Reacciones QumicasFacultad de Ciencias MdicasLic. Ral Hernndez M.

*Evidencia de las reacciones qumicasCambio fsico la composicin qumica de una sustancia permanece constante.Fundir hieloCambio qumico la composicin qumica de una sustancia cambia.Oxidacin del hierroReaccin qumica a la sustancia le ocurre un cambio qumico y forma una nueva sustancia.

*Un cambio qumico se lleva a cabo cuando:Se produce un gas.Se produce un slido insoluble.Se observa un cambio de color permanentemente.Se observa un cambio de calor.Exotrmico se libera calor.Endotrmico se absorbe calor.

*Ecuacin qumica:

2A + B2 2AB

Flecha: produceEscribiendo ecuaciones qumicascatalticocondicionessubndicecoeficienteTemperatura, presin, solventesproductosreactivos

*La flecha: indica produce.Cataltico sustancia que acelera la velocidad de reaccin sin consumirse o alterarse permamentemente.Coeficientes: son los nmeros a la derecha de la frmula.Subndice: son los nmeros pequeos que indican el nmero de tomos de cada clase que hay en la frmula qumica.

*N2(g) + H2(g) NH3(g)

El estado fsico se indica de la siguiente manera:

(g) o con una flecha hacia arriba ( )gas(l)lquido(s) o con una flecha hacia abajo ( )slido(ac)acuoso

Estado fsico

*Ley de conservacin de la masa

*N2 + H2 NH3Los coeficientes son usados para balancear la ecuacin y esto permitir que el nmero de tomos sea igual en ambos lados.Hay 2 N en la izquierda. Para que hayan 2 N en el lado derecho, colocar el coeficiente 2 al NH3:N2 + 3H2 2NH3Ahora hay dos molculas de NH3 y 2x3 = 6 H del lado derecho.Poner coeficiente 3 al H2.La ecuacin qued balanceada.

Balanceo de una ecuacin

*Conteo de los tomosN2 + 3H2 2NH3

*Izquierdaderecha

*3 molculas de hidrgeno (con 2 tomos) para formar:Qu significa esta ecuacin?N2 + 3H2 2NH31 molcula de nitrgeno (con 2 tomos) reacciona con2 molculas de amnaco ( Cada molcula contiene 1 N y 3 tomos de H)1 mol de nitrgeno (N2) reacciona con3 moles de hidrgeno (H2) para formar:2 moles de amonaco (NH3)

*Siete elementos existen naturalmente como molculas diatmicas: H2, N2, O2, F2, Cl2, Br2, y I2Molculas diatmicas

*Balanceo de ecuaciones (tanteo)Monxido de nitrgeno + oxgeno dixido de nitrgenoPaso 1: Escriba la reaccin usando smbolos qumicos.NO + O2 NO2Paso 2: Balancee la ecuacin qumica.212

*Representacin molecularNONOO2NO2NO2

*No introduzca tomos extraos para balancear. NO + O2 NO2 + ONo cambie una frmula con el propsito de balancear la ecuacin. NO + O2 NO3

*Recomendaciones para balancearBalancee primeramente, los elementos que aparecen en slo un compuesto en cada lado de la ecuacin.Balancee los elementos libres por ltimo.Balancee los grupo poliatmicos sin cambiarlos.Se pueden utilizar coeficientes fraccionarios que al final del proceso son convertidos en enteros por una simple multiplicacin.

*El hidrgeno gaseoso reacciona con oxgeno gaseoso para producir agua.Paso 1.hidrgeno + oxgeno aguaPaso 2.H2 + O2 H2OPaso 3.2 H2 + O2 2 H2O

Ejemplo No. 1

*Ejemplo No. 2Escritura y balanceo de una ecuacin: La combustin de un compuesto que contiene C, H y O.El trietilenglicol lquido, C6H14O4, es utilizado como solvente y plastificante para plsticos como vinilo y poliuretano. Escriba la reaccin qumica balanceada para su combustin completa.

