Tipos DE Reacciones Quimicas PDF

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PRÁCTICA # 6. TIPOS DE REACCIONES QUÍMICAS Y ESTEQUIOMETRÍA. COMPETENCIAS A DESARROLLAR: *Identificar los tipos de reacciones químicas. *Realizar el balanceo de las reacciones químicas. PROPÓSITO: Seguir las instrucciones y procedimientos de manera reflexiva comprendiendo de manera práctica las diferentes reacciones químicas, que ocurren en los procesos químicos como fenómenos de su entorno y demostrar la validez de la ley de la conservación de la materia al balancear las ecuaciones químicas. CONOCIMIENTOS PREVIOS: ¿Qué es una reacción química? La reacción química es aquel proceso químico en el cual dos sustancias o más, denominados reactivos, por la acción de un factor energético, se convierten en otras sustancias designadas como productos. - Partes de una ecuación química. Básicamente hay tres partes principales en una ecuación química: los reactantes, los productos y la flecha que indica el sentido de la reacción química. - Simbología y significado empleado para escribir una reacción química. Las reacciones químicas ocurren espontáneamente en todo el universo, produciendo en forma lenta sustancias sencillas. En nuestro planeta, las reacciones químicas también suceden espontáneamente, pero de manera mucho más rápida y formando moléculas más complicadas, debido sobre todo a la presencia de oxígeno en el aire y en las aguas de mares, ríos y lagos, es por ello que para trabajar los químicos han establecido una serie de símbolos que nos permite identificar los cambios ocurridos, por ejemplo: A

+

B

-----------> C

Donde: A y B se llaman reactivos o reactantes C se denominan productos

(+) significa "Reacciona con" ( ---> ) significa "produce" ¿Cómo se clasifican las reacciones químicas y da un ejemplo de cada una de ellas?

1) Reacción de combinación o síntesis. - La forma general de este tipo de reacciones es:

En este tipo de reacciones dos o más sustancias se combinan para formar un solo producto. Los reactivos pueden ser elementos o compuestos, pero el producto siempre es un compuesto. 2) Reacción de descomposición. - La forma general de este reacciones es:

tipo de

En este tipo de reacciones hay un solo reactivo, el cual se descompone en uno o más productos. El reactivo siempre debe ser un compuesto, y los productos pueden ser elemento o compuestos más sencillos.

3) Reacción de desplazamiento sencillo. - La forma general de este tipo de reacciones es:

AB + C

AC + B

2NaI + Br2 → 2 NaBr + I2 En este tipo de reacción un elemento reacciona reemplazando a otro en u n compuesto, y este elemento que es desplazado aparece como elemento libre, por esto los reactivos y los productos son un elemento y un compuesto. Para que un elemento sea desplazado, es necesario que el que lo va a desplazar, sea más activo. Los metales pueden acomodarse en un orden que se conoce como electromotriz o de actividad. A continuación, se muestra esta serie incluyendo al hidrógeno, aunque no es un metal. 4) Reacción de doble desplazamiento. - La forma general de este tipo de reacciones es: AB + CD

AC + BD

En este tipo de reacción, participan dos compuestos en los cuales el ion positivo (catión) de un compuesto, se intercambia con el catión del otro. Define una reacción endotérmica y una exotérmica Reacción endotérmica: Una reacción endotérmica es aquella que para efectuarse necesita calor. A temperatura ambiente, algunas reacciones endotérmicas toman el calor suficiente del medio en que se encuentran, para producir una disminución de temperatura observable. La reacción se siente “fría al tacto”. Reacción exotérmica: A las reacciones químicas que liberan calor se les llaman exotérmicas. A temperatura ambiente, el calor liberado por una reacción química es suficiente para producir un aumento de temperatura que percibes al tocar el tubo de ensayo o matraz y sentirlo “caliente”. Las moléculas excitadas del vidrio vibran tan intensamente que al tocarlas pueden lastimar o “quemar” tu piel dependiendo de la cantidad de calor generado. ¿Cómo se presenta una reacción de neutralización? Las reacciones de neutralización, son las reacciones entre un ácido y una base, con el fin de determinar la concentración de las distintas sustancias en la disolución.

