Libro De Quimica III

Desde que el hombre apareció sobre la tierra su intención ha sido entender y controlar los cambios que ocurren en la naturaleza para poder manejarlos a su voluntad. Cuando logró esto se permitió disfrutar de innumerables ventajas y beneficios artificiales, aunque éstas han venido acompañadas a veces del deterioro ecológico debido al uso indiscriminado de los cambios químicos.

Alrededor del hombre suceden infinidad de cambios químicos, algunos independientes de su voluntad, como la corrosión del hierro, la descomposición de los alimentos, la fotosíntesis y las reacciones que ocurren en el cuerpo humano, y otras provocadas por el mismo hombre para vivir en condiciones óptimas o para satisfacer diversas necesidades como son: la combustión de los derivados del petróleo, la preparación de fertilizantes, la síntesis de medicamentos, etc.

En la actualidad el número de combinaciones químicas que conoce el hombre y ha desarrollado es enorme, por lo que ha tenido que clasificarlas para su mejor comprensión, de donde podemos destacar las reacciones de óxido-reducción y las de ácido-base, estas últimas podrás estudiarlas en el capítulo 1 de este fascículo, así como otros conceptos relacionados con las ecuaciones químicas, tales como: los cambios químicos, los factores relacionados y la energía involucrada en ellos.

En el capítulo 2, se revisarán los conceptos de equilibrio ecológico debido al uso indiscriminado de los cambios químicos; así como de atmósfera, hidrósfera y otros términos relacionados con éstos, se tratará el tema de los contaminantes, ¿qué son? ¿Cuántos tipos hay? Y ¿Cómo han afectado al equilibrio ecológico y el medio ambiente de las especies vivas? Todo esto generado por el uso indiscriminado de los productos químicos.

1.1 ECUACIONES QUÍMICAS

Como se ha visto en cursos anteriores los procesos que se llevan a cabo en el universo, podemos clasificarlos de manera general en físicos y químicos, siendo estos últimos de mayor interés para nosotros.

Podemos decir que todo proceso químico que se realiza en el universo constituye una reacción química, en la cual al interaccionar dos o más sustancias se transforman en otra u otras como consecuencias de la ruptura de algunos enlaces existentes y de la formación de otros nuevos entre las especies químicas participantes. Por ejemplo, cuando quemamos azufre (S) se observa la formación de un gas, el anhídrido sulfuroso (SO 2 ), esta reacción química se lleva a cabo por el rompimiento de los enlaces covalentes del azufre (S) y del oxígeno (O 2 ) y por la formación de otros enlaces entre dichos elementos.

La reacción anterior se puede expresar mediante los símbolos y fórmulas de las sustancias participantes:

Las dos formas anteriores de representar una reacción química, constituyen una ecuación química . La primera por medio de símbolos y fórmulas, la segunda mediante un modelo matemático. En el modelo matemático de la reacción anterior, los términos A y B son las sustancias reaccionantes o sea las presentes antes del proceso, mientras que el termino AB es el producto de la reacción.

Es necesario aclarar que el número de términos antes y después del proceso puede ser variable.

Como los términos del primer miembro son diferentes químicamente a los del segundo miembro, se sustituye el signo igual (=) por un vector que nos indica el sentido en el que se verifica el proceso:

De lo anterior se concluye, que una ecuación química : es la representación abreviada y simbólica de una reacción química, con apego a la Ley de la Conservación de la Materia . Estas ecuaciones son similares a las igualdades matemáticas y para su estructura siguen las reglas que a continuación se enuncian:

1. Las ecuaciones presentan dos miembros separados por una flecha que significa produce ó da. Hay que conocer las sustancias de las que se parte o que se forman los compuestos (reactivos) y las que se producen (productos).

2. En el miembro de la izquierda se escriben las fórmulas de las sustancias que reaccionan separadas por un signo de adición (+).

3. En el miembro de la derecha se escriben las fórmulas de las sustancias que se producen separadas por un signo de adición (+).

4. Los miembros de la ecuación deberán tener los mismos elementos y el mismo número de átomos de cada uno.

5. Se debe indicar el estado físico de los reactivos y los productos mediante la siguiente notación:

• (g) gas

• (l) líquido

• (s) sólido

• (ac) acuoso, disuelto en agua (Na + = Na + (ac))

6. Arriba o abajo de la flecha se puede anotar alguna condición necesaria para que la reacción se lleve a cabo: temperatura, presión, calor, etcétera.

7. Algunas veces se requieren otras notaciones como:

significa desprendimiento de un gas

significa precipitado sólido

indica que la ecuación se puede realizar en ambos sentidos

(Delta) significa incremento de calor

Ejemplo: Para escribir la ecuación que representa la formación del cloruro de sodio (NaCl) a partir de sus elementos:

1. Determinar las sustancias que reaccionan y las que se producen.

2 y 3. Escribir la fórmula de los reactivos y productos separándolos con un signo de adición.

La fórmula de los elementos corresponde a su símbolo, pero hay elementos cuyas moléculas son diatómicas, por lo que sus fórmulas se deben escribir con subíndice: H 2, O 2 , Cl 2 , Br 2 y I 2 .

4. Asegurarse que exista el mismo número de átomos de cada elemento en ambos miembros de la ecuación.

Puesto que en el primer miembro hay dos átomos de cloro en el segundo miembro

se escribe un 2 al inicio de la fórmula en el NaCl.

Ahora hay dos átomos de sodio en el segundo miembro, por lo que debe haber dos átomos en el primer miembro.

5. Indicar el estado físico de cada una de las sustancias.

La ecuación química para la formación del cloruro de sodio está completa.

1.1.1 TIPOS DE REACCIONES

• Reacciones de síntesis o combinación

Son aquellas en las que dos o más especies químicas sencillas se unen para formar un solo producto o especie química más compleja.

Ejemplos:

1. Reacción de síntesis entre elementos:

2) Reacción de síntesis entre compuestos:

3) Reacción de síntesis entre un compuesto y un elemento:

• Reacciones de descomposición o análisis

Son aquellas en las cuales una especie química se descompone en dos o más productos, por la acción del calor o

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