*C6H14O4 + O2 CO2 + H2O 62. Balancee H.2 C6H14O4 + 15 O2 12 CO2 + 14 H2O 4. Multiplique por dos3. Balancee O.Y revise todos los elementos.Ecuacin qumica:1. Balancee C.6 7

*CH4 + O2 CO2 + H2O no balanceada.

Balancee el C e H.Balancee el elemento ms simple: oxgeno.Elemento libre es aquel que no esta enlazado con ninguno otro elemento.Revise para estar seguro que tiene el mismo nmero de tomos en ambos lados de la ecuacin:

CH4 + 2O2 CO2 + 2H2O balanceada.Ejemplo No. 3

*La ecuacin anterior se puede describir de la siguiente forma:Una molcula de metano ms dos molculas de oxgeno reaccionan para producir una molcula de dixido de carbono y dos molculas de agua.Todava hace falta incluir en la ecuacin el estado fsico de los compuestos:Gas (g) Liquido (l) Solido (s) Acuoso (ac)

*Finalmente, la ecuacin queda de la siguiente forma:

CH4(g) + 2O2(g) CO2(g) + 2H2O(l) balanceada.

El smbolo es utilizado para indicar que hay que calentar.

*

*Ejemplo No. 4El pentxido de dinitrgeno reacciona con agua para producir cido ntrico. Escriba una ecuacin balanceada para esta reaccin. Paso 1: Escriba la ecuacin no balanceada. N2O5 + H2O HNO3 Paso 2: Use coeficientes para balancear la ecuacin. Piense en un elemento a la vez. (Algunas veces es conveniente dejar el oxgeno para de ltimo).

*Observe que del lado de los reactivos que hay dos N y del lado de los productos slo uno. Empiece por poner 2 antes del HNO3. N2O5 + H2O 2 HNO3

Ahora en ambos lados de la ecuacin qumica tiene dos H y seis O.

*Ejemplo No. 5Escriba una ecuacin balanceada para la reaccin de combustin del pentano (C5H12).

Paso 1: Escriba la ecuacin no balanceada: C5H12 + O2 CO2 + H2O

Paso 2: Use coeficientes para balancear la ecuacion. (Recuerde; es til dejar el oxgeno para de ltimo) Empiece con el carbono. Hay 5 carbonos del lado de los reactivos, pero solo 1 carbono del lado de los productos. Empiece poniendo coeficiente 5 al CO2.

* C5H12 + O2 5 CO2 + H2O

Hay 12 H en el lado de los reactivos, y slo 2 H del lado de los productos. Coloque coeficiente 6 al H2O. C5H12 + O2 5 CO2 + 6 H2O

Ahora ajuste los oxgenos. Hay 2 O en el lado de los reactivos y 16 O del lado de los productos. Coloque coeficiente 8 al O2.

* C5H12 + 8 O2 5 CO2 + 6 H2O

Paso 3: Reduzca los coeficientes a la razn de nmeros enteros ms pequea posible.La razn de combinacin es 1:8:5:6, la cual es la ms pequea posible. En otros casos, por ejemplo, puedra ser que todos los coeficientes pudieran ser divisibles por 2 o 3.

*EjerciciosBalancee los siguientes ejercicios por el mtodo de tanteo o simple inspeccin:

Ejercicio 1:H2(g) + Cl2(g) HCl(g)

Ejercicio 2:

Al(s) +O2(g) Al2O3(s)

*Tipos de reacciones:

Reaccin de Combinacin (Sntesis):A + Z AZReaccin de Descomposicin (Anlisis):AZ A + ZReaccin de Simple Desplazamiento :A + BZ AZ + BReaccin de Doble Desplazamiento (Mettesis):AX + BZ AZ + BXReaccin de Neutralizacin:HX + BOH BX + HOH

Tipos de reacciones qumicas

*CombinacinDescomposicinSimple DesplazamientoDoble Desplazamiento

*CombinacinElementos o compuestos se combinan para formar un compuesto:

*CombinacinElementos o compuestos se combinan para formar un compuesto:

*2H2O 2H2 + O2Un compuesto se descompone en partes:

Descomposicin

*Zn + 2 HCl ZnCl2 + H2Un elemento desplaza a otro elemento en un comuesto:

