REACCIONES QUMICAS:

TIPOS DE REACCIONES: Reacciones No Redox Reacciones Redox

Reacciones REDOX.- Son aquellas en las cuales existe transferencia de electrones que origina cambios en el E.O. de algunas sustancias que reaccionan.Oxidacin

La especie qumica pierde electrones. Aumenta el E.O. La especie que se oxida se llama agente reductor

Reduccin

La especie qumica gana electrones. Disminuye E.O. La especie que se reduce se llama agente oxidante

BALANCE DE REACCIONES REDOX:

Mtodo del Ion Electrn:

Ejem 1: H N3 + O2 NO2 +H2O

Semi reacciones:

6 H2O + HN3 NO2 + 13H+ + 13 e4 H+ + O2 + 4 e 2 H2O

Ejem 2:

-2-

472 Cr2O + 3 H2SO3 2 Cr3+ + 3 HSO

RAZONES ESTEQUIOMETRICAS (S):

Puesto que a los smbolos y formulas les corresponde adems, una significacin cuantitativa, es posible calcular con su ayuda las cantidades de sustancias (masas o volmenes) con las que participan como reactivos y productos, en las reacciones qumicas.

Ejemplo:

2 C8H8 (l) + 20 O2(g) 16 CO2 (g) + 8 H2 O(l)(Octano) (Aire) (Dixido de C) (Agua)

Reactivos Productos

El uso de ecuaciones qumicas en los clculos cuantitativos de reactivos, productos, proporciona la informacin que se denomina razn estequiomtrica, S Se puede escribir las razones estequiomtricas(S):

1) S (O2) consumidos = 20 moles O2 (C8H8) 2 moles C8H8

2) S (O2) consumido = 20 moles O2 (H2O) producido 8 moles H2O

3) S (H2O) producido = 8 moles H2O , etc. (C8H8) consumido 2 moles C8 H8 S Mide la cantidad de un elemento (o compuesto) respecto a otro elemento (o compuesto)en una reaccin qumica.

Qu masa de oxigeno se consume cuando se quema 3 TON de C8H8 para producir CO2 y H2O?

Solucin: Primero se escribe la ecuacin qumica balanceada:

2 C8H8 (l) + 20 O2 (g) 16 CO2 (g) + 8 H2O (l)Luego: S O2 P.M. C8H8 C8H8 P.M O2gr C8H8 n C8H8 n O2 gr O2

2gO = 3 x 106 g C8H8 x 1mol C8 H8 x 20mol O2 x 32 g O2 10 H g 2 mol C8H8 mol O2

2gO = 9,23 x 10 6g = 9.23 ton

se necesitar 9,23 ton O2

Problema 1: Se sumerge 50gr de aluminio en 300 mL de acido sulfrico comercial de d =1,45 gr/ml y de 55,1 % en peso de H2SO4.La reaccin ocurre segn:

2 Al + 3H2SO4 Al2 (SO4)3 + 3H2

Determine: a) Reactivo limiteb) El peso de hidrgeno producidoc) Moles de reactivo en excesoR. a) R.L es el H2SO4. b) 4,892 gramos c) 0,22 mol

Problema 2: Para determinar el % de Mg en una aleacin aluminio-magnesio, se disuelve una muestra de 0,155 g en exceso de HCl, generndose 0,0163 g de H2. Cul es el % de Mg en la aleacin? P.A. = Mg = 24,3 Al = 26,98

Mg + 2 HCl MgCl2 + H22 Al + 6 HCl 2 ALCl3 + 3 H2

R. 20.73% de Mg

REACTIVO LIMITANTE:

Cuando un qumico efecta una reaccin, los reactivos comnmente no estn presentes en las cantidades estequiomtricas exactas, esto es, en las proporciones indicadas en la ecuacin balanceada. El reactivo que se consume primero en la reaccin, se llama reactivo limitante, dado que la mxima cantidad de productos formados dependen de la cantidad de este reactivo que se encuentra presente originalmente. Cuando se consume este reactivo, no se pueden formar ms productos.