Tienen lugar cuando un ácido reacciona totalmente con una base, produciendo sal y agua. Sólo hay un único caso donde no se forma agua en la reacción, se trata de la combinación de óxido de un no metal, con un óxido de un metal. ¿Por qué se balancea una reacción química? Para cumplir con la ley de la conservación de la materia (o de masa) que dice "En toda reacción química la masa se conserva, es decir, la masa consumida de los reactivos es igual a la masa obtenida de los productos". ¿Cuáles son los métodos de balanceo? Balanceo de redox Balanceo Algebraico Balanceo por tanteo Balanceo ion- electrón (Medio básico y acido) ¿Qué significa: molécula, átomo gramo, mol y sus equivalencias en gramos, moles, partículas y litros? Molécula: una molécula es un grupo eléctricamente neutro y suficientemente estable de al menos dos átomos en una configuración definida, unidos por enlaces químicos fuertes. Átomo¬: Un átomo es la unidad constituyente más pequeña de la materia que tiene las propiedades de un elemento químico. Gramo: El gramo es la unidad principal de masa del Sistema Cegesimal de Unidades, y la unidad de masa del sistema métrico decimal. Originalmente fue definida como la masa de un centímetro cúbico de agua a 3,98 °C, y actualmente se define como la milésima parte del kilogramo, la unidad básica de masa del Sistema Internacional de Unidades. Moles: El mol es la unidad con que se mide la cantidad de sustancia, una de las siete magnitudes físicas fundamentales del Sistema Internacional de Unidades. Un átomo-gramo es la cantidad de un elemento, expresada en gramos, que coincide numéricamente con su masa atómica relativa. Una molécula-gramo es la cantidad de un compuesto, expresada en gramos, que coincide numéricamente con su masa molecular. ¿Qué es reactivo limitante y reactivo en exceso? Reactivo en exceso (R.E.)

Es aquella sustancia que ingresa al reactor químico en mayor proporción, por lo tanto, queda como sobrante al finalizar la reacción. Reactivo limitante (R.L.) Es aquella sustancia que ingresa al reactor químico en menor proporción y al agotarse limita la cantidad máxima del producto obtenido. ¿Qué es el Porcentaje de rendimiento? Se explica con un ejemplo el concepto de porcentaje de rendimiento de una reacción química Cuando se hacen el cálculos estequiométricos para encontrar cuanto se produce de una sustancia en una reacción química, se espera que la cantidad que se produce de la sustancia siempre va a ser menor que la cantidad de la sustancia que se espera obtener, esto sucede ya que no todo lo que reacciona se convierte totalmente en producto, es decir no todo lo que reacciona lo hace en un 100%. Debido a esto, en estequiometría se incluye el concepto de porcentaje de rendimiento, el porcentaje de rendimiento es una reacción química es la relación entre el rendimiento real y el rendimiento teórico, es decir, la relación entre los gramos que se producen realmente en la reacción y los gramos que se obtendrían si todo lo que reaccionara se transformara en producto. Si en un problema que involucra una reacción química se refieren al término de rendimiento teórico de una reacción se refiere a que tomemos como si todo lo que reacciona se convierte en producto, en caso contrario nos estarían hablando de un rendimiento real. La ecuación que se utiliza para resolver problemas que involucran el rendimiento de una reacción química es la siguiente: % Rendimiento= (rendimiento real (g)) / (rendimiento teorico (g)) × 100% .Si en un problema de reacción química nos dan los gramos que se producen realmente de una sustancia al reaccionar determinada cantidad de reactivo, ya sea molar o másica, se puede hallar el porcentaje de rendimiento de la reacción aplicando esta ecuación, ya que no estarían dando el rendimiento real y el rendimiento teórico se hallaría asumiendo que la sustancia reaccionara completamente. ¿Qué es un catalizador y en una reacción química donde se escribe el catalizador? La catálisis es el proceso por el cual se aumenta la velocidad de una reacción química, debido a la participación de una sustancia llamada catalizador y aquellas que desactivan la catálisis son denominados inhibidores. Una característica importante es que la masa de catalizador no se modifica durante la reacción química, lo que lo diferencia de un reactivo, cuya masa va disminuyendo a lo largo de la reacción. el catalizador se escribe sobre la flecha que indica una reacción, por ejemplo digamos que el catalizador en esta reacción sea el agua (H20): PbCl2+ energía---------H20---------> Pb + 2Cl