Simple Desplazamiento

*H2SO4 + 2NaOH NaSO4 + 2H2OHay un intercambio entre elementos de dos compuestos:

Doble Desplazamiento

*EjercicioIdentifique el tipo de cada una de las siguientes reacciones:

Zn(s) + CuSO4(ac) ZnSO4(ac) + Cu(s)2Sr(s) + O2(g) 2SrO(s)Cd(HCO3)2(s) CdCO3(s) + H2(g) + CO2(g)H3PO4(ac) + 3NaOH(ac) Na3PO4(ac) + 3H2O(l)AgNO3(ac) + KCl(ac) AgCl(s) + KNO3(ac)

*Respuesta del ejercicio anterior:

Simple DesplazamientoCombinacinDescomposicinNeutralizacinnDoble Desplazamiento

*Reacciones de CombinacinLas sustancias ms simples se combinan para formar compuestos ms complejos.

Metal y oxgeno gaseoso:2Mg(s) + O2(g) 2MgO(s) metal + oxgeno xido de metal

*No-metal y oxgeno gaseoso:

S(s) + O2(g) SO2(g) no-metal + oxgeno gas xido de no-metal

Los xidos de no-metales muestran mltiples capacidades de combinacin. Ejemplo: formacin de oxcidos.

*Metal y no-metal:

2Na(s) + Cl2(g) 2NaCl(s) metal + no-metal compuesto inico

El producto es un compuesto inico binario.

*Ejemplo: la combinacin de yodo con zincyodozincYoduro de zinc

*Ejemplo: la combinacin de hidrgeno con cloro

*Reacciones de DescomposicinUn compuesto es roto en dos o ms sustancias ms simples.

Carbonato hidrogenado de metal:2NaHCO3(s) Na2CO3(s) + H2O(g) + CO2(g) bicarbonato carbonato agua dixido de de sodio de sodio carbono

Durante la reaccin de descomposicin el estado de oxidacin del metal no cambia.

*Carbonatos de Metal:

CaCO3(s) CaO(s) + CO2(g) carbonato xido dixido de de metal de metal carbono

El carbonato hidrogenado de metal se descompone en carbonato de metal al calentarse. Durante la reaccin de descomposicin el estado de oxidacin del metal no cambia.

*Compuestos que contienen oxgeno:

2HgO(s) 2Hg(l) + O2(g) xido de mercurio (II) mercurio oxgeno compuesto oxigenado

No se puede predecir la frmula de los productos.

*Ejemplo: la descomposicin del agua

*Reacciones de Simple DesplazamientoEn las reacciones de simple desplazamiento un metal en estado fundamental o no combinado desplaza a otro metal de un compuesto debido a que tiene una mayor actividad qumica.Series de Actividad:Es una serie de metales arreglados por orden de reactividad qumica. Los metales por debajo del hidrgeno en la serie de actividad no reaccionan con cidos.

*KNaCaMgAlZnFeNiSnPbHCuAgAuMs activoZn(s) + CuCl2(ac) Cu(s) + ZnCl2(ac)Cu(s) + ZnCl2(ac) Zn(s) + CuCl2(ac)Zn(s) + HCl(ac) H2(g) + ZnCl2(ac)Cu(s) + HCl(ac) H2(g) + CuCl2(ac)Los elementos ms activos desplazan de los compuestos a los menos activos.

Serie Electromotriz (de actividad)

*Aplicacin del concepto de actividadMetales activos:Incluidos la mayora de metales de los grupos I, II.Li> K> Ba> Sr> Ca> Na

Los metales activos reaccionan directamente con el agua:2Na + 2H2O(l) 2NaOH(ac) + H2(g)

*Serie de actividad para no-metales:

Esta serie de actividad explica lo siguiente:

Cl2(g) + 2NaBr(ac) 2NaCl(ac) + Br2(l)

Cl2(g) + NaF(ac) NRMs activoFClBrI

*En una reaccin de simple desplazamiento un metal desplaza otro metal o hidrgeno, de un compuesto o solucin acuosa que tenga una menor actividad segn la serie electromotriz. Metal y una solucin acuosa

