M14 S1 Reacciones y ecuaciones químicas PDF PDF

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Una reacción química es un proceso mediante el cual una, dos o más sustancias (reactivos) transforman su composición para formar una o más sustancias nuevas (productos), absorbiendo o emitiendo energía durante el proceso.

carbono

oxígeno

reactivos

�

monóxido de carbono

productos

Una ecuación química se utiliza para representar simbólicamente las reacciones químicas. Veamos el siguiente ejemplo para conocer las partes de una ecuación química.

2HCl + Ca(OH ) 2 � CaCl2 + 2H2O Las sustancias que se encuentran del lado izquierdo de la flecha se llaman reactivos. La flecha significa produce. Las sustancias que se encuentran a la derecha de la flecha se llaman productos. El coeficiente es el número que se escribe a la izquierda de la fórmula, representa el número de moléculas que hay de la sustancia. Los coeficientes 1 no se escriben. • El subíndice es el número que se escribe a la derecha y debajo de los elementos químicos, representa el número de átomos que hay en una molécula. Los subíndices 1 no se escriben.

• • • •

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Tipos de reacciones químicas Las reacciones químicas son de: • • • •

síntesis análisis simple sustitución doble sustitución

En la tabla consulta las características, la ecuación y los ejemplos de cada reacción:

Tipos de reacciones químicas Nombre Síntesis

Análisis

Simple sustitución

Doble sustitución

Definición Una sustancia A reacciona con una sustancia B para formar una sustancia aún más compleja AB. Una sustancia compleja AB se separa en sustancias más sencillas A + B. Uno de los componentes de una sustancia es sustituido por otro elemento. Dos sustancias intercambian elementos para formar dos sustancias nuevas.

Ecuación

Ejemplo

A + B � AB

2H2 + O2 � 2H2O

AB � A + B

2H2O � 2H2 + O2

A + BC � AC + B

Zn + 2HCl � ZnCl2 + H2

AB + CD � AD + CB

AgNO3 + NaCl � AgCl + NaNO3

Balanceo de ecuaciones químicas Balancear una ecuación consiste en hacer una ecuación que cumpla con la ley de la conservación de la materia. Al aplicar esta ley a una ecuación química se debe cumplir la condición de que la cantidad de átomos que entran en un proceso químico tiene que ser la misma cantidad cuando termine. Las ecuaciones químicas se pueden balancear por el método de tanteo o por el método de redox.

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Método de tanteo Este procedimiento consiste en modificar los coeficientes de cada una de las sustancias de los reactivos, utilizando la falla y el error hasta que las cantidades de los elementos sean los mismos, tanto en los reactivos como en los productos. Paso 1. Se escribe la ecuación y se verifica que la fórmula esté bien escrita.

AgNO3 + H2S � Ag2S + HNO3 Paso 2. Se cuenta la cantidad átomos de cada elemento del lado de los reactivos y se contrastan con el número de átomos mismo elemento que se encuentra del lado de los productos: • 1 átomo de plata (Ag) en los reactivos y 2 átomos de plata en los productos, la plata está desbalanceada. • 1 átomo de nitrógeno (N) en los reactivos y 1 átomo de nitrógeno en los productos, el nitrógeno está balanceado. • 3 átomos de oxígeno (O) en los reactivos y 3 átomos de oxígeno en los productos, el oxígeno está balanceado. • 2 átomos de hidrógeno (H) en los reactivos y 1 átomo de hidrógeno en los productos, el hidrógeno está desbalanceado. • 1 átomo de azufre (S) en los reactivos y 1 átomo de azufre en los productos, el azufre está balanceado. Paso 3. Se modifica el número de los coeficientes para balancear los elementos desbalanceados. En este ejemplo los elementos que requieren ser balanceados son la plata (Ag) y el hidrógeno (H); por ello se coloca el coeficiente 2 en la molécula nitrato de plata (AgNO3 ).

2AgNO3 + H2S � Ag2S + HNO3 El coeficiente 2 balancea la plata, pero afecta a toda la molécula. Ahora hay 2 átomos de plata, 2 átomos de nitrógeno y 6 átomos de oxígeno. Para compensar el balance se coloca un coeficiente 2 en la molécula de ácido nítrico (HNO3) y se obtiene:

2AgNO3 + H2S � Ag2S + 2HNO3 Paso 4. Se procede a contar nuevamente. • 2 átomos de plata (Ag) en los reactivos y 2 átomos de plata en los productos, la plata está balanceada. • 2 átomos de nitrógeno (N) en los reactivos y 2 átomos de nitrógeno en los productos, el nitrógeno está balanceado. • 6 átomos de oxígeno (O) en los reactivos y 6 átomos de oxígeno en los productos, el oxígeno está balanceado. • 2 átomos de hidrógeno (H) en los reactivos y 2 átomos de hidrógeno en los productos, el hidrógeno está balanceado. • 1 átomo de azufre (S) en los reactivos y 1 átomo de azufre en los productos, el azufre está balanceado. Haz clic el siguiente ícono para acceder a un simulador para practicar el balanceo de ecuaciones:

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Método de redox La palabra redox es la unión de las palabras reducción y oxidación. Las reacciones redox son aquellas en las que hay un intercambio de electrones: mientras una sustancia gana electrones, la otra los pierde. Reducción: un elemento se reduce cuando gana electrones. Oxidación: un elemento se oxida cuando pierde electrones. Número de oxidación: es la carga positiva(+) o negativa (−) que tiene un átomo. También es el número de electrones que un átomo ha ganado o perdido en una reacción química. Para balancear una ecuación química por medio del método redox es necesario calcular el número de oxidación de cada uno de los elementos que participan en la reacción. Paso 1. Se calculan los números de oxidación de cada uno de los elementos que intervienen en la ecuación. Ejemplo: 0

0

3

−2

Fe + O2 � Fe2O3 6

−6

Paso 2. Se consulta la tabla periódica de los elementos para calcular el número de valencias oxidadas o reducidas de los elementos. La valencia se define como el número de electrones que debe ceder o recibir un elemento químico para dejar completo de electrones su último nivel de energía. Estos electrones son los que participan directamente en una reacción química. Paso 3. Se identifica qué elementos alteraron su valencia. • El hierro pasó de 0 a +3, se redujo en 3 electrones de valencia • El oxígeno pasó de 0 a -2, se oxidó en 2 electrones de valencia Paso 4. Los coeficientes encontrados se escriben debajo de los elementos, se cruzan los números y se anotan como coeficientes. 0

0

3

−2

Fe + O2 � Fe2O3 3

2

6

−6

Paso 5. Una vez calculados los coeficientes, se termina balanceando la ecuación por el método de tanteo. • Entran 2 átomos de hierro y salen 2 átomos de hierro, balanceado. • Entran 6 átomos de oxígeno y salen 6 átomos de oxígeno, balanceado. • La ecuación balanceada queda como se observa:

2Fe + 3O2 � Fe2O3

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