Con base a las preguntas anteriores, redacta lo siguiente: OBJETIVO

HIPÓTESIS

MARCO TEÓRICO La reacción química es aquel proceso químico en el cual dos sustancias o más, denominados reactivos, por la acción de un factor energético, se convierten en otras sustancias designadas como productos. -Partes de una ecuación química: Básicamente hay tres partes principales en una ecuación química: los reactantes, los productos y la flecha que indica el sentido de la reacción química. -Simbología y significado empleado para escribir una reacción química: Las reacciones químicas ocurren espontáneamente en todo el universo, produciendo en forma lenta sustancias sencillas. En nuestro planeta, las reacciones químicas también suceden espontáneamente, pero de manera mucho más rápida y formando moléculas más complicadas, debido sobre todo a la presencia de oxígeno en el aire y en las aguas de mares, ríos y lagos, es por ello que para trabajar los químicos han establecido una serie de símbolos que nos permite identificar los cambios ocurridos, por ejemplo: A

+

B

-----------> C

Donde: A y B se llaman reactivos o reactantes C se denominan productos (+) significa "Reacciona con" ( ---> ) significa "produce 1) Reacción de combinación o síntesis. En este tipo de reacciones dos o más sustancias se combinan para formar un solo producto. Los reactivos pueden ser elementos o compuestos, pero el producto siempre es un compuesto. 2) Reacción de descomposición. -

En este tipo de reacciones hay un solo reactivo, el cual se descompone en uno o más productos. El reactivo siempre debe ser un compuesto, y los productos pueden ser elemento o compuestos más sencillos. 3) Reacción de desplazamiento sencillo. En este tipo de reacción un elemento reacciona reemplazando a otro en un compuesto, y este elemento que es desplazado aparece como elemento libre, por esto los reactivos y los productos son un elemento y un compuesto. Para que un elemento sea desplazado, es necesario que el que lo va a desplazar, sea más activo. Los metales pueden acomodarse en un orden que se conoce como electromotriz o de actividad. A continuación, se muestra esta serie incluyendo al hidrógeno, aunque no es un metal. 4) Reacción de doble desplazamiento. En este tipo de reacción, participan dos compuestos en los cuales el ion positivo (catión) de un compuesto, se intercambia con el catión del otro. Reacción endotérmica: Una reacción endotérmica es aquella que para efectuarse necesita calor. A temperatura ambiente, algunas reacciones endotérmicas toman el calor suficiente del medio en que se encuentran, para producir una disminución de temperatura observable. La reacción se siente “fría al tacto”. Reacción exotérmica: A las reacciones químicas que liberan calor se les llaman exotérmicas. A temperatura ambiente, el calor liberado por una reacción química es suficiente para producir un aumento de temperatura que percibes al tocar el tubo de ensayo o matraz y sentirlo “caliente”. Las moléculas excitadas del vidrio vibran tan intensamente que al tocarlas pueden lastimar o “quemar” tu piel dependiendo de la cantidad de calor generado. Las reacciones de neutralización, son las reacciones entre un ácido y una base, con el fin de determinar la concentración de las distintas sustancias en la disolución. Tienen lugar cuando un ácido reacciona totalmente con una base, produciendo sal y agua. Sólo hay un único caso donde no se forma agua en la reacción, se trata de la combinación de óxido de un no metal, con un óxido de un metal. Para cumplir con la ley de la conservación de la materia (o de masa) que dice "En toda reacción química la masa se conserva, es decir, la masa consumida de los reactivos es igual a la masa obtenida de los productos". Balanceo de redox Balanceo Algebraico Balanceo por tanteo

