UNIDAD V "REACCIONES QUÍMICAS"

    Reacciones Químicas  

La materia puede sufrir cambios  mediante diversos procesos. N obstante, todos esos cambios se

pueden agrupar en dos tipos: cambios físicos y cambios químicos.

• Procesos físicos: no se producen modificaciones en la naturaleza de las sustancia o sustancias que intervienen. (cambios de estado, mezclas, disoluciones y separación de sustancias de mezclas) 
• Procesos químicos: los cambios si alteran la naturaleza de las sustancias: desaparecen unas y aparecen otras con propiedades muy distintas.  Los enlaces entre los átomos que forman los reactivos se rompen. Entonces, los átomos se reorganizan de otro modo, formando nuevos enlaces y dando lugar a una o más sustancias diferentes a las iniciales. Tienen una simbología peculiar. 

• La formación de un precipitado 
• Algún cambio de temperatura 
• Formación de algún gas 
• Cambio de olor o cambio de color durante 
• La reacción.

Reactivo: Sustancia que  parte de una reacción química 

Compuesto: Sustancia formada como resultado de una reacción química 

Características de cambios físicos :

• La o las sustancias nuevas que se forman suelen presentar un aspecto totalmente diferente del que tenían las sustancias de partida.
• Reacción exotérmica: se desprende energía en el curso de la reacción. 
• Reacción endotérmica: se absorbe energía durante el curso de la reacción
• Se cumple la ley de conservación de la masa: la suma de las masas de los reactivos es igual a la suma de las masas de los productos. Esto es así porque durante la reacción los átomos ni aparecen ni desaparecen, sólo se reordenan en una disposición distinta.

Se deben seguir las siguientes reglas:

• Las fórmulas de los reactivos se escriben a la izquierda, y las de los productos a la derecha, separadas ambas por una flecha que indica el sentido de la reacción.
• A cada lado de la reacción, es decir, a derecha y a izquierda de la flecha, debe existir el mismo número de átomos de cada elemento.
• Cuando una ecuación química cumple esta segunda regla, se dice que está ajustada o equilibrada o balanceada. Para equilibrar reacciones químicas, se ponen delante de las fórmulas unos números llamados coeficientes, que indican el número relativo de átomos y moléculas que intervienen en la reacción.

Recuerda!!

• Los coeficientes situados delante de las fórmulas, son los únicos números en la ecuación que se pueden cambiar, mientras que los números que aparecen dentro de las fórmulas son intocables, pues un cambio en ellos significa un cambio de sustancia que reacciona y, por tanto, se trataría de una reacción distinta.
• Si se quiere o necesita indicar el estado en que se encuentran las sustancias que intervienen o si se encuentran en disolución, se puede hacer añadiendo los siguientes símbolos detrás de la fórmula química correspondiente:  (s) = sólido.  (metal) = elemento metálico. (l) = líquido. • (g) = gas. (aq) = disolución acuosa (en agua).

REACCION DE SINTESIS O COMPOSICION 

Es una reacción en la que dos o más sustancias se combinan para formar un solo producto.

A+B= AB

REACCION DE ANALISIS O DESCOMPOSICION  

Es una reacción en la que se da la ruptura de un compuesto en 2 o más componentes.

AB= A+ B

REACCION DE DESPLAZAMIENTO SIMPLE 

Es una reacción en la cual, un Ión o átomo en un compuesto se reemplaza por un Ión (o átomo) de otro elemento.

AB+C ---- AC + B

    AB + C ------ CB + A 

SERIE DE ACTIVIDAD 

Llamada también serie electroquímica, es el ordenamiento de los metales y el hidrógeno de acuerdo a su capacidad de desplazar a un hidrógeno de un ácido o del agua y un elemento puede desplazar en un compuesto a cualquier elemento que esté por debajo de él.

• Del Li al Na reacciona con agua fría para producir Hidrógeno. 
• Del Mg al Cd reacciona con vapor de agua para producir Hidrógeno. 
• Del Co al Pb reacciona con ácidos para producir Hidrógeno. 
• Del Cu al Au no reaccionan con agua u ácidos

DESPLAZAMIENTO DE HALOGENO 

Los halógenos Br2(l), I2(s) y Cl2(g) se liberan en sus estados físicos característicos

                                                                    

REACCIONES DE METÁTESIS 

Es una reacción en la cual hay intercambio de cationes y aniones formando 2 compuestos nuevos donde uno de ellos al menos es un gas, un sólido (precipitado) o un electrolito débil. 

