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1 Centro Preuniversitario de la UNS S-09 Ingreso Directo QUÍMICA Ciclo 2022-II “REACCIONES QUÍMICAS” Docente: Equipo docente Es la alteración o transformación que sufre la materia para obtener una nueva materia ECUACIÓN QUÍMICA Es la representación de una reacción química. En esta ecuación química a las sustancias iniciales que están al lado izquierdo se les denomina reactantes o reactivos y a las sustancias que se obtienen y están al lado derecho se denomina productos. Reactantes Productos H2 + O2 H2 O Reactantes Productos El signo + significa “reacciona con” La significa “produce” CLASIFICACIÓN DE LAS REACCIONES La clasificación de las reacciones se hace atendiendo a la naturaleza de las sustancias, al intercambio de energía, por el sentido de la reacción, por la transferencia de electrones. Por la naturaleza de las sustancias Reacción de adición o síntesis. 2 Na (S) + Cl2 (g) 2 NaCl (S) Reacción de descomposición 2KClO3 (S) + calor 2KCl (S) + 3 O2 (g) Reacción de sustitución o desplazamiento simple Zn (S) + H2SO4 (ac) ZnSO4 (ac) + H2 (g) Reacción de sustitución o desplazamiento doble (o metátesis) Ag NO3 + NaCl AgCl + NaNO3 Por la forma de intercambio de energía Reacciones exotérmicas H2O (l + H2 SO4 (ac) H3O+(ac)+ H SO4-1 + calor En las reacciones exotérmicas el calor de reacción es negativa: (∆H = –) Reacciones endotérmicas 2H2O (l) + calor 2H2 (g) + O2 (g) En las reacciones endotérmicas el calor de reacción es positiva: (∆H = +) Por el sentido de la reacción Reacción irreversible Al (S) + HCl (ac) 2AlCl3 + 3H2 (g) Reacción reversible N2 (g) + 3H2 (g) 2NH3 (g) Por la transferencia de electrones Reacciones donde no hay Transferencia de Electrones A este tipo pertenecen las reacciones que no involucran cambios en los estados de oxidación de los reactantes y productos. Por esta razón se dice que no hay intercambio de electrones y se da en las reacciones de neutralización y las de precipitación. HCl + NaOH NaCl + H2O Semana N° 09 Equipo Docente Ciclo 2022 –II Semana 09 2 Centro Preuniversitario de la UNS S-09 Ingreso Directo Reacciones donde hay Transferencia de Electrones A este tipo pertenecen las reacciones en donde hay cambios en sus estados de oxidación, unos lo hacen perdiendo electrones y por lo tanto sufren una oxidación otros lo hacen ganando electrones y por lo tanto sufren una reducción, al proceso en su conjunto se le denomina reacciones de óxido - reducción (Redox). Zn + Cu SO4 Zn SO4 + Cu Reacciones Especiales Reacciones de Combustión Son reacciones donde una sustancia se combina con el oxígeno (comburente) y como consecuencia se desprende calor y/o luz, por lo tanto es una reacción exotérmica Estas reacciones es propio de compuestos orgánicos (combustible) y pueden ser de combustión completa e incompleta. Combustión Completa. Cuando una sustancia orgánica reacciona con el oxígeno (muchas veces en exceso) para obtener como productos dióxido de carbono (CO 2) y agua (H2O). C3 H8 (g) + 5O2 (g) 3CO2 (g) + 4H2O (V) + calor Combustión Incompleta. Cuando una sustancia no reacciona completamente debido a la deficiencia de oxígeno y por lo tanto se obtiene como productos monóxido de carbono (CO) agua (H2O) y carbono (C) (hollín). C3 H8 (g) + O2 (g) CO(g) + H2O(V) + C + calor BALANCE DE ECUACIONES QUÍMICAS Como mencionamos anteriormente, es