Balanceo ion- electrón (Medio básico y acido) Molécula: una molécula es un grupo eléctricamente neutro y suficientemente estable de al menos dos átomos en una configuración definida, unidos por enlaces químicos fuertes. Átomo¬: Un átomo es la unidad constituyente más pequeña de la materia que tiene las propiedades de un elemento químico. Gramo: El gramo es la unidad principal de masa del Sistema Cegesimal de Unidades, y la unidad de masa del sistema métrico decimal. Originalmente fue definida como la masa de un centímetro cúbico de agua a 3,98 °C, y actualmente se define como la milésima parte del kilogramo, la unidad básica de masa del Sistema Internacional de Unidades. Moles: El mol es la unidad con que se mide la cantidad de sustancia, una de las siete magnitudes físicas fundamentales del Sistema Internacional de Unidades. Un átomo-gramo es la cantidad de un elemento, expresada en gramos, que coincide numéricamente con su masa atómica relativa. Una molécula-gramo es la cantidad de un compuesto, expresada en gramos, que coincide numéricamente con su masa molecular. Existen los reactivos en exceso y limitante Reactivo en exceso (R.E.) Es aquella sustancia que ingresa al reactor químico en mayor proporción, por lo tanto, queda como sobrante al finalizar la reacción. Reactivo limitante (R.L.) Es aquella sustancia que ingresa al reactor químico en menor proporción y al agotarse limita la cantidad máxima del producto obtenido. Se explica con un ejemplo el concepto de porcentaje de rendimiento de una reacción química Cuando se hacen el cálculos estequiométricos para encontrar cuanto se produce de una sustancia en una reacción química, se espera que la cantidad que se produce de la sustancia siempre va a ser menor que la cantidad de la sustancia que se espera obtener, esto sucede ya que no todo lo que reacciona se convierte totalmente en producto, es decir no todo lo que reacciona lo hace en un 100%. Debido a esto, en estequiometría se incluye el concepto de porcentaje de rendimiento, el porcentaje de rendimiento es una reacción química es la relación entre el rendimiento real y el rendimiento teórico, es decir, la relación entre los gramos que se producen realmente en la reacción y los gramos que se obtendrían si todo lo que reaccionara se transformara en producto. Si en un problema que involucra una reacción química se refieren al término de rendimiento teórico de una reacción se refiere a que tomemos como si todo lo que reacciona se convierte en producto, en caso

contrario nos estarían hablando de un rendimiento real. La ecuación que se utiliza para resolver problemas que involucran el rendimiento de una reacción química es la siguiente: % Rendimiento= (rendimiento real (g)) / (rendimiento teorico (g)) × 100% .Si en un problema de reacción química nos dan los gramos que se producen realmente de una sustancia al reaccionar determinada cantidad de reactivo, ya sea molar o másica, se puede hallar el porcentaje de rendimiento de la reacción aplicando esta ecuación, ya que no estarían dando el rendimiento real y el rendimiento teórico se hallaría asumiendo que la sustancia reaccionara completamente. La catálisis es el proceso por el cual se aumenta la velocidad de una reacción química, debido a la participación de una sustancia llamada catalizador y aquellas que desactivan la catálisis son denominados inhibidores. Una característica importante es que la masa de catalizador no se modifica durante la reacción química, lo que lo diferencia de un reactivo, cuya masa va disminuyendo a lo largo de la reacción. el catalizador se escribe sobre la flecha que indica una reacción, por ejemplo digamos que el catalizador en esta reacción sea el agua (H20): PbCl2+ energía---------H20---------> Pb + 2Cl

MATERIALES CANT.

MATERIAL

REACTIVOS Ácido clorhídrico

6 N.HCl Yoduro de potasio

1

Gradilla

Carbonato de sodio.

