Reacciones Químicas Unidad 4 y 5 Completas

• CONCEPTOS • CLASIFICACIÓN • EJEMPLOS• EJERCICIOS

UNIDAD 4:REACCIONES QUÍMICAS

Por experiencia, sabemos que un trozo de hierro se oxidará si lo dejamos a la intemperie, y lo sabemos aunque no poseamos conocimientos de química.

Lo que ocurre es una reacción química en la cual el hierro se combina con el oxígeno presente en el aire para formar una sustancia distinta a las originales, un óxido de hierro.

REACCIONES QUIMICAS EN LA VIDA DIARIA

El origen de una nueva sustancia, como el

óxido de hierro en nuestro ejemplo, significa que ha ocurrido un reordenamiento de los electrones dentro de los átomos, y se han creado nuevos enlaces químicos.

Estos enlaces químicos determinarán las propiedades de la nueva sustancia.


La mayoría de los cambios químicos son irreversibles. Al quemar un trozo de madera ya no podremos volver a obtenerlo a partir de las sustancias en que se ha convertido: cenizas y gases

Cambios Químico

s Cambios Físicos


Todo cambio químico involucra una reacción entre diferentes sustancias produciendo la formación de sustancias nuevas.

Entonces, una reacción química es un proceso en que una o más sustancias se transforman en otra u otras sustancias de diferente naturaleza.


Las reacciones químicas se manifiestan en alguna de estas formas:

emisión de gases efervescencia cambios de coloremisión de luzelevación de la temperaturaformación de nuevas sustancias.


Clasificación de las Reacciones Químicas

Tipos de Reacciones Químicas

NeutralizaciónDescomposición

Síntesis o Combinación

Sustitución o Desplazamiento

Doble Sustitución o Intercambio

Combustión

De Síntesis o Combinación Es un fenómeno químico, y a partir de dos o

más sustancias se puede obtener otra (u otras) con propiedades diferentes.

Para que tenga lugar, debemos agregar las sustancias a combinar en cantidades perfectamente definidas, y para producirse efectivamente la combinación se necesitará liberar o absorber calor (intercambio de energía).

A B C

De Síntesis o Combinación

La combinación del hidrógeno y el oxígeno para producir agua y la del hidrógeno y nitrógeno para producir amoníaco son ejemplos.

2H2 + O2 —› 2 H2 O formación de agua

3 H2 + N2 —› 2 N H3 formación de amoníaco

De Síntesis o Combinación

Ejemplo: Escriba la reacción de síntesis entre el aluminio y el oxígeno.

Solución: Dos elementos se combinarán para formar el

compuesto binario correspondiente. En este caso, el aluminio y el oxígeno formarán el óxido de aluminio. La ecuación que representa la reacción es la siguiente:

4 Al (s) + 3 O2 (g) 2 Al2O3 (s)

De Descomposición

Es un fenómeno químico, y a partir de una sustancia compuesta (formada por dos o más átomos), puedo obtener dos o más sustancias con diferentes propiedades.

Para que se produzca una combinación o una descomposición es fundamental que en el transcurso de las mismas se libere o absorba energía, ya que sino, ninguna de ellas se producirá. Al final de cualquiera de las dos tendremos sustancias distintas a las originales. Y ha de observarse que no todas las sustancias pueden combinarse entre sí, ni todas pueden ser descompuestas en otras.

De Descomposición

Estas reacciones son inversas a la síntesis y son aquellas en la cuales se forman dos o más productos a partir de un solo reactante, usualmente con la ayuda del calor o la electricidad.

Ejemplos: al calentar óxido de mercurio, puedo obtener oxígeno y mercurio; se puede hacer reaccionar el dicromato de amonio para obtener nitrógeno, óxido crómico y agua

A B C

De Descomposición

Ejemplo: Escriba la ecuación que representa la descomposición del óxido de mercurio (II).

Solución: Un compuesto binario se descompone en los

elementos que lo conforman. En este caso, el óxido de mercurio (II) se descompone para formar los elementos mercurio y oxígeno. La ecuación que representa la reacción es la siguiente:

2 HgO (s) 2 Hg (l) + O2 (g)

De Sustitución Sencilla o Desplazamiento

Estas reacciones son aquellas en las cuales un átomo toma el lugar de otro similar pero menos activo en un compuesto.

En general, los metales reemplazan metales (o al hidrógeno de un ácido) y los no metales reemplazan no metales.

La actividad de los metales es la siguiente, en orden de mayor actividad a menor actividad: Li, K, Na, Ba, Ca, Mg, Al, Zn, Fe, Cd, Ni, Sn, Pb, (H), Cu, Hg, Ag, Au. El orden de actividad de los no metales mas comunes es el siguiente: F, O, Cl, Br, I, siendo el flúor el más activo.


