REACCIONES QUÍMICAS

QUÍMICA I

LABORATORIO 5

REACCIONES QUÍMICAS

1. OBJETIVOS

 Identificar las reacciones químicas de desplazamiento.

 Identificar las reacciones químicas exotérmicas

 Identificar las reacciones redox.

 Identificar las reacciones de oxidación.

 Escribir correctamente ecuaciones químicas indicando los estados de agregación.

 Identificar productos químicos peligrosos para el ambiente.

2. FUNDAMENTO TEÓRICO

Es un proceso en el cual unas sustancias, llamadas reactivos, se transforman en otras llamadas productos. Los reactivos rompen sus enlaces originales para formar otro tipo de enlaces diferentes y distribuyendo sus átomos también de manera diferente.

Las sustancias que reaccionan (reactivos) se deben encontrar (chocar) con suficiente energía. Al chocar se romperán todos o algunos de los enlaces que tienen las moléculas que reaccionan; los átomos o grupos de átomos resultantes del choque reorganizarán sus enlaces, creándose otras sustancias diferentes a las iniciales (productos de la reacción).

Por tanto, en una reacción química tendrá lugar:

 Las sustancias que reaccionan (reactivos) se deben encontrar. Normalmente necesitaremos otras sustancias que sirvan como punto de encuentro de los reactivos, estas sustancias no se modificarán en el proceso y se denominan catalizadores.

 El choque que tiene lugar al encontrarse liberará suficiente energía para romper enlaces de las moléculas que participan en el fenómeno químico.

 Se formarán nuevos enlaces, con la consiguiente aparición de compuesto diferentes a los iniciales (productos).

Resumiendo, las características más relevantes de las reacciones químicas son:

 Tiene lugar un cambio en las propiedades de los cuerpos que reaccionan.

 Existe una variación de energía que se pone de manifiesto en el transcurso del proceso.

Existen diferentes tipos de reacciones químicas, de las cuales, en nuestra práctica de laboratorio consideraremos a la Sustitución Simple, Reacción Exotérmica y Endotérmica, Metátesis y REDOX.

Sustitución Simple

Las reacciones de desplazamiento son reacciones en el cual átomos de un elemento reemplazan a átomos de otro elemento en un compuesto, todas las reacciones de desplazamiento simple son reacciones denominadas redox, los elementos que están en un estado de oxidación cero se hacen iones. Estas reacciones simples de desplazamiento se pueden agrupar en tres tipos,

Un metal de un elemento desplaza a un ion metálico de otro elemento en solución

Un metal de un elemento desplaza gas hidrogeno de un ácido o del agua

Un elemento halógeno desplaza a otro elemento halógeno

Estudiaremos dos tipos de reacciones de desplazamiento:

A) Aquellas en las cuales al tratar un metal con un ácido se produce una sal y se desprende hidrogeno.

Ácido + Metal ------> Sal + H2

Aquellas en las cuales al tratar una sal con un metal, se produce otra sal y se deposita otro metal.

Sal 1 + Metal 1 -------> Sal 2 + Metal 2

En estos dos tipos de reacciones, se verifica que un elemento ocupa el lugar de otro en un compuesto, es decir lo desplaza. Es evidente que este tipo de reacciones no pueden producirse en cualquier sentido. Es decir, habrá reacciones posibles y reacciones no posibles.

DOBLE DESCOMPOSICIÓN, DOBLE SUSTITUCIÓN O METÁTESIS

Es una variedad del cambio químico que consiste en el intercambio simple de las partes de dos sustancias compuestas para formar dos nuevas sustancias.

Ejemplos:

BaO2(s) + H2SO4(ac) -> BaSO4(s) + H2O2(l) (obtención del agua oxigenada)

NaNO3(s) + H2SO4(ac) -> NaHSO4(ac) + HNO3(g) (método antiguo para obtener nitrato de hidrógeno o ácido nítrico)

REDUCCIÓN Y OXIDACIÓN

Se denomina reacción de reducción-oxidación, óxido-reducción, o simplemente reacción redox, a toda reacción química en la cual existe una transferencia electrónica entre los reactivos, dando lugar a un cambio en los estados de oxidación de los mismos con respecto a los productos.

Para que exista una reacción redox, en el sistema debe haber un elemento que ceda electrones y otro que los acepte:

• El agente reductor es aquel elemento químico que suministra electrones de su estructura química al medio, aumentando su estado de oxidación, es decir, siendo oxidado.

• El agente oxidante es el elemento químico que tiende a captar esos electrones, quedando con un estado de oxidación inferior al que tenía, es decir, siendo reducido.1

Cuando un elemento químico reductor cede electrones al medio se convierte en un elemento oxidado, y la relación que guarda con su precursor queda establecida mediante lo que se llama un par redox. Análogamente, se dice que cuando un elemento químico capta electrones del medio se convierte en un elemento reducido, e igualmente forma un par redox con su precursor oxidado.

REACCIONES EXOTÉRMICAS

El prefijo exo significa “hacia fuera”. Por lo tanto entendemos que las reaccionesexotérmicas son aquellas que liberan energía en forma de calor. El esquema general de una reacción exotérmica puede ser escrito de la manera siguiente, donde A, B, C y D representan sustancias genéricas.

A partir de la Ley de la Conservación de Energía, podemos afirmar que “La energía total de los reactivos es igual a la energía total de los productos”.

En otras palabras, toda la energía que entró en el primer miembro de la ecuación química, debe salir íntegramente en el segundo miembro de la ecuación. De donde obtenemos la siguiente conclusión: si una reacción es exotérmica, entonces la entalpía de los reactivos (Hr) es mayor que la entalpía de los productos(Hp ), pues una parte de la energía que estaba contenida en los reactivos fue liberada para el medio ambiente en forma de calor y apenas otra parte de esa energía quedó contenida en los productos. Entonces en una reacción exotérmica: Hr> Hp

REACCIONES ENDOTÉRMICAS

El prefijo endo significa “hacia adentro”. Por lo tanto se entiende que las reacciones endotérmicas son aquellas que absorben energía en forma de calor. El esquema general de una reacción endotérmica puede ser escrito de la siguiente manera, donde A, B, C y D representan sustancias genéricas.

Una vez que la energía total se conserva del primer para el segundo miembro de cualquier reacción química,

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