reacciones4

7/23/2019 reacciones4

1/6

1

REACCIONES QUMICASConceptos bsicos

IES Juan A. Suanzes.Avils. Asturias

En un proceso qumico (o reaccin qumica) se produce una profunda alteracin de la materia. Se partede unas sustancias (reactivos) y lo que se obtiene despus del proceso (productos) son unas sustanciascompletamente diferentes a las de partida.

Para representar abreviadamente las reacciones qumicas se utilizan las ecuaciones qumicas.

En una ecuacin qumica se escriben las frmulas de los reactivos a la izquierda y las de los productos ala derecha separados por una flecha:

Reactivos Productos

El proceso de ajustar (o igualar) la ecuacin consiste en colocar nmeros delante de las frmulas(coeficientes) para garantizar que exista el mismo nmero de tomos en los reactivos que en losproductos, ya que en una reaccin qumica no pueden desaparecer o crearse tomos. O lo que eslo mismo:

En una reaccin qumica la masa permanece constante(Ley de Conservacin de la Masa oLey de Lavoisier)

CH4+ 2 O2 CO2+ 2 H2O

Reactivos: CH4 y O2 Productos: CO2 y H2O

Coeficiente del oxgeno: 2 Coeficiente del agua: 2

Para que se verifique una reaccin qumica ha de producirse:

Una ruptura de los enlaces en los reactivos. Lo que generalmente implica aportar energa. Un reagrupamiento de los tomos de forma distinta. Una formacin de nuevos enlaces para formarse los productos. Lo que generalmente impli-

ca un desprendimiento de energa.

En el balance final de energa para el proceso puede ocurrir:

Energa aportada > Energa desprendida. La reaccin, en conjunto, absorbe energa (calor). Re-accin endotrmica.

Energa aportada < Energa desprendida. La reaccin, en conjunto, desprende energa (calor).Reaccin exotrmica.

El calor absorbido o desprendido puede aadirse a la ecuacin qumica como un elemento ms delproceso:

CH4+ 2 O2 CO2+ 2 H2O + 875 kJ (Proceso exotrmico)

2 KClO3+ 89,4 (kJ) 2 KCl + 3 O2 (Proceso endotrmico)


2/6

2

Ley de conservacin de la masa (Ley de Lavoisier) : En una reaccin qumica la masa se con-serva. Esto es, la masa de los reactivos es igual a la masa de los productos

En el caso de que las sustancias sean gases, y siempre que se midan en las mismas condicionesde presin y temperatura,la relacin en moles se puede establecer como relacin en volumen:

Volmenes iguales de gases diferentes en las mismas condiciones de P y T contienen el mis-mo nmero de moles (Hiptesis de Avogadro)

2 C 2H 6 (g) + 7 O2(g) 4 CO2 (g) + 6 H2O (g)

2 litros 7 litros 4 litros 6 litros

2 moles 7 moles 6moles4 moles

Una reaccin qumica ajustada nos da, por tanto, la siguiente informacin:

Observar quesi queremos que reaccionen en las cantidades justas tenemos necesidad de contarmolculas,ya que los reactivos han de estar en la proporcin de 2 molculas de O2por una de CH4 , perocmo contar molculas?

Para conseguirlo hacemos uso del concepto de mol:

Un mol de CH4 es la cantidad de metano que contiene 6,02. 1023molculas de metano y, segn se esta-

bleci (ver apuntes sobre el concepto de mol), su masa coincide con la masa de la molcula en gramos.Esto es: 16,0 g. Por tanto, si tomamos 16,0 g de CH4estamos cogiendo 6,02. 10

23molculas de CH4.

Repitamos ahora el razonamiento con el oxgeno. Un mol de O2 es la cantidad de oxgeno que contiene

6,02. 1023

molculas de

O2y su masa coincide con la masa de la molcula en gramos. Esto es: 32,0 g.Por tanto, si tomamos 32,0 g de O2estamos cogiendo 6,02. 1023

molculas de O2. Si necesito coger eldoble de molculas debera de coger 2 moles. Esto es 64,0 g de O2

En resumen, si quiero que las molculas de CH4y O2estn en proporcin 1:2 debera de coger 1 mol deCH4y 2 moles de O2, o lo que es lo mismo, 16,0 g de CH4 y 64,0 g de O2.

