Practica Ecuaciones químicas

Objetivo: Conocer los diferentes tipos de reacciones que se obtienen agregando diferentes tipos de sustancias y de saber el propósito de el balanceo de una ecuación.

Introducción:

Herrera Ramírez Marcos Adrian:

Ecuaciones químicas:

Las ecuaciones químicas siempre implican el cambio de una o más sustancias en otra o mas sustancias diferentes, en otras palabras, en las reacciones químicas se reacomodan átomos o iones para formar otras sustancias.

Las ecuaciones químicas se utilizan para describir reacciones químicas y en ellas aparecen las sustancias que reaccionan llamadas reactivos, las sustancias que se forman llamadas productos, y las cantidades relativas de las sustancias que intervienen. Los reactivos se escriben a la izquierda de una flecha y los productos a la derecha de la misma, y los números que aparecen antes de la formula de los compuestos de una reacción química reciben el nombre de coeficientes, y respetan el numero de la molécula (o unidades formulares) de cada reactivo o producto que se necesita para balancear la ecuación. Se considera la combustión del gas natural, una reacción que sirve para calentar edificios y calentar alimentos, el gas natural es una mezcla de varias sustancias, pero el componente principal es el metano, CH4. La ecuación que describe la reacción del metano con el oxigeno es:

CH4+ 2 O2 → CO2 + 2H2O

¿A qué se refiere esta ecuación? Nos está diciendo que el metano reacciona con el oxigeno para dar dióxido de carbono O2, y agua. Con más precisión, esto nos dice que cada molécula de CH4 que reaccionan, también reaccionan dos moléculas de O2 y que se forma una molécula de CO2 y dos moléculas de H2O.

Esta descripción de la reacción CH4 con el O2, se traza en observaciones experimentales, por eso entendemos que mediante experimentos se ha demostrado que cuando una molécula de CH4 reacciona con dos moléculas de O2 se forman moléculas de CO2, y dos moléculas de H2O. Las ecuaciones químicas se basan en observaciones experimentales y cuando se requieren condiciones especiales en las reacciones, estas se indican arriba y debajo de las flechas de reacción. No existen cambios detectables de la cantidad de la materia durante una reacción química ordinaria. Este principio rector, la ley de la conservación de la materia, sienta las bases para el balanceo de ecuaciones químicas y para efectuar los cálculos basados en dichas ecuaciones, ya que la materia no se crea ni se destruye durante una reacción química.

De modo que antes de balancear una ecuación todas las sustancias deben representarse con formulas que las describen tal como existen. Una vez que se han escrito las formulas correctas, no deben modificarse los sub índices de estas. Diferentes sub índices en las formulas representan compuestos distintos, de suerte que modificar las formulas significaría que la ecuación no escribirá la misma reacción.

Números de oxidación:

Las numerosas reacciones que componen la transferencia de electrones de una especie a otra reciben el nombre de reacciones de oxidación-reducción, o simplemente, reacciones redox. Utilizamos números de oxidación para detectar la transferencia de electrones. En la nomenclatura sistemática de compuestos también se utilizan números de oxidación.

El número de oxidación es un número entero que representa el número de electrones que un átomo pone en juego cuando forma un compuesto determinado.

El número de oxidación es positivo si el átomo pierde electrones, o los comparte con un átomo que tenga tendencia a captarlos. Y será negativo cuando el átomo gane electrones, o los comparta con un átomo que tenga tendencia a cederlos.

El número de oxidación se escribe en números romanos (recuérdalo cuando veamos la nomenclatura de Stock): +I, +II, +III, +IV, -I, -II, -III, -IV, etc. Pero en esta página también usaremos caracteres arábigos para referirnos a ellos: +1, +2, +3, +4, -1, -2, -3, -4 etc., lo que nos facilitará los cálculos al tratarlos como números enteros.

En los iones monoatómicos la carga eléctrica coincide con el número de oxidación. Cuando nos refiramos al número de oxidación el signo + o - lo escribiremos a la izquierda del número, como en los números enteros. Por otra parte la carga de los iones, o número de carga, se debe escribir con el signo a la derecha del dígito: Ca2+ ión calcio (2+), CO32- ión carbonato (2- ).

Balanceo redox:

Al principio el término “oxidación” se atribuía a la combinación de una sustancia con el oxigeno. Esto causa el incremento del número de oxidación de esa sustancia, y de acuerdo con la definición original, las reacciones siguientes comprenden la oxidación de la sustancia que aparece en la izquierda de cada ecuación demostrando el número de oxidación de un átomo del tipo indicado.

Formación de herrumbre, Fe2O3, oxido de hierro (III) Estado de oxidación del Fe

1. 4Fe(s) + 3 O2 (g) →2Fe2O3 (s) 0 → +3

2. Reacciones de combustión

C (s) + O2 (g) → CO2 (g) 0 → +4

2CO (g) + O2 (g) → 2CO2 (g) +2 → +4

C3H8 (g) + 5 O2 (g) → 3CO2 (g) + 4H2O (g) -8/3 →+4

La descripción original de reducción comprendía la eliminación del oxigeno en un compuesto. Los minerales en forma de óxidos se reducen a metales (una reducción muy real en masa); por ejemplo, el wolframio que se usa en los filamentos de focos puede prepararse por reducción de oxido de wolframio (VI) con hidrogeno a 1200 ºC.

En las reacciones químicas, los electrones no se crean ni se destruyen, por tanto, la oxidación y la reducción siempre ocurren de manera simultánea y en la misma extensión en reacciones químicas ordinarias.

Debido a que la oxidación y la reducción tienen lugar en forma simultánea en todas las reacciones, se les da el nombre de reacciones de oxidación-reducción. Y por brevedad se les llama reacciones redox, las cuales tienen lugar en todas las aéreas de química y bioquímica. Es necesario aprender a identificar los agentes oxidantes y reductores para balancear ecuaciones de oxidación-reducción. Estas habilidades son necesarias en el estudio de la electroquímica. La electro química comprende la transferencia de electrones entre agentes oxidantes y agentes reductores separados físicamente y la interconversion entre energía química y energía eléctrica. Estas habilidades son también fundamentales en el estudio de la biología, bioquímica, ciencias ambientales y ciencia de los materiales.

Agente Oxidante:

Es la especie química que un proceso redox acepta electrones y, por tanto, se reduce en dicho proceso. Por ejemplo, cuando se hacen reaccionar cloro elemental con calcio:

Ca0 + Cl2 (0) →

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