la escritura correcta de una ecuación química, basada en la “Ley de la conservación de la materia”, es decir, el número de átomos de los reactantes debe ser igual al número de átomos de los productos. Existen varios métodos para balancear ecuaciones y se hace siguiendo ciertas reglas prácticas como son: *Se busca un coeficiente adecuado para cada sustancia de la ecuación y será colocada delante de la fórmula o símbolo. *El coeficiente debe ser un número entero y positivo, y el más pequeño posible. *Estos coeficientes deben igualar al número de elementos en ambos lados de la flecha. *No se debe modificar los símbolos o fórmulas que participan en la reacción química. *Cada elemento presente en la ecuación química indica una cantidad determinada de átomos. Balance por el método de tanteo Este método es aplicable únicamente a reacciones sencillas, cuando es posible equilibrarla por simple inspección y se recomienda lo siguiente: Empezar con los elementos metálicos o por aquel que esté presente en pocas sustancias. Si un coeficiente no es entero, entonces se multiplica a todos por el mayor de los denominadores. Cuando existen oxígeno e hidrógeno en algunas de estas sustancias se recomienda dejar para el último. Balancear : N2 (g) + H2 (g) NH3 (g) Primero balance de nitrógeno N2 + H2 2 NH3 Segundo balance de hidrógeno. N2 + 3 H2 2 NH3 Método de coeficientes indeterminados Como su nombre lo indica se trata de un método netamente algebraico, se aplica cuando la ecuación no puede ser equilibrada por simple inspección. Se sigue la regla práctica que se detalla a continuación: - Se coloca coeficientes literales delante de todas las sustancias que intervienen en la ecuación química. - Para cada elemento se obtiene una ecuación indeterminada, multiplicando el coeficiente literal por el índice del elemento en ambos miembros de la ecuación. - Para resolver este sistema de ecuaciones algebraicas se asigna un número entero arbitrario (por lo general la unidad) al coeficiente literal que más se repita en la ecuación química. - Todos los coeficientes deben ser enteros y los números más pequeños posibles. En caso de no ser enteros se multiplica a todos por el mayor de los denominadores. Equipo Docente Ciclo 2022 –II Semana 09 3 Centro Preuniversitario de la UNS S-09 Ingreso Directo Balancear: HNO3 + SH2 H2O + NO + S Solución: Colocamos a cada sustancia un coeficiente literal A HNO3 + B SH2 C H2O + D NO + E S Se hace el balance de cada uno de los elementos de las sustancias que intervienen, formando las ecuaciones algebraicas. Balance de hidrógeno : A + 2 B = 2C ...(1) Balance de nitrógeno : A = D ...(2) Balance de oxígeno : 3A = C + D …(3) Balance de azufre : B = E ...(4) Se obtienen 4 ecuaciones con 5 incógnitas. El coeficiente literal que más se repite es A, por lo tanto hacemos A = 1. Entonces: En (2) D = 1 En (3) 3(1) = C + 1 ⇒ C = 2 En (1) 1 + 2B = 2 (2) ⇒ B = 2 3 En (4) E = 2 3 La ecuación quedaría así: 2NO3 + 3SH2 4H2O + 2NO + 3S Balance de Ecuaciones Redox Los átomos, moléculas o iones, entre otras propiedades, muestran diferente capacidad para perder o ganar electrones. Esta capacidad depende de la carga nuclear, la energía de los electrones periféricos, la estabilidad de los orbitales atómicos y moleculares. 