Masa de reactivos:

16,0 + 64,0 = 80,0 g

Masa de productos:

44,0 + 36,0 = 80,0 g=

16,0 g 2x 32,0 = 64,0 g 44,0 g 2x 18,0 = 36,0 g

1 molde CH4

2 molesde O 2

1 molde CO 2

2 molesde H 2O

reaccionan con para dar

CH4 + 2 O2 CO2 + 2 H2O

CH4 + 2 O2 CO2 + 2 H2O

1 molcula deCH4

2 molculasde O 2

1 molcula deCO 2

2 molculasde H 2O

reacciona con para dar


3/6

3

Algunos tipos de reacciones qumicas:

Reacciones de oxidacin. Combinacincon el oxgeno. Son reacciones lentas quedesprenden poca energa

2 Fe + O2 2 Fe O

4 Fe + 3 O2 2 Fe2O3

Reacciones de combustin. Qumicamente son oxidaciones, pero al contrario que stas son reaccio-nes que transcurren muy rpidamente y con un desprendimiento notable de energa

2 C + O2 2 C O + Q

C + O2 C O2 + Q

Siempre que se queme un hidrocarburo (compuesto que contiene nicamente carbono e hidrgeno) seobtiene CO2y agua:

CH4+ 2 O2 CO2 + 2 H2O

C4H10+ O2 4 CO2 + 5 H2O132butano

Reacciones de neutralizacin. Entre un cido y una base. Se obtiene la sal del cido y agua:

cido + BaseSal + Agua.

H Cl + Na OH Na Cl + H2O

H2SO4+ Ba (OH)2 Ba SO4 + 2 H2O

HNO3 + KOH K NO3 + H2O

H2CO3 + 2 NaOH Na2CO3+ 2 H2O

Reaccin de los xidos con el agua.El com-

portamiento es muy distinto cuando reaccionaun xido no metlico o uno metlico. En el pri-mer caso se obtiene un cido y en el segundouna base. Por esta razn se dice que los xi-dos no metlicos tienen un carcter cido,mientras que los metlicos tienen un carcterbsico.

SO3 + H2O H2SO4

CO2 + H2O H2CO3

CaO + H2O Ca(OH)2

Na2O + H2O 2 NaOH

Desplazamiento del hidrgeno de los cidos por

los metales.La mayor parte de los metales reaccio-nan con los cidos desplazando el hidrgeno (que sedesprende como gas) y el metal se disuelve forman-do la sal correspondiente. Esta reaccin se producemuy fcilmente en al caso de metales alcalinos yalcalino-trreos.

2 HCl + Mg Mg Cl2 + H2

H2SO4 + Fe FeSO4 + H2

Algunos metales como la plata, el cobre o el mercu-rio no desplazan el hidrgeno de los cidos.

Los carbonatos desprenden CO2cuando son ataca-dos por los cidos (el desprendimiento de este gas eslo que provoca la caracterstica efervescencia)

Na2CO3 + 2 HCl 2 NaCl + CO2 + H2O


4/6

4

Cmo efectuar clculos en reacciones qumicas

(Conceptos bsicos)IES Juan A. Suanzes.

Avils. Asturias

1. Identifica reactivos y productos. Plantea la ecuaciny a continuacin formula las sustan-cias que intervienen:

cido clorhdrico + Zinc Cloruro de zinc + Hidrgeno

HCl + Zn Zn Cl 2+ H 2

2. Ajusta la ecuacin: 2 HCl + Zn Zn Cl 2+ H 2

3. Pasa el dato que te dan a moles:

4. Transforma ahora los moles del dato en moles de la incgnitaleyendo el correspondientefactor de conversin en la ecuacin ajustada

5. Transforma moles engramosusando la masa atmica o molecular:

Esto se puede hacer de forma directa empatando unos factores de conversin con otros:

6. Si la sustancia es un gas y est medido en c.n. (00C y 1atm) , se puede obtener el volu-men teniendo en cuenta que 1 mol de cualquier sustancia gaseosa ocupa 22, 4 litros (volu-men molar)

Para plantear este factor de conversin debesobtener la masa molecular del compuesto.

El zinc reacciona con el cido clorhdrico formando cloruro de zinc e hidrgeno gas. Si

hacemos reaccionar 6,0 g de cido:a) Cuntos gramos de zinc reaccionan?b) Cul sera el volumen de H2obtenido si se mide en c. n.?

Lee el factor en la ecuacin ajustada

Factor que convierte moles en litros(slo para gases medidos en c.n.)

Convierte gramos a moles

Permite relacionar dato (HCl) conla incgnita (Zn)

Convierte moles a gramos

6,0 g de HCl

1 mol HCl

36,5 g HCl

1molZn

2 moles HCl65,4 g Zn1molZn 5,2gZn=

6,0 g de HCl1 mol HCl

36,5 gHCl

21molH

2 moles HCl

2

2

22,4 litros H

1molH21,84 litros H=

6,0 g deHC1molHCl

l36,5 gde HCl

0,16moles deHCl=

0,16 moles deHCl 1mol de Zn2 moldeHCl 0,08 moles de Zn=

0,08 molesde Zn65,4 g de Zn

1 mol de Zn5,2 g de Zn=


5/6

5

Cmo efectuar clculos en reacciones qumicasI.E.S Juan A. Suanzes.