Desplazamiento Químico: un elemento reemplaza a otro similar y menos activo en un compuesto

AB + C CB + A Ó AB + C AC + B

En este caso un elemento sustituye a otro en un compuesto, ejemplos:

Zn + 2HCl ——› ZnCl2 + H2

Mg + H2 SO4 ——› Mg SO4 + H2


Ejemplo 1: Escriba la reacción entre el magnesio y una

solución de sulfato de cobre (II). Solución: El magnesio es un metal más activo que el

cobre y por tanto, lo reemplazará en el compuesto, formando sulfato de magnesio. A la vez, el cobre queda en su estado libre como otro producto de la reacción. La ecuación que representa la reacción es la siguiente: Mg (s) + CuSO4 (ac) MgSO4 (ac) + Cu (s)


Ejemplo 2: Escriba la reacción entre el óxido de sodio y

el flúor. Solución: El flúor es un no metal más activo que el

oxígeno y por tanto, lo reemplazará en el compuesto, formando fluoruro de sodio. A la vez, el oxígeno queda en su estado libre como otro producto de la reacción. La ecuación que representa la reacción es la siguiente: 2 F2 (g) + 2 Na2O (ac) 4 NaF (ac) + O2 (g)

Reacciones de Doble Desplazamiento o Intercambio

Estas reacciones son aquellas en las cuales el ión positivo (catión) de un compuesto se combina con el ión negativo (anión) del otro y viceversa, habiendo así un intercambio de átomos entre los reactantes. En general, estas reacciones ocurren en solución, es decir, que al menos uno de los reactantes debe estar en solución acuosa.


Doble Desplazamiento Químico: los reactantes

intercambian átomos – el catión de uno se combina con el anión del otro y viceversa.

AB + CD AD + CB


Solución: En esta reacción, la plata reemplaza al

hidrógeno del ácido, formando cloruro de plata. Al mismo tiempo, el hidrógeno reemplaza a la plata, formando ácido nítrico con el nitrato. La ecuación que representa la reacción es la siguiente:

AgNO3 (ac) + HCl (ac) HNO3 (ac) + AgCl (s)

1.Reacciones de Neutralización

Estas reacciones son de doble

desplazamiento o intercambio. Su particularidad es que ocurren entre un ácido y una base y los productos de la reacción son agua y una sal formada por el catión de la base y el anión del ácido.

1.Reacciones de Neutralización

Por ejemplo, la reacción entre el ácido sulfúrico y el hidróxido de sodio resulta en la formación de agua y sulfato de sodio. La ecuación que representa esta reacción es la siguiente:

H2SO4 (ac) + 2 NaOH (ac) 2 H2O (l) + Na2SO4 (ac)

Reacciones de Combustión

Estas reacciones ocurren cuando un

hidrocarburo orgánico (un compuesto que contiene carbono e hidrógeno) se combina con el oxígeno, formando agua y dióxido de carbono como productos de la reacción y liberando grandes cantidades de energía. Las reacciones de combustión son esenciales para la vida, ya que la respiración celular es una de ellas.

Reacciones de Combustión

Combustión: un hidrocarburo orgánico reacciona con el oxígeno para producir agua y dióxido de carbono.

Hidrocarburo + O2 H2O + CO2

EJERCICIOS

Preguntas:Clasifique las siguientes reacciones como uno

de los cinco tipos de reacciones descritos. 2 H2 + O2 2 H2O H2CO3 + 2 Na Na2CO3 + H2 Ba(OH)2 H2O + BaO Ca(OH)2 + 2 HCl 2 H2O + CaCl2 CH4 + 2 O2 CO2 + 2 H2O 2 Na + Cl2 2 NaCl Cl2 + 2 LiBr 2 LiCl + Br2

EJERCICIOS

Qué productos se pueden obtener a partir de las soluciones de cloruro de potasio y yoduro de plata? ¿Qué clase de reacción se verifica?

¿Qué productos de obtienen a partir del zinc y el ácido clorhídrico?

¿Qué clase de reacción se verifica? Escriba la ecuación que representa la reacción entre el magnesio y el oxígeno. ¿Qué clase de reacción se verifica?

• CONCEPTOS • CLASIFICACIÓN • EJEMPLOS

UNIDAD 5:SOLUCIONES QUIMICAS

¿Qué es una solución (disolución)?

El soluto es la sustancia presente en

Menor cantidad

El disolvente es la

sustancia que esta en

Mayor Cantidad

Es una mezcla

homogénea de dos o

más Sustancias.

Soluciones en Diferentes Estados

Gaseosa• Oxigeno• Nitrógen

o

Sólida• Cobre• Estaño

Líquida• Agua• Sal

Características GeneralesDisolución (del latín disolutio), también llamada solución.Son mezclas homogéneas: las proporciones relativas de

solutos y solvente se mantienen en cualquier cantidad que tomemos de la disolución (por pequeña que sea la gota), y no se pueden separar por centrifugación ni filtración.

