los productos que seforman deben ser iguales a las cantidades iniciales de reactantes. De esta

manera se cumple la ley de la conservacin de la masa.

En las ecuaciones qumicas, que representan simblicamente las reacciones,cada reactante y producto debe estar acompaado de un nmero (coeficiente

estequiomtrico) que indica la invariabilidad de los tomos y la conservacin dela masa. Encontrar esos coeficientes es balancear una ecuacin qumica.


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Existen diversos mtodos de balancear una ecuacin qumica. Miraremos lossiguientes:

1. Mtodo de ensayo y error

Este mtodo consiste en probar deferentes coeficientes estequiomtricos paracada reactante y producto de la reaccin para igualar el nmero de tomos a

cada lado de la ecuacin.

Ejemplo:

Balancear la siguiente ecuacin:

HCl(ac) + MnO2(s)--------> Cl2(g) + MnCl2(ac) + 2H2O(l)

Los elementos se deben balancear, utilizando solo coeficientes, en el siguiente

orden: 1. metales. 2. no metales. 3. hidrgeno. 4. oxgeno.

Queda:

4HCl(ac) + MnO2(s)---------> Cl2 (g) + MnCl2(ac) + 2H2O(l)

2.Mtodo de oxido-reduccin

Entre los mtodos de oxido-reduccin se encuentran :

1) Mtodo del cambio del nmero de estado de oxidacin

2) Mtodo del in electrn.

Para entender estos mtodos de balanceo por oxido reduccin, es necesarioentender los siguientes conceptos:

nmero de oxidacin, o , estado de oxidacin

reduccin

oxidacin

agente reductor

agente oxidante

Para que se cumpla la ley de Lavoisier de conservacin de la masa debemos balancear


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la siguiente ecuacin por el mtodo de ensayo y error.

Na + H2O -------> NaOH + H2

El orden de los coeficientes es:


1, 1 ---> 2, 1

2, 1 ---> 2, 1

2, 2 ---> 2, 1

1, 2 ----> 2, 1

OXIDO - REDUCCION


Nmero de oxidacin estado de oxidacin de un elemento es la carga queresultara si los enlaces entre los tomos fueran inicos.

Los nmeros de oxidacin son la gua para balancear reacciones de oxidacin-reduccin en las cuales hay transferencia de electrones.

Oxidacin es la prdida de electrones. En un tomo neutro el nmero de

cargas positivas (protones) es igual al nmero de cargas negativas(electrones), y es por esto que cuando ocurre la oxidacin se incrementan lascargas positivas, aumentando el estado o nmero de oxidacin. El elemento o

el compuesto donde se encuentra el tomo que se oxida, es el agentereductor.

Ejemplo:

Zn0

----->Zn2+

+ 2e-

En el ejemplo anterior el zinc tena cnmero de oxidacin 0 y perdi 2

electrones quedando con nmero de oxidacin +2, se xido, es porconsiguiente el agente reductorporque reducir a otro u otros elementos o

compuestos.

Reduccin es la ganancia de electrones. Cuando ocurre la reduccin seincrementan las cargas negativas, disminuyendo el estado o nmero de

oxidacin. El elemento o el compuesto donde se encuentra el tomo que sereduce, es el agente oxidante.


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Ejemplo:

N5+

+ 2e---------> N

3+

En el ejemplo anterior el nitrgeno tena nmero de oxidacin +5, gan 2

electrones y le qued nmero de oxidacin +3, se redujo, es por consiguienteel agente oxidante porque oxidar a otro u otros elementos o compuestos.

Ejemplo:

Indicar el reductor y el oxidante en las siguientes reacciones:

a) 2Al + 6HCl ===> 2AlCl3 + 3H2

b) 2KClO3 ===> 2KCl +3O2

Solucin. Cuando ocurre una reaccin qumica de oxidacin-reduccin elagente reductor cede electrones aumentando su estado de oxidacin, es decirse oxida. Por el contrario el agente el oxidante acepta electrones disminuyendo

su estado de oxidacin, es decir se reduce. Por esta razn, es necesariodeterminar qu tomos en las ecuaciones qumicas dadas cambian su estado

de oxidacin:

a) 2Al0

+ 6 H+1

Cl-1

-------> 2Al+3

Cl 3 + 3 H20

El Al pasar de nmero de oxidacin 0 a +3 (aumento su nmero de oxidacin,se oxid), porque perdi electrones. En esta reaccin el aluminio, Al, es el

agente reductor.

