Reacciones Químicas

REACCIONES QUÍMICAS

CONTENIDOS.

1.- Concepto de reacción química.

2.- Escritura esquemática y significado de las ecuaciones químicas.

3.- Teoría de las colisiones.

4.- Ajuste de las reacciones químicas:

4.1. Por tanteo.

4.2. Por ecuaciones.

5.- Tipos de reacciones:

5.1. Reacciones de síntesis.

5.2. Reacciones de descomposición.

5.3. Reacciones de sustitución.

5.4. Reacciones de doble sustitución.

5.5. Importancia del oxígeno en las reacciones de combustión.

6.- Estequiometría de una reacción química.

6.1. Cálculos con moles.

6.2. Cálculos con masas.

6.3. Cálculos con volúmenes en condiciones normales.

6.4. Cálculos con volúmenes en condiciones no normales.

6.5. Cálculos con reactivo limitante.

6.6. Cálculos con reactivos en disolución.

7.- Rendimiento de una reacción química. Riqueza.

8.- Algunas reacciones químicas importantes en la sociedad. (trabajo bibliográfico)

9.- La energía en las reacciones químicas.

9.1. Calor de reacción (rotura y formación de enlaces).

9.2. Reacciones exotérmicas y endotérmicas.

CONCEPTO DE REACCIÓN QUÍMICA.

“Es un proceso mediante el cual unas sustancias (reactivos) se transforman en otras (productos de la reacción) por la reorganización de los átomos conformando moléculas nuevas. Para ello es necesario que rompan enlaces en las moléculas originales y se formen enlaces nuevos”.

Ejemplo de reacción química.

Reactivos Productos

En la reacción: H2 + I2 — 2 HI

se rompen 1 enlace H—H y 1 enlace I —I y se forman 2 enlaces H—I

AJUSTE DE UNA REACCIÓN QUÍMICA.

El número de átomos de cada elemento tiene que ser igual en los reactivos y en los productos.

Se llama ajuste a la averiguación del número de moles de reactivos y productos.

¡CUIDADO! En el ajuste nunca pueden cambiarse los subíndices de las fórmulas de reactivos o productos.

Métodos de ajuste:

• Tanteo (en reacciones sencillas).

• Algebraicamente (en reacciones más complejas) resolviendo un sistema de ecuaciones.

Ejemplo:

Ajustar la siguiente reacción: HBr +Fe  FeBr3 + H2

Sean a, b, c y d los coeficientes (número de moles) de los respectivos reactivos y productos.

a HBr + b Fe  c FeBr3 + d H2

H) a = 2d Br) a = 3c Fe) b = c

Sea d = 1; entonces a = 2, c = 2/3 y b = 2/3

Multiplicando todos los valores por 3 obtenemos los siguientes coeficientes: a = 6, b = 2, c = 2 y d = 3.

Por tanto la ecuación ajustada será: 6 HBr +2 Fe  2 FeBr3 + 3 H2

Ejercicio A:

Ajusta las siguientes ecuaciones químicas por el método de tanteo: a) C3H8 + O2  CO2 + H2O; b) Na2CO3 + HCl  Na Cl + CO2 + H2O; c) PBr3 + H2O  HBr + H3PO3; d) CaO + C  CaC2 + CO; e) H2SO4 + BaCl2  BaSO4 + HCl. 

Ejercicio B:

Ajusta las siguientes ecuaciones químicas por el método algebraico: a) KClO3  KCl + O2 ; b) HCl + Al  AlCl3 + H2 

Ejercicio C:

Ajusta las siguiente ecuación químicas por el método algebraico: HNO3 + Cu  Cu(NO3)2 + NO + H2O 

TIPOS DE REACCIONES QUÍMICAS

• Síntesis

• Descomposición

- Simple

- Mediante reactivo

• Sustitución

• Doble sustitución

Síntesis: A + B  C

Ejemplo: 2 H2 + O2  2 H2O

Descomposición Simple: A  B + C

Ejemplo: CaCO3  CaO + CO2

Descomposición mediante reactivo: AB + C  AC + BC

Ejemplo: 2 ZnS + 3 O2  2 ZnO + 2 SO2

Sustitución (desplazamiento): AB + C  AC + B

Ejemplo: PbO + C  CO + Pb

Doble sustitución (doble desplazamiento): AB + CD  AC + BD

Ejemplo: HCl + NaOH  NaCl + H2O

ESTEQUIOMETRÍA DE UNA REACCIÓN QUÍMICA.

Es la proporción en moles en la que se combinan los distintos reactivos y en la que se forman los distintos productos de la reacción.

Una vez determinado el número de moles de reactivos y productos (ajuste de la reacción) se puede hacer el cálculo en masa (gramos) o en volumen (litros) en el caso de gases o disoluciones.

Tipos de cálculos estequiométricos.

• Con moles.

• Con masas.

• Con volúmenes (gases)

• En condiciones normales.

• En condiciones no normales.

• Con reactivo limitante.

• Con reactivos en disolución (volúmenes).

Cálculos con masas.

Ejemplo:

En la reacción ajustada anteriormente: 6 HBr +2 Fe  2 FeBr3 + 3H2 ¿qué cantidad de HBr reaccionará con 10 g de Fe y qué cantidades de FeBr3 e H2 se formarán?

6 HBr + 2 Fe  2 FeBr3 + 3 H2

6 moles 2 moles 2 moles 3 moles

Resolviendo las proporciones tendremos :

x = 43,5 g de H Br ; y = 52,9 g de FeBr3 ; z = 0,54 g de H2.

Ejercicio D:

Se tratan 40 g de oxido de aluminio, Al2O3 con suficiente disolución de ácido sulfúrico en agua H2SO4 para que reaccione todo el óxido de aluminio y se forme sulfato de aluminio Al2(SO4)3 y agua. Calcula los moles del ácido que se necesitan y la masa de sulfato que se

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