Al disolver una sustancia, el volumen final es diferente a la suma de los volúmenes del disolvente y el soluto.

La cantidad de soluto y la cantidad de disolvente se encuentran en proporciones que varían entre ciertos límites. Normalmente el disolvente se encuentra en mayor proporción que el soluto, aunque no siempre es así. La proporción en que tengamos el soluto en el seno del disolvente depende del tipo de interacción que se produzca entre ellos.

Características GeneralesLas propiedades físicas de la solución son diferentes a las

del solvente puro: la adición de un soluto a un solvente aumenta su punto de ebullición y disminuye su punto de congelación; la adición de un soluto a un solvente disminuye la presión de vapor de éste.

Las propiedades químicas de los componentes de una disolución no se alteran.

Sus componentes se separan por cambios de fases, como la fusión, evaporación, condensación, etc.

Tienen ausencia de sedimentación, es decir, al someter una disolución a un proceso de centrifugación las partículas del soluto no sedimentan debido a que el tamaño de las mismas son inferiores a 10 Angstrom ( Å ).

Se encuentran en una sola fase.

¿Qué es la solubilidad?

A Mayor temperatura mayor solubilidad exceptuando las soluciones gaseosas el efecto de la temperatura es opuesto: con el aumento de temperatura las moléculas de gas se dispersan.

El efecto de la presión resulta notorio en los gases, a mayor presión mayor solubilidad; no es importante en las soluciones líquidas ni sólidas.

Capacidad de una sustancia de disolver a otra

Sólido en sólido: aleaciones como zinc en estaño (latón);

Sólido en líquido: sal en agua (salmuera);

Gas en líquido: gaseosas, cervezas;

Líquidas

Gaseosas

Gas en sólido: hidrógeno en paladio;

Líquido en Sólido: Mercurio en plata

Gas en Sólido: oxígeno en agua

Líquido en líquido: alcohol en agua;

Gas en gas: oxígeno en nitrógeno;

Gas en Sólido: hidrógeno absorbido sobre superficies de Ni, Pd, Pt, etc.

CLASIFICACIÓN DE LAS SOLUCIONES POR SU ESTADO DE AGREGACIÓN

Sólidas

Clasificación de las soluciones de acuerdo a la Cantidad de soluto

1. Soluciones empíricas: Cuando es estas se han tomado cantidades al azar de soluto y solvente sin una base específica de medición.

a) Solución diluida: Solución que contiene una pequeña cantidad de soluto.

b) Solución saturada: Solución que está en equilibrio con el soluto no disuelto.

c) Solución sobresaturada: Contiene más soluto que el que corresponde a la concentración en equilibrio. Es muy inestable en presencia de un pequeño exceso de soluto.

2.Soluciones valoradas: Es aquella en la que se toman en cuenta cantidades fijas de soluto y solvente en su preparación, calculadas previamente por métodos químicos o físicos.

Unidades de concentración

Las unidades de concentración tiene por objeto establecer una relación cuantitativa entre soluto y solvente. Existen diversos tipos de unidades de concentración. Esto se debe a la conveniencia que se tenga de acuerdo a las variables comprometidas. A continuación se presentan algunas de uso corriente:


La cantidad de substancia disuelta en un peso o volumen determinado de disolución, o incluso de disolvente, contribuye a la concentración de la disolución.

Existen diferentes maneras de expresarla. La cantidad de substancia disuelta, conocida en general como soluto, puede expresarse en unidades físicas (corrientemente en gramos), o en unidades químicas (en moles o en equivalentes gramo).

Esta cantidad de soluto debe referirse a un peso determinado de disolución o de disolvente (100 o 1000 gramos) o a un volumen de disolución (1 litro) y más raramente de disolvente.


Las unidades físicas de concentración están expresadas en función del peso y del volumen, en forma porcentual, y son las siguientes:

a)Tanto por ciento peso/peso %P/P = (cantidad de gramos de soluto) / (100 gramos de solución)

b) Tanto por ciento volumen/volumen %V/V = (cantidad de cc de soluto) / (100 cc de solución)

c) Tanto por ciento peso/volumen % P/V =(cantidad de gr de soluto)/ (100 cc de solución)


a) Porcentaje peso a peso (% P/P): indica el peso de soluto por cada 100 unidades de peso de la solución.

b) Porcentaje volumen a volumen (% V/V): se refiere al volumen de soluto por cada 100 unidades de volumen de la solución.

c) Porcentaje peso a volumen (% P/V): indica el número de gramos de soluto que hay en cada 100 ml de solución.

Partes por millón (ppm)

Esta unidad se utiliza mucho en el análisis de aguas, pues se trata de un término muy adecuado para referirse a concentraciones de disoluciones muy

diluidas. Se define como el número de mg de soluto por cada kg de disolución:

Si se supone que 1 kg de agua ocupa un volumen

de 1 l, entonces esta expresión equivale a mg/l o

g/m3.

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