Ejemplo:

A altas temperaturas el azufre, S, se combina con el hierro para formar el sulfuro de hierro (II) caf oscuro.

Fe(s) + S(l) Fe S(s)

En un experimento 7,62 gr de Fe se dejan reaccionar con 8,67 g de S a) Cual de los 2 reactivos es el limitante?b) Calcle la masa del FeS formado.c) Que cantidad del reactivo en exceso (gramos) queda al final de la reaccin ?

R.a) Reactivo limitante: Fe, b) WFeS = 120gr, c) WS Exce= 4,30 gr

RENDIMIENTO DE LAS REACCIONES

La cantidad del reactivo limitante presente al inicio de una reaccin est relacionada con la cantidad de productos que se puede obtener, de la reaccin.Esta cantidad se llama rendimiento de la reaccin. Hay 3 tipos de rendimiento.

Rendimiento terico de una reaccin.- es la cantidad de producto que se predice mediante la ecuacin balanceada, cuando ha reaccionado todo el reactivo limitante ( clculos estequiomtricos) Rendimiento real de una reaccin.- es la cantidad de productos que se obtiene experimentalmente, es casi siempre inferior al rendimiento terico. Rendimiento porcentual (% rendimiento).- se describe como la proporcin del rendimiento real con respecto al rendimiento terico.

% Rendimiento = Rendimiento real 100 Rendimiento terico

Ejemplo1: El titanio es un metal ligero y resistente a la corrosin, que se usa en la construccin de naves espaciales, aviones y motores; para estos se prepara haciendo reaccionar el cloruro de titanio (IV) con magnesio fundido de 950 a 1150C

(s)Ti Cl 4 + 2 Mg (s) Ti (s) + 2 Mg Cl2 (l)

En determinada operacin 3,54 x 104 kg de Ti Cl4 reacciona con 1,13 x 104 kg de Mga) Calcule el rendimiento terico del Ti en kg. b) Calcule el rendimiento porcentual, si en realidad se obtiene 7,91 x 103 kg de Ti

Problemas1. Calcule el volumen de etanol puro (C2H5OH, M = 46 g/mol), de densidad 0,8849 g/mL, que se mezclo con agua para obtener 409 mL de solucin de = 0,97799 g/mL al 37, 5 % en masa. (Volmenes no aditivos).2. Al determinar la concentracin de una solucin de KMnO4 por titulacin con 0,1097g de As2O3 se consumi 26,10 mL de solucin de KMnO4. Cul es la molaridad de la muestra?(3p)As2O3 + H+ + MnO4- ---- > H3AsO4 + Mn2+ + H2O

3. La caliza que contiene 80% de CaCO3 (s) reacciona con el HCl (ac),. para dar H2O(l) , CaCl2(ac) y CO2 (g).Si se trata una muestra de 90g de caliza con 170 mL de HCl 9,48 molal y denidad de 1,13g/mL. Una vez terminada la reaccin, se aade agua hasta obtener 250 mL de solucin. Calcule:a) Las moles del reactivo limitanteb) Las moles que queda del reactivo en exceso. c) La normalidad de la solucin resultante respecto al CaCl2 formado.

4. Determine la relacin molar del agente oxidante al agente reductor en la ecuacin balanceada (medio cido) : S2O3 2- + Cl2 --- > SO42- + Cl-

5. Balancee la ecuacin qumica:CN + MnO4 CNO -- + MnO2 (medio bsico)

6. El cloro se obtiene por electrolisis de NaCl en disolucin acuosa de acuerdo con la reaccin global2 NaCl(ac)+ 2 H2O(l) 2 NaOH(ac) + Cl2(g) + H2(g)a) Qu volumen de disolucin acuosa, de densidad 1,070 g/mL, que contiene 10 % en masa de NaCl se necesita para producir 1000 Kg de Cl2?b) Si en la disolucin del apartado anterior solamente se electroliza el 90 % del NaCl existente en la misma, cul ser la composicin, en % en masa, de la disolucin acuosa que queda finalmente, admitiendo que est exenta de Cl2 y de H2?.