ECUACIONES QUÍMICAS Y SU CLASIFICACIÓN

¿Que le pasa a la materia cuando le ocurre un cambio químico? Ley de la conservación de la masa: Los átomos no se crean ni se destruyen durante una reacción química

Entonces, el mismo conjunto de átomos está presente antes, durante y después de la reacción. Los cambios que ocurren en una reacción química simplemente conciernen al rearreglo de los átomos.

Ahora estudiaremos la estequiometria, es decir la medición de los elementos). Las reacciones químicas se representan en el papel usando ecuaciones químicas.

Por ejemplo el hidrógeno gaseoso (H2) puede reaccionar (quemarse) con oxígeno gaseoso (O2) para formar agua (H20).

La ecuación química de esta reacción se escribe así: El signo '+' se lee como 'reacciona con' y la flecha significa 'produce o nos da'.

Las fórmulas químicas de la izquierda representan a las sustancias de partida y se les llama reactivos. Las sustancias de la derecha son el producto final y se conocen con el nombre de productos. Los números frente a las fórmulas se llaman coeficientes) pero si valen 1 generalmente se omiten.

Dado que los átomos no se crean ni se destruyen durante el curso de la reacción, una ecuación química debe tener el mismo número de átomos de cada elemento en cada lado de la flecha (esto significa que la ecuación está balanceada, es decir que lo de la derecha pesa lo mismo que lo de la izquierda).

Pasos que necesarios para escribir una reacción balanceada:

· Se determina experimentalmente cuales son los reactivos y los productos

· Se escribe una ecuación no balanceada usando las fórmulas de los reactivos y de los productos

· Se balancea la reacción determinando los coeficientes que nos dan números iguales de cada tipo de átomo en cada lado de la flecha de reacción, generalmente números enteros

NOTA los subíndices no deben cambiarse al tratar de balancear una ecuación NUNCA. Cambiar un subíndice cambia la identidad del reactivo o del producto. Balancear una reacción química únicamente se trata de cambiar las cantidades relativas de cada producto o reactivo

Consideremos la reacción de la combustión del metano gaseoso (CH4) en aire. Sabemos que en esta reacción se consume (O2) y produce agua (H2O) y dióxido de carbono (CO2).

Con esta información hemos cubierto el primer paso. Ahora, escribimos la reacción sin balancear (paso 2): Ahora contamos los átomos de cada reactivo y de cada producto y los sumamos:

Todo parece ir bien con el número de carbonos en ambos lados de la ecuación, pero solo tenemos la mitad de los átomos de hidrógeno en el lado de los productos que en el lado de los reactivos. Podemos corregir esto duplicando el número de aguas en la lista de los productos:

Nótese que aunque hayamos balanceado los átomos de carbono y de hidrógeno, ahora tenemos 4 átomos de oxígeno en los productos en tanto que únicamente tenemos 2 en los reactivos.

Si duplicamos el número de átomos de oxígeno en los reactivos, podemos balancear al oxígeno: Hemos cubierto la etapa 3, y hemos balanceado la reacción del metano con el oxígeno.

Entonces, una molécula de metano reacciona con dos moléculas de oxígeno para producir una molécula de dióxido de carbono y dos moléculas agua.

El estado físico de cada sustancia puede indicarse usando los símbolos (g), (l), y (s) (para gas, líquido y sólido, respectivamente).

Reactividad química, uso de la tabla periódica

A menudo podemos predecir el comportamiento químico de una sustancia, si hemos visto o sabemos como se comporta una sustancia similar.

Por ejemplo, el sodio (Na) reacciona con agua (H2O) para formar hidróxido de sodio (NaOH) y H2 gaseoso:

NOTA: (aq) indica que está disuelto en agua

Como el Potasio (K) está en la misma familia (columna) que el sodio en la tabla periódica, es posible predecir que la reacción del K con el H2O será similar a la del Na:

No solo eso, de hecho podemos predecir que todos los metales alcalinos reaccionan con el agua para formar sus hidróxidos e hidrógeno. Entonces, las ecuaciones químicas son la manera abreviada que tenemos los químicos para describir una reacción química, esta ecuación, usualmente debe incluir:

Todos los reactivos Todos los productos El estado de cada sustancia Las condiciones usadas en la reacción.