El HCl (ms exactamente, el in H+) pasa de nmero de oxidacin +1 a 0 (su

nmero de oxidacin baj, se redujo) porque gan electrones. En esta reaccinel H

+es el agente oxidante.

b) 2KCl+5

O3-2

-----> 2KCl-1

+ 3O20

Esta reaccin es de oxidacin-reduccin intramolecular. Aqu, el reductor y eloxidante entran en la composicin de una misma molcula.

En el siguiente cambio en el nmero de oxidacin del Cu:

Cu0

-----------> Cu+2

+ 2e-

puedo afirmar que el Cu se __________ y por tanto es el agente ________



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el Cu se redujo y por tanto es el agente oxidante

el Cu se redujo y por tanto es el agente reductor

el Cu se oxid y por tanto es el agente oxidante

el Cu se oxid y por tanto es el agente reductor

En la siguiente reaccin de oxido reduccin,

8HI + H2SO4 ?> 4I2 + H2S + 4H2O


El H2SO4 se redujo

El HI se redujo

El H2SO4 se oxid

El HI se oxid

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Estequiometra

Es el clculo de las cantidades de reactivos y productos de una reaccin

qumica.

Definicin

Informacin cuantitativa de las ecuaciones ajustadas

Los coeficientes de una ecuacin ajustada representan:

el nmero relativo de moles participantes en dicha reaccin.

Por ejemplo en la ecuacin ajustada siguiente:

la produccin de dos moles de agua requieren el consumo de 2 moles de H 2 yde un mol de O2.

Por lo tanto, en esta reaccin tenemos que: "2 moles de H2, 1 mol de O2 y 2moles de H2O" son cantidades estequiomtricamente equivalentes.

Estas relaciones estequiomtricas, derivadas de las ecuaciones ajustadas,pueden usarse para determinar las cantidades esperadas de productos para

una cantidad dada de reactivos.

Ejemplo:

Cuntas moles de H2O se producirn en una reaccin donde tenemos 1,57moles de O2, suponiendo que tenemos hidrgeno de sobra?

El cociente:


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es la relacin estequiomtrica entre el H2O y el O2 de la ecuacin ajustada deesta reaccin.

Ejemplo:

Calcula la masa de CO2 producida al quemar 1,00 gramo de butano (C4H10).

Para la reaccin de combustin del butano (C4H10) la ecuacin ajustada es:

Para ello antes que nada debemos calcular cuantas moles de butano tenemosen 1,00 gramos de la muestra:

de manera que, si la relacin estequiomtrica entre el C4H10 y el CO2 es:

por lo tanto:

Pero la pregunta peda la determinacin de la masa de CO2 producida, por ellodebemos convertir los moles de CO2 en gramos (usando el peso molecular

del CO2):

De manera similar podemos determinar la masa de agua producida, la masa

de oxgeno consumida, etc.

Las etapas esenciales

Ajustar la ecuacin qumica Calcular el peso molecular de cada compuesto


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Convertir las masas a moles Usar la ecuacin qumica para obtener los datos necesarios

Reconvertir las moles a masas si se requiere

tomado dehttp://www.eis.uva.es/~qgintro/esteq/tutorial-03.html

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201102

El alcohol etlico se quema (reaccin de combustin), de acuerdo con la siguienteecuacin:

C2H5OH + 3O2 2CO2+ 3H2O

cuntos moles de CO2 se producen cuando se queman 6.00 mol de alcohol etlico,C2H5OH ?


4.00 mol

12.00 mol

6.00 mol

3.00 mol

Qu masa de agua se produce a partir de 16g de oxgeno?

2H2(g) + O2(g) ??>2H2O(g)masas molares: H2O = 18g/mol; H2 = 2 g/mol; O2 = 32g/mol


2 gramos

32 gramos

18 gramos

20 gramos
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