REACCIONES QUÍMICAS

EVIDENCIA DE REACCIONES QUÍMICAS

• Cambio de color

• Liberación de energía en forma de luz o calor

• Absorción de energía (disminución de temperatura)

• Cambio de olor

• Aparición de burbujas o sólidos

REPRESENTACIÓN DE UNA REACCIÓN QUÍMICA

¿para qué?

para describir los cambios que suceden en la naturaleza debido al reordenamiento de los átomos de la materia de forma objetiva, cuantitativa y ordenada.

ECUACIONES QUÍMICAS

I. Muestran las sustancias que inician una reacción, las cuales se denominan REACTIVOS.

II. Muestran las sustancias que se forman debido a la reacción, las cuales se denominan PRODUCTOS.

III. Muestran la dirección a la cual progresa

una reacción mediante una FLECHA (no es una igualdad).

reactivo 1 + reactivo 2 → producto 1+ producto 2

Símbolo Significado

+ Separa 2 o más reactivos o productos

→ Separa reactivos de productos

(s) Identifica el estado sólido

(l) Identifica el estado líquido

(g) Identifica el estado gaseoso

(ac) Identifica la solución en agua

3 tipos de ecuaciones químicas:

1. Ecuaciones con palabras

hierro (s) + cloro (g) → cloruro de hierro (III) (s)

“El hierro en estado sólido reacciona con cloro en estado gaseoso para producir el sólido cloruro de hierro (III).”

2. Ecuaciones con estructura básica

Fe (s) + Cl2 (g) → FeCl3 (III) (s)

“El hierro en estado sólido reacciona con cloro en estado gaseoso produciendo cloruro de hierro (III) en estado sólido”.

¿cómo representarías la reacción entre carbono y azufre que resulta en la producción del líquido disulfuro de carbono?

3. Ecuaciones químicas

Fe (s) + Cl2 (g) → FeCl3 (III) (s)

1 Fe + 2 Cl → 1 Fe 3 Cl

¿de dónde salió un átomo de cloro?

Todas las ecuaciones químicas deben mostrar que la materia se conserva, según la ley de la conservación de la masa, debe indicar que el número de átomos a ambos lados de la ecuación es el mismo.

Antes de balancear hay que saber:

¿Qué es un coeficiente?Es un número escrito frente a un símbolo químico de un elemento o compuesto que indica el menor número de moléculas o fórmulas unitarias involucradas en una reacción. Generalmente es un número entero y no se escribe si su valor es igual a 1.Ejemplo:3KCL, 2H2O, 6HCL

¿Qué es un subíndice?Es un número entero escrito con letras pequeñas después de un símbolo de un elemento químico que indica la forma en que este se encuentra naturalmente, indica el número de átomos de un elemento. No debes modificarlos ya que si lo haces cambias la identidad de la sustancia. Ejemplo:O2, Cl2, H2, F2

PASOS PARA BALANCEAR ECUACIONES QUÍMICAS

• PASO 1

Escribe la ecuación con la estructura básica para la reacción, separando los reactivos de los productos por medio de flechas e indicando el estado de agregación de todas las sustancias involucradas en la reacción.

H2 (g) + Cl2 (g) HCL (g)

• PASO 2

Cuenta los átomos de los elementos de los reactivos. Si una reacción involucra iones poliatómicos idénticos tanto en los reactivos como en los productos, cuenta el ión poliatómico con si fuera un elemento.

H2 + Cl2

2 átomos de hidrógeno

2 átomos de cloro

• PASO 3

Cuenta los átomos de los elementos de los productos. En esta reacción se produce un átomo de hidrógeno y uno de cloro.

HCL

1 átomo de H

1 átomo de Cl

• PASO 4

Cambia los coeficientes para que el número de átomos de cada elemento sea igual en ambos lados de la ecuación. Nunca cambies los subíndices de una fórmula química porque si lo haces cambias la identidad de la sustancia. Solo cambia los coeficientes.

H2 + Cl2 HCL

H2 + Cl2 2HCl

• PASO 5

Escribe los coeficientes en la razón más baja posible. Los coeficientes deben de ser los números enteros más pequeños posibles que expliquen la razón en la que se combinan los elementos en la reacción y deben demostrar que la masa se conserva.

• PASO 6

Revisa que a cada lado de la ecuación queden el mismo número de átomos.