Formula general                                                AB + CD = AD + CB

Ejemplos    

Se clasifica en: 

• Precipitación: Se caracteriza por la formación de un producto insoluble o precipitado que se separa de la disolución acuosa.

Observa el siguiente video 

• Neutralización: •Es la reacción entre un ácido (donador de protones) y una base (aceptor de protones o donador de OH) con la formación de una sal y agua. 

• Formación de gas: Cuando en los productos aparece el ácido carbónico o ácido sulfuroso, estos se descomponen en agua y dióxido de carbono en el primer caso y en agua y dióxido de azufre en el segundo caso. Si hay una sal de amonio y se agrega una base, se liberará amoníaco gaseoso, agua y una sal. 

REACCIONES DE COMBUSTIÓN 

Es una reacción en la que un compuesto reacciona con oxígeno, y por lo generar se libera calor y luz para producir una flama. Si el compuesto es orgánico (constituido por átomos de C, H y O) los productos de reacción siempre serán CO2 y H2O. 

ECUACIÓN MOLECULAR 

Es una ecuación en la que las fórmulas de los compuestos están escritas como si todas las especies existieran como moléculas o entidades completas, aclara la identidad de los reactivos y productos. 

Se divide en:

• Ecuación iónica: Es la que muestra a las especies disueltas como iones libres, toma en cuenta que los compuestos iónicos solubles en agua se separan en los cationes y aniones que los componen. En esta ecuación puede verse que hay iones que inician en disolución y terminan en disolución. y estos iones se llaman espectadores: iones que no participan en la reacción global.
• Ecuación iónica neta:  Es la que muestra las especies que realmente participan en la reacción y excluye a los iones espectadores. 

Observa:

ELECTROLITOS Y NO ELECTROLITOS 

Conceptos generales:

• Disolución: Es una mezcla homogénea de dos o más sustancias. Pueden ser sólidas, líquidas o gaseosas
• Soluto: Es la sustancia o sustancias presentes en menor cantidad en una disolución
• Disolvente: es la sustancia que está en mayor cantidad en una disolución. 
• Disolución acuosa: Son aquellas disoluciones en las que el disolvente es agua. El soluto inicialmente es un sólido o líquido. 
• Solubilidad: Es la máxima cantidad de soluto que se disolverá en una cantidad dada de disolvente a una temperatura específica.

SOLUBLES	EXCEPCIONES
NO3 - , C2H3O2 - , NO2 - , MnO4 2- , MnO4 - , CIO3 - Cl- Br- I - SO4 2- Sales de cationes alcalinos y NH4 +	AgC2H3O2 * , Bi(NO3)3, Hg2(C2H3O2)2 AgCl, AgI, Hg2Cl2, Hg2I2, PbI2, AgBr, Hg2Br2, HgI2, CuCl, PbCl2, PbBr2 CaSO4*, SrSO4, BaSO4, PbSO4, Hg2SO4, Ag2SO4, HgSO4
INSOLUBLES	EXCEPCIONES
S 2- OH- , O 2- CO3 2- SO3 2- PO4 3- , AsO4 3- F - CrO4 2	Los elementos de IA, IIA y (NH4)2S Grupo IA, NH4 + , Ba* , Sr* , Ca* Grupo IA, (NH4)2CO3 Grupo IA,(NH4)2SO3 Grupo IA,(NH4)3PO4 Grupo IA, NH4 + , Ag+ , Hg2 2+ Grupo IA, NH4 + , Ca2+, Sr2+, Mg2+

Se clasifica en: 

RECUERDA!! 

Si un soluto se disuelve en agua, se agrupa en una de dos categorías:

• Electrolito (conducen la electricidad) 
• No electrolito (no conducen la electricidad) 

¿Por qué se conduce o no se conduce la electricidad?