Cu(s) + 2AgNO3(ac) 2Ag(s) + Cu(NO3)2(ac) metal1 solucin metal2 solucin acuosa1 acuosa2

*Metal y cido en solucin acuosa

Fe(s) + H2SO4(ac) FeSO4(ac) + H2(g) metal cido acuoso solucin hidrgeno acuosa gas Metal activo y agua

Ca(s) + 2H2O(l) Ca(OH)2(ac) + H2(g) metal agua hidrxido hidrgeno de metal gas

*Ejemplo: la sustitucin del hidrgeno del cido por hierro

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*Ejemplo: la sustitucin del hidrgeno del agua por el sodio

*La mayora de compuestos que contienen iones NO3- son solubles.La mayora de compuestos que contienen los iones Na+, K+, or NH4+ son solubles.La mayora de compuestos que contienen iones Cl- son solubles, excepto AgCl, PbCl2, y Hg2Cl2Reglas de Solubilidad

*La mayora de compuestos que contienen iones SO42- son solubles, excepto BaSO4, PbSO4, CaSO4La mayora de compuestos que contienen iones OH- son ligeramente solubles (precipitan), excepto NaOH, KOH, que son solubles y Ba(OH)2, Ca(OH)2 son moderadamente solubles.La mayora de compuestos que contienen iones S2-, CO32-, o PO43- son ligeramente solubles (precipitan)

Reglas de Solubilidad

*DisociacinCompuestos inicosmetal + no-metalmetal + ion poliatmicoCation poliatmico + anionCuando los compuestos inicos se disuelven en agua stos se separan en sus iones, este proceso se llama disociacin (ionizacion).Se sabe que los compuestos inicos se disocian cuando se disuelven en agua porque la solucin conduce la electricidad.

*Son ecuaciones que describen la disolucin (formacin de iones) de sustancias solubles en aguaKCl(ac) + AgNO3(ac) KNO3(ac) + AgCl(s)En estas ecuaciones se indican los iones y molculas en solucin, as como tambin las sustancias slidas, lquidas o gaseosas que no se disuelven. K+ (ac) + Cl- (ac) + Ag+ (ac) + NO3- (ac) K+ (ac) + NO3- (ac) + AgCl(s)Ecuaciones Inicas

*El cloruro de potasio se disocia en agua en cationes potasio y aniones cloruro.KCl(ac) K+ (ac) + Cl- (ac)El sulfato de cobre (II) se disocia en agua en cationes cobre (II) y aniones sulfato.CuSO4(ac) Cu+2(ac) + SO42-(ac)

Ejemplos de disociacin

*El sulfato de potasio se disocia en agua en cationes potasio y aniones sulfato.

K2SO4(ac) 2 K+ (ac) + SO42-(ac)

*Reacciones de Doble DesplazamientoEn las reacciones de doble desplazamiento dos compuestos inicos en soucin acuosa intercambian aniones para producir compuestos nuevos.

2AgNO3(ac) + Na2CO3(ac) Ag2CO3(s) + 2NaNO3(ac) solucin solucin precipitado solucin acuosa1 acuosa2 acuosa3

No hay reaccin si no se forma un precipitado. Esto se puede preveer de acuerdo a las reglas de solubilidad.

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*Una reaccin de neutralizacin es un caso especial de reaccin de doble desplazamiento.En una reaccin de neutralilzacin, un cido y una base reaccionan para formar un compuesto inico (sal) y agua.Acido sustancia que libera iones hidrgeno H+.Base sustancia que libera iones OH-.

Reacciones de Neutralizacin

*HCl(ac) + NaOH(ac) NaCl(ac) + H2O(l)

cido base sal agua acuoso acuosa acuosa

Use un indicador de pH para comprobar que se llev a cabo la neutralizacin.Observe un ligero aumento de la temperatura.

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********Consider the reaction of colorless nitrogen monoxide with oxygen to give brown nitrogen dioxide.The arrow represents a reaction proceedingReplace the words with chemical symbols

***********************Akyminum in a weak bicarbonate solution can be used to clean tarnished silver.*****8*8*4*9*5*6****