Ejercicio

Escribe la ecuación química balanceada de la reacción en donde el hidróxido de sodio y el bromuro de calcio producen hidróxido de calcio en estado sólido y bromuro de sodio. La reacción ocurre en agua.

Paso 1 Escribir la ecuación con estructura

básica:

NaOH (ac) + CaBr2 (ac) Ca(OH)2 (s)+ NaBr(ac)

Ecuación con la estructura

básica

Reactivos al lado

izquierdo

Productosal lado

derecho

Cuenta losátomos

Agrega o ajusta

coeficientes

Reduce los coeficientes a la razón más baja posible

Revisa tu trabajo

Reafirmación de conocimientos

1. Enumera los 3 tipos de evidencia que dejan las reacciones químicas.

2. ¿Qué diferencias y semejanzas encuentras entre una ecuación con estructura básica y una ecuación química.

3. ¿Por qué es importante balancear una ecuación química?

4. ¿Está balanceada esta ecuación: 2K2CrO4(ac)+ Pb(NO3)2 (ac) 2KNO3(ac)+ PbCrO4

4. En agua el cloruro de hierro (III) reacciona con hidróxido de sodio produciendo hidróxido de hierro sólido y cloruro de sodio.

5. El disulfuro de carbono líquido reacciona con oxígeno gaseoso produciendo dióxido de carbono gaseoso y dióxido de azufre gaseoso.

6. Pensamiento crítico: ¿Qué significa reducir los coeficientes de una ecuación química a la razón más baja posible?

7. ¿Por qué es importante reducir los coeficientes de la ecuaciones químicas a sus razones más bajas posibles?

Clasificación de las reacciones químicas

1. Síntesis2. Combustión3. Descomposición4. Desplazamiento o

sustitución simple5. Doble desplazamiento

o sustitución doble.

Reacciones de SÍNTESIS• Reacción en la cual dos elementos o

compuestos originan un solo producto.A + B C

Ejemplos2 elementos: Na (s) + Cl (g) NaCl (s)

2 compuestos: CaO (s) + H2O (l) Ca(OH)2 (s)

1 elemento + 1 compuesto:2SO2 (g) + O2 (g) 2SO3 (g)

Reacciones de COMBUSTIÓN• En este tipo de reacciones el oxígeno se

combina con otra sustancia y libera energía en forma de luz y calor. Las reacciones de combustión son muy comunes, aquí hay unos ejemplos.

1. Combustión de carbón para producir energía eléctrica:

C (s) + O2 (g) CO2 (g) 2. Combustión del gas natural para producir

energía mecánica y térmica.

CH4 (g) + 2O2 (g) CO2 (g) + 2H2O (l)

Reacciones de DESCOMPOSICIÓN

• En estas reacciones un solo compuesto se divide en dos o más elementos o nuevos compuestos. Son opuestas a las reacciones de síntesis y por lo general requieren de una fuente de energía como luz, calor o electricidad para realizarse.

AB A + B

Ejemplos

NH4NO3(s) N2O (g) + 2H2O (l)

2NaN3 (s) 2Na (s) + 3N2 (g)

PRÁCTICAEscribe las ecuaciones químicas para las

siguientes reacciones y clasifícalas en tantas

categorías como te sea posible.

1. Los sólidos aluminio y azufre reaccionan para producir sulfuro de aluminio.

2. El agua y el pentóxido de dinitrógeno gaseoso reaccionan para producir ácido nítrico (acuoso).

3. Los gases dióxido de nitrógeno y oxígeno reaccionan para producir pentóxido de dinitrógeno gaseoso.

4. El gas etano (C2H6) arde en el aire, produciendo dióxido de carbono gaseoso y vapor de agua.

5. El óxido de aluminio (s) se descompone cuando la electricidad pasa a través de él.

6. El hidróxido de níquel (II) sólido se descompone para producir óxido de níquel (II) sólido y agua.

7. Al calentar bicarbonato de sodio (s) se produce carbonato de sodio (ac), dióxido de carbono (g) y agua.

Reacciones de SUSTITUCIÓN SIMPLE

• Es una reacción en la cual los átomos de un elemento sustituyen o reemplazan los átomos de otro en un compuesto.