Avils. Asturias

a) Clculo del volumen de Cl2medido en c.n.

Clculos masa - masa

MnO2 + 4 HCl Mn Cl2 + Cl2 + 2 H2O

El dato est expresado en gramos y la incgnita la piden tambinen gramos.Ejemplo: Cuntos gramos de dicloruro de manganeso se obtie-nen cuando reaccionan 7,5 g de cido clorhdrico?

Factor ledo en la ecuacin ajustada. Nostransforma dato (HCl) en incgnita (MnCl2)

Clculos masa - volumen El dato est expresado en gramos y la incgnita, por ser un gas,piden su volumen en litrosEjemplo: Qu volumen de cloro se obtendr cuando reaccionen(ecuacin anterior) 7,5 g de cido clorhdrico, medidos en c.n.?

Factor ledo en laecuacin ajustada

Esta relacin se puede usarnicamente cuando el gas estmedido en c. n.

Clculos volumen - volumen

N2 (g) + 3 H2(g) 2 NH3 (g)

Si las sustancias consideradas estn en fase gaseosa la rela-cin establecida por la ecuacin ajustada puede considerarserelacin en volumen, siempre que los gases estn medidosen las mismas condiciones de P y T (volmenes iguales de gasesdiferentes, medidos en las mismas condiciones de P y T contienen el mismonmero de moles)Ejemplo: Calcular los litros de amoniaco que se obtendrncuando reaccionan 0,5 L de H2(se supone que ambos gasesestn medidos a igual P y T)

7,5 g de HCl1 molde HCl

36,5 g de HCl21 mol de MnCl

4 moles de HCl2

2

126,0 g deMnCl

1 mol de MnCl26,5 g deMnCl=

7,5 g de HCl1 mol de HCl

36,5 g de HCl21 mol de Cl

4 moles de HCl2

2

22,4 litros de Cl

1moldeCl 21,2 litros de Cl=

20,5 LH3

2

2LNH

3 L H30,333 L NH=


6/6

6

Cmo efectuar clculos en reacciones qumicasI.E.S Juan A. Suanzes.

Avils. Asturias

a) Ecuacin ajustada:

b) Gramos de yoduro de plomo (II) que deberan obtenerse tericamente:

Clculo del rendimiento:

a)

b) Cantidad de sulfato de zinc obtenida

Clculos con rendimientodistinto del 100%

Lo ms frecuente es que, debido a razones diversas, a la hora dela realizacin prctica de una reaccin qumica las cantidadesobtenidas sean distintas de las calculadas tericamente. Se defi-ne el rendimiento de la reaccin como:

gramos realesr

100 gramos tericos=

Ejemplo: El nitrato de plomo (II) reacciona con el yoduro potsicopara dar un precipitado amarillo de yoduro de plomo (II).

a) Plantear y ajustar la ecuacin correspondiente al procesoa) Cuando se hacen reaccionar 15,0 g de nitrato de plomo (II)

se obtienen 18,5 g de yoduro de plomo (II) Cul es el ren-dimiento del proceso?

Pb (NO3)2 + 2 KI Pb I2+ 2 KNO3

Ejemplo: 10,3 g de zinc reaccionan con cido sulfrico para dar sulfato de zinc e hidrgeno

a) Plantear y ajustar la ecuacin correspondiente al procesob) Calcular la cantidad de sulfato de zinc obtenida si el rendimiento para el proceso es de un 75 %

H2SO4 + Zn ZnSO4 + H2

Factor para calcular el tanto por cientoNo se divide por el 100 del denominador,ya que forma parte de la unidad solicitada.

Factor que considera el rendi-miento de la reaccin

3 215,0 g de Pb(NO )3 21 mol de Pb(NO )

3 2331,2 g de Pb(NO )21 mol de Pbl

3 21 moles de Pb(NO )2

2

461,0 g dePbl

1 mol de Pbl 220,9 g de Pbl=

2

2

18,5 g PbI reales

20,9 gPbI tericos2100,0 g PbI tericos 22 2

gPbI reales88,5 88,5 %

100,0 g PbI tericos 100,0 g PbI tericos= =

10,30 g de Zn1 mol Zn

65,4 g Zn41 mol ZnSO

1molZn4151,5 g ZnSO

41 mol ZnSO4

4

75,0 g ZnSO reales

100,0 g ZnSO tericos419,1g ZnSO reales=

reacciones4

Documents

Transcript of reacciones4