Na2CO 3 Nitrato de plomo (triturar

10

Tubos de ensaye

Clorato de potasio

KClO 3

en un mortero)

1

Pinza para tubos de ensaye Cloruro de calcio.

CaCl2

Nitrato de plomo

1

Mechero Bunsen

Cloruro de sodio 0.1 N. NaCl

1

Escobillón

Bicromato

1

Espátula

K2Cr2O7

1

Vaso de pp. de 100 ml.

Nitrato de amonio ó Cloruro de

1

Pajilla

amonio.

de

potasio

NH4NO3ClNH4 Nitrato de plata 0.1 N. AgNO3 Cinc

Zn

Bicarbonato de sodio 1M

DESARROLLO EXPERIMENTAL: PARTE A: EXPERIMENTO 1 a) Agregamos 1 pizca de cloruro de amonio más 1ml de agua. Poco a poco se va disolviendo el agua. b) Agregamos 1-2 mg de cloruro de calcio al tubo de ensaye más 1ml de agua. La sustancia no se disolvió por completo en el agua destilada, pero cambio su color, se volvió opaco. El agua se volvió espeso. EXPERIMENTO 2 Tomamos un tubo de ensayo y le agregamos clorato de potasio (KClO3), pusimos a calentar el tuvo de ensayo con el clorato. De la misma manera tomamos una ramita de madera para quemarla con el fuego, dejamos una pequeña braza de la rama e inmediatamente lo colocamos en la boca del tuvo de ensayo. Como resultado la ramita de madera, en la braza que seguía encendida se apago de inmediato cada vez que se acercaba a la boca del tuvo de ensayo con el clorato de potasio. Comprobamos que era un reacción endotérmica porque absorbió el calor (energía) de la ramita. EXPERIMENTO 3 a. Toma dos tubos de ensayo b. En un tubo de ensaye agrega una pizca de Zinc y mézclalo con 0.5 mL de ácido clorhídrico 6 N. c. Coloque el segundo tubo de ensaye invertido en la boca del primer tubo donde se lleva a cabo la reacción (boca con boca). c. Cuando se haya atrapado la mayor cantidad de gas en el tubo invertido, acércalo a la a la flama del mechero (tubo invertido, el que no tiene la reacción) y Anote sus observaciones..

EXPERIMENTO 4 En un tubo de ensaye agregue 1 mL de cloruro de sodio 0.1 N y unas gotas de nitrato de plata 0.1 N observa, al precipitado obtenido exponlo a la luz del sol y anota tus observaciones.

EXPERIMENTO 5 En un tubo de ensayo colocamos un poco de K2Cr2O7 ( Dicromato de potasio) y se puso a calentar la ayuda de la flama del mechero, observamos que el dicromato de potasio se deshizo asiéndose como forma líquida, y al enfriarse esta regreso a su estado normal. Dicromato de potasio al calentarse 4K2Cr2O7 → 4K2CrO4 + 2Cr2O3 + 3O2

PARTE B:

BALANZAS

Elige un experimento ya sea de los que hiciste o algunos que propongas y cuantifícalo. Ejemplo: Cuantificación de la cantidad de Oxígeno desprendido al quemar Clorato de potasio. 1. Pesa el tubo y anota el peso (peso 1). 2. Agrega al tubo pesado una cantidad pequeña de Clorato de potasio (1 g aproximadamente de KClO 3).

3. Vuelve a pesar el tubo. (Peso 2, a este peso le vas a restar el peso 1 para saber qué cantidad de clorato agregaste. Este será el peso 3) 4. Calienta en el mechero, hasta que la aparición de humos blancos deje de formarse. 5. Deja enfriar y vuelve a pesar (peso 4; a este peso réstale el peso 1 para saber qué cantidad de clorato quedo en el tubo que será tu peso 5) 6. Finalmente efectúa una resta entre el peso 3 y el peso 5, que te indicara la cantidad de Oxígeno desprendido du...