A + BX AX + BEjemplos

1. 2Li (s) + 2H2O (l) 2LiOH (ac) + H2 (g) El litio (un metal) desplaza 1 átomo de hidrógeno de la molécula de agua.

2. Cu (s) + 2AgNO3 (ac) 2Ag (s) + Cu(NO3)2 (ac) Los átomos de cobre (otro metal) sustituyen a los átomos de plata ( otro metal).

3. F2 (g) + 2NaBr (ac) 2NaF + (ac) + Br2 (l)

Un no metal (el flúor) reemplaza a otro no metal (el bromo).

La capacidad de una sustancia de reaccionar con otra se denomina REACTIVIDAD.

Los elementos más reactivos pueden desplazar a los elementos menos reactivos, generándose una reacción, sin embargo, un elemento menos activo no puede reemplazar a otro más activo, por lo cual no se genera una reacción química.

METALES

Litio

Rubidio

Potasio

Calcio

Sodio

Magnesio

Aluminio

Manganeso

Zinc

Hierro

Níquel

Estaño

Plomo

Cobre

Plata

Platino

Oro

Mas activo

Menos activo

HALÓGENOSFlúorCloroBromoYodo

Serie de reactividad de metales y halógenos

Por ejemplo:

Br2 (g) + 2NaF (ac) NR

Fe (s) + CuSO4 (ac) FeSO4 + Cu (s)

Mg (s) + AlCl2 (ac) MgCl2 (ac) + Al (s)

Br2 (l) + MgCl2 (ac) NR

Predice si ocurrirán las siguientes reacciones:

• K (s) + ZnCl2

• Cl2 (g) + HF (ac)

• Fe (s) + Na3PO4 (ac)

Reacciones de SUSTITUCIÓN DOBLE

• Implica el intercambio de iones entre dos compuestos.

A(+)X(-) + B(+)Y(-) A(+)Y(-) + B(+)X(-)

• Todas las reacciones de doble sustitución producen un precipitado (sólido resultado de una reacción química), un gas o agua.Ejemplo:

Ca(OH)2 (ac) + 2HCL CaCl2 (ac) + 2H2O (l)

Pasos para reacciones de doble desplazamiento

1.Escribe los componentes de los reactivos en una ecuación con estructura básica.

Al(NO3)3+H2SO4

2.Identifica los aniones y cationes de cada compuesto

Al+, NO3- H+ , SO4-

3.Cruza los cationes y aniones de los compuestos

Al+SO4- H+NO3-

4.Escribe las fórmulas de los productos

Al2(SO4)HNO3

5. Escribe la ecuación completa

Al(NO3)3+H2SO4

Al2(SO4) +HNO3

6: Balancea la ecuación

Escribe las siguientes ecuaciones de doble desplazamiento:

1. El yoduro de litio acuoso y el nitrato de plata acuoso reaccionan para producir yoduro de plata sólido y nitrato de litio acuoso.

2. El cloruro de bario acuoso y el carbonato de potasio acuoso reaccionan para producir carbonato de bario sólido y cloruro de potasio acuoso.

Predicción de productos de las diferentes reacciones

Reacción Reactivos Productos

Síntesis 2 o + sustancias Un compuesto.

Combustión 1 metal y O2

1 no metal y O2

1 compuesto y O2

Oxido metal.

Óxido no metal.

2 o + óxidos.Descomposición Un compuesto 2 o + elementos

o compuestos.

Sustitución simple

1 metal y 1 compuesto

1 no metal y 1 compuesto

Nuevo compuesto y metal o no metal reemplazado.

Predicción de productos de las diferentes reacciones

Reacción Reactivos Productos

Sustitución doble

2 compuestos 2 compuestos diferentes, uno de los cuales es un sólido, un gas o agua.

REACCIONES EN SOLUCIONES ACUOSAS

SOLUCIÓN ACUOSA

Es una mezcla homogénea en la cual una sustancia (SOLUTO) se disuelve en agua (DISOLVENTE).

Los diferentes tipos de solutos en soluciones acuosas pueden existir como MOLÉCULAS o como IONES.