Ejemplo: CaCO3(g) CaO (s) + CO2(g)

Balanceo de ecuaciones químicas

Dado que asumimos que la ley de la conservación de la masa se aplica en todas las reacciones químicas, para que una ecuación química sea válida, debe estar balanceada, es decir el número y tipo de átomos a la izquierda, debe estar a la derecha. O sea, deben sumar lo mismo en ambos lados, por ejemplo:

CaCO3(g) CaO (s) + CO2(g)

Reactivos productos

1 Ca1 Ca

1 C1 C

3 O3 O

CaCO3(g) CaO (s) + CO2(g)

¿Cómo se hace? Siguiendo estos 4 pasitos:

Paso 1. Cuenta el número de átomos de cada elemento en ambos lados de la ecuación

Paso 2. Inspecciona la ecuación y determina que átomos no están balanceados

Paso 3. Balancea un átomo a la vez empleando los coeficientes de uno o más compuestos

Paso 4. Cada vez que creas que ya está balanceada la ecuación repite el paso 1.

Paso 5. ¡No te atarantes!

EJEMPLOS

Paso 1.y 2 HCl + Ca CaCl2 + H2

1H 2H Sin balancear1Cl 2Cl Sin balancear1Ca 1Ca

Paso 2.2HCl + Ca CaCl2 + H2

Paso 3.2H 2H balanceada2Cl 2Cl balanceada1Ca 1Ca

Ecuación balanceada 2HCl + Ca CaCl2 + H2

Paso 1.y 2. C2H6 + O2 CO2 + H2O 6H 2H Sin balancear2C 1C Sin balancear2O 3O Sin balancear

Paso 2.

Paso 3.Balancear primero la molécula mayorC2H6 + O2 2CO2 + 3H2O6H 6H balanceada2C 2C balanceada2O 7O Sin balancear

Paso 3.a Ahora balanceamos O

C2H6 + 3.5O2 2CO2 + 3H2O

Paso 4.a6H 6H balanceada2C 2C balanceada7O 7O balanceadaMultiplicamos por dos: 2C2H6 + 7O2 4CO2 + 6H2O

Descomposición de la urea:

(NH2) 2CO + H2O NH3 + CO2

6H 3H Sin balancear2N 1N Sin balancear1C 1C balanceada2O 2O balanceada

Para balancear únicamente duplicamos NH3 y así:

(NH2) 2CO + H2O 2NH3 + CO2

6H 3H balanceada2N 2N balanceada1C 1C balanceada2O 2O balanceada

Más ejemplos:

CH3OH + PCl5 CH3Cl + POCl3 + H2O

4H 5H no balanceada1C 1C balanceada1O 2O no balanceada

1P 1P balanceada5Cl 4Cl no balanceada

Necesitamos mas cloro en la derecha:

CH3OH + PCl5 2CH3Cl + POCl3 + H2O

Se necesita más C en la izquierda, duplicamos CH3OH

2CH3OH + PCl5 2CH3Cl + POCl3 + H2O

¡Listo, ya está balanceada!

TIPOS DE REACCIONES QUÍMICAS:

Reacciones de descomposición

Aquellas reacciones donde un reactivo se rompe para formar dos o más productos. Puede ser o no redox.

2H2O2 2H2O + O2

Reacciones de adición

Dos o más reactivos se combinan para formar un producto.

CH2=CH2 + Br2 BrCH2CH2Br

Reacciones de desplazamiento

Aquellas reacciones donde un elemento desplaza a otro en un compuesto.

H3O+ + OH- 2H2O

Reacciones de metátesis

Aquellas reacciones donde dos reactivos se enrocan

2HCl + Na2S H2S + 2NaCl

Reacciones de precipitación

Aquellas reacciones donde uno o más reactivos al combinarse genera un producto que es insoluble.

AgNO3 + NaCl AgCl¯ + NaNO3

Reacciones de dismutación

Aquellas reacciones donde de los reactivos genera compuestos donde un elemento tiene dos estados de oxidación.

12OH- + 6Br2 BrO-3+ 10Br- + 6H2O

Reacciones de substitución

Aquellas reacciones donde se sustituye uno de los reactivos por alguno de los componentes del otro reactivo.

CH4 + Cl2 CH3Cl + HCl

Reacciones Redox o de óxido reducción

Aquellas reacciones donde los reactivos intercambian electrones SO2 + H2O H2SO3

Ejemplos de las reacciones de óxido reducción o redox. Baterías y pilas (de auto, NiCd, alcalinas). Corrosión y enmohecimiento de metales. Muchas de las reacciones metabólicas.

OTROS VINCULOS PARA REALIZAR EJERCICIOS:

http://concurso.cnice.mec.es/cnice2005/35_las_reacciones_quimicas/curso/index.html

http://www.acienciasgalilei.com/qui/problemas/ejerc1qui-ajustarreacciones-1.htm