• Por la formación de iones 
• Los electrolitos forman iones
• Los no electrolitos no forman iones de manera significativa

*Las sustancias electrolíticas pueden conducir la electricidad en mayor o menor grado, según su habilidad para formar iones* 

Se clasifica en: 

• Electrolitos fuertes: Son sustancias que en disolución se disocian casi en un 100% en sus iones. Ejemplos: 

- Sales solubles en agua 

- Los ácidos fuertes: HCl, HBr, HI, H2 SO4 , HNO3 , HClO3 , HClO4 , HBrO3 

- Hidróxidos de metales alcalinos y alcalinotérreos

• Electrolitos débiles: Son sustancias que en disolución, se ionizan de forma parcial es decir que coexisten los iones y la forma molecular en un equilibrio dinámico. Ejemplos: 

-La mayoría son bases y ácidos 

Recuerda las siguientes reglas:

  

REGLA	EXCEPCIONES
Mayoría de ácidos son electrolitos débiles Mayoría de bases o hidróxidos son electrolitos débiles Mayoría de sales son electrolitos fuertes No electrolitos: compuestos con enlace, Covalente y apolares El agua es un electrolito débil	HCl, HBr, HI, H2SO4, HNO3, HClO3, HClO4, HBrO3: éstos son electrolitos fuertes   Hidróxidos alcalinos y alcalinotérreos: (Li, Na, K, Ca, Sr, Ba): éstos son electrolitos fuertes

BALANCEAR ECUACIONES QUIMICAS POR METODO DE TANTEO Y REDOX 

El balanceo de las ecuaciones químicas es el proceso que permite garantizar la conservación de la materia.

Método de Tanteo: consiste en igualar el número y clase de átomos, iones o moléculas reactantes con los productos a fin  de cumplir la Ley de la conservación de la materia. Ejemplo: 

Método de Redox: El método del cambio de los números de la oxidación es relativamente sencillo, y es un modo fácil de equilibrar las ecuaciones redox. Se basa en el hecho de que el aumento de los números de la oxidación de los reactantes que han sido oxidados tiene que ser idéntico a la disminución de los números de oxidación de los reactantes que han sido reducidos.

Reglas: 

• Los espacios entre los símbolos y las fórmulas se ignoran, por ejemplo: Cu SO 4 es idéntico CuSO4
• Se permite el uso de todos tipos de paréntesis, como por ejemplo: K3[Fe(CN)6]
• Cuando se escriben iones, añadan simplemente la carga al final de la fórmula, como por ejemplo: Hg2+, Hg22+ o Hg2^2+
• Como flecha en la ecuación pueden utilizar la señal "=" o "-->" o "→".
• La entera ecuación se puede escribir con minúsculas. Los elementos, escritos correctamente (la primera letra escrita con mayúscula) 

Sigue los siguientes pasos: 

Paso 1. Se escribe una reacción desequilibrada

Paso 2. Se desmonta la reacción redox a las reacciones parciales

• a) Se determinan los números de la oxidación de cada átomo respectivo.
• b) Se identifican los pares redox en la reacción
• c) Se combinan los pares redox en dos reacciones parciales

Paso 3. Se equilibran los átomos en las ecuaciones parciales

• a) Se equilibran todos los átomos excepto del H y del O
• b) Se equilibran las cargas añadiendo H+ o OH-
• b) Se equilibran los átomos del oxígeno añadiendo H2O

Paso 4: Se iguala el número de los electrones perdidos y recibidos en las reacciones parciales

Paso 5: Se suman las ecuaciones parciales

Paso 6: Se acorta la ecuación

Y al final, siempre se verifica el equilibrio de las cargas y de los elemento

Observa los siguientes videos con ejemplos

Es hora de jugar y practicar !! 

Ingresa en el siguiente link …..

https://phet.colorado.edu/sims/html/balancing-chemical-equations/latest/balancing-chemical-equations_es.html 

Referencias bibliograficas: 

• Lcda. Marroquín N (2021) presentaciones de clase unidad V "Reacciones químicas" 

• Clase química orgánica (2021) reacciones químicas, recuperado de: https://oa.ugto.mx/oa/oa-rg-0001375/clase_1__balanceo_por_tanteo.html#:~:text=Balancear%20ecuaciones%20consiste%20en%20equilibrar,la%20conservaci%C3%B3n%20de%20la%20materia. 

• Generalic, Eni. "Balanceo de reacciones redox por el método del cambio del número de oxidación." EniG. Tabla periódica de los elementos. KTF-Split, 22 Jan. 2021. Web. 13 Apr. 2021. <https://www.periodni.com/es/balanceo_de_ecuaciones_redox.php>.

• Universidad San Carlos de Guatemala, Facultad en ciencias químicas y farmacia (S.F) recuperado de: https://dqgusac.files.wordpress.com/2014/04/reglas-de-solubilidad-en-agua.pdf 

• Khan academy (2021) reacciones químicas, recuperado de: https://es.khanacademy.org/science/ap-chemistry/chemical-reactions-ap/types-of-chemical-reactions-ap/a/double-replacement-reactions