AguaIónCloruroIón sodio

Para mostrar con detalle lo que sucede durante una reacción en una solución acuosa se deben de presentar todos los iones participantes en la reacción. A este tipo de ecuaciones químicas se les llama: ECUACIÓN IÓNICA COMPLETAEjemplo:

Ecuación química balanceada 2NaOH(ac) + CuCl2(ac) 2NaCl(ac)+ Cu(OH)2(s)

Ecuación iónica completa2Na+ (ac) + 2OH- (ac) + Cu+ (ac) + Cl2 - (ac)

2Na+ (ac) + 2Cl- (ac) + Cu(OH)2 (s)

Ecuación iónica completa

2Na+ (ac) + 2OH- (ac) + Cu+ (ac) + Cl2 - (ac)

2Na+ (ac) + 2Cl- (ac) + Cu(OH)2 (s)

¿qué iones no participan en la reacción?

Debido a que el Na+ y Cl- no cambian durante la reacción (se mantienen como reactivos y como productos) se les llama IONES ESPECTADORES

En general los iones espectadores no se escriben en las representaciones de reacciones químicas para que solo se muestren las partículas que participan en la reacción. Las ecuaciones que presentan los iones que participan en la reacción se llaman ECUACIONES IÓNICAS NETAS.

Para escribir la ecuación iónica neta solo tienesque tachar los iones espectadores ( los que sepresentan como reactivos y productos) y escribirla ecuación iónica neta.

2Na+ (ac) + 2OH- (ac) + Cu+ (ac) + Cl2 - (ac)

2Na+ (ac) + 2Cl- (ac) + Cu(OH)2 (s)

Ecuación iónica neta

2OH- (ac) + Cu+ (ac) Cu(OH)2 (s)

Ejemplos 1) Reacción en solución acuosa que produce agua.

a. Ecuación química balanceada

HBr (ac) + NaOH (ac) NaBr (ac) + H2O (l)

b. Ecuación iónica completa

H+ (ac) + Br - (ac) + Na+ (ac) + OH- (ac)

Na+ (ac) + Br - (ac) + H2O (l)

c. Iones espectadores

H+ (ac) + Br - (ac) + Na+ (ac) + OH- (ac)

Na+ (ac) + Br - (ac) + H2O (l)

d. Ecuación iónica neta

H+ (ac) + OH- (ac) H2O (l)

Ahora túEscribe las ecuaciones químicas balanceadas, iónicas completas y iónicas netas de las siguientes reacciones:

1.- Solución acuosa de yoduro de potasio y la solución acuosa de nitrato de plata se combinan y forman el precipitado yoduro de plata.

2.- El ácido clorhídrico y el hidróxido de litio acuosos reaccionan produciendo agua.

Reacciones en solución acuosa que producen gas

En este tipo de reacciones se lleva a cabo una doble sustitución seguida casi simultáneamente de una reacción de descomposición que genera GAS.

Ejemplo:

Reacción I (doble sust.) Ecuación química balanceada

HCl (ac) + NaHCO3 (ac) H2CO3 (ac) + NaCl (ac)

Reacción II (descomp.) Ecuación química balanceada

H2CO3 (ac) H2O (l) + CO2 (g)

Ecuación combinada ( I + II )

HCl (ac) + NaHCO3 (ac) + H2CO3

H2CO3 (ac) + NaCl (ac) + H2O (l) + CO2 (g)

Ecuación general

HCl (ac) + NaHCO3 (ac)

NaCl (ac) + H2O (l) + CO2 (g)

Ecuación iónica completa

H+ (ac) + Cl- (ac) + Na+ (ac) + HCO3- (ac)

Na+ (ac) + Cl- (ac) + H2O (l) + CO2 (g)

Ecuación iónica neta

H+ (ac) + HCO3- (ac) H2O (l) + CO2 (g)

Vas

Escribe las ecuaciones química balanceada, iónica completa y iónica neta para las siguientes ecuaciones.

1.- Acido clorhídrico y sulfuro de sodio acuosos producen sulfuro de hidrógeno gaseoso.

2.- Ácido perclórico (HClO4) reacciona con carbonato de potasio acuoso.

TAREAEscribe las ecuaciones químicas balanceadas, iónicas completas y iónicas netas de las siguientes reacciones:

1.- Las soluciones acuosas de cloruro de aluminio e hidróxido de sodio se mezclan formando el precipitado hidróxido de aluminio.

2.- El ácido sulfhídrico y el hidróxido de calcio acuoso reaccionan.3.- Ácido sulfúrico reacciona con cianuro de

sodio acuoso.