1. Clasifica la siguiente reacción: HNO3 + Ca(OH)2 →H2O + Ca(NO3)2 a) Neutralización y doble desplazamiento b) Doble desplazamiento y redox c) Doble descomposición d) Redox y síntesis e) Redox y reversible 2. Luego de balancear por el método de simple inspección, la suma de los coeficientes estequiométricos de la ecuación es: a) 4 b) 9 c) 18 d) 12 e) 73. Después de balancear por el método algebraico la siguiente ecuación química: Ba(OH)2 + P4O10 → Ba3(PO4)2 + H2O El coeficiente estequiométrico del decaóxido de tetrafósforo es: a) 6 b) 5 c) 4 d) 2 e) 1 4. El producto de los coeficientes de los reactantes de la siguiente reacción redox que resulta de balancear utilizando el método del ion electrón en medio ácido, es: KI + KMnO4 + HCl → I2 + MnCl2 + KCl + H2O a) 32 b) 160 c) 320 d) 760 e) 20 5. Luego de balancear por el método del ion electrón en medio básico, la suma de los coeficientes de los reactantes en la siguiente reacción es: Cl2 + IO3- → IO4- + Cl- a) 8 b) 16 c) 10 d) 4 e) 2 6. Después de balancear la siguiente ecuación química: OH OH + O2 → CO2 + H2O El coeficiente estequiométrico del agua es: a) 4 b) 6 c) 8 d) 10 e) 12 7. Las reacciones de adición o síntesis son: Zn + HCl → ZnCl2 + H2 HCl + Ca(OH)2 → CaCl2 + H2O Al2O3 + H2SO4 → Al2(SO4)3 +H2O P + O2 → P2O3 Na + H2O →NaOH + H2 PROBLEMAS PROPUESTOS M. Loyola Resaltar M. Loyola Resaltar M. Loyola Resaltar M. Loyola Resaltar M. Loyola Resaltar M. Loyola Resaltar Equipo Docente Ciclo 2022 –II Semana 09 4 Centro Preuniversitario de la UNS S-09 Ingreso Directo P2 O5 + H2O → H3PO4 KClO3 → KCl + O2 Fe + O2 → Fe2O3 a) 5 b) 4 c) 3 d) 2 e) 1 8. Luego de balancear por el método del ion electrón en medio básico, el coeficiente estequiométrico del agente reductor en la siguiente reacción es: CrO4-2 + SO3-2 → Cr(OH)4-1 + SO4-2 a) 4 b) 5 c) 3 d) 1 e) 2 9. Balancear por el método del ion electrón en medio ácido y determinar el coeficiente estequiométrico del agua en la siguiente reacción. Cr2O7-2 + SO3-2 → Cr+3 + SO4-2 b) 1 b) 2 c) 3 d) 5 e) 4 10. La suma de los coeficientes de la ecuación que se da a continuación, luego de balancearlo por el método del ion electrón en medio ácido es: FeSO4 + K2Cr2O7 + H2SO4 → Fe2(SO4)3 + Cr2 (SO4)3 + K2SO4 + H2O a) 26 b) 25 c) 25 d) 24 e) 23 11. La ecuación que tiene mayor suma de coeficientes estequiométricos es: a) Cl2 + OH- → Cl- + ClO3- + H2O b) ClO- + CrO2- + OH- → Cl- + CrO4-2 + H2O c) HNO3 + H2S → NO + S + H2O d) Ag2SO3 + H2O → H2SO4 + Ag e) Cl2 + Na2S2O3 + NaOH → NaCl + Na2 SO4 + H2O 12. La sustancia que se reduce en la siguiente reacción es: Fe + O2 → Fe2O3 a) Fe b) O2 c) Fe2O3 d) H2O e) Aire. 13. La sustancia que se oxida en la siguiente reacción es: Cl2 + NaBr → NaCl + Br2 a) Br b) O2 c) NaCl d) Cl2 e) Na. 14. Considere la siguiente reacción en medio ácido: H2O2 + Cr2O7-2 → Cr+3 + O2 Determinar el valor de”Q” 1/2 Q = A (C + D/B) Siendo: A = coeficiente del agente oxidante B = coeficiente del agente reductor C = suma coeficientes de reactantes D = suma coeficientes de productos a) 1 b) 2 c) 3 d) 4 e) 5 15. La reacción de descomposición es: a) N2 + H2 → NH3 b) Zn + AgCl → ZnCl2 + Ag c) KClO3 → KCl + O2 d) Mg + O2 → MgO e) H2 + Br2 → HBr 16. De los siguientes procesos: I. La nieve caída durante el invierno se funde al llegar la primavera. II. Una plancha de hierro se caliente al sol III. Un árbol arde durante una descarga IV. Calentando suficientemente el agua líquida contenida en un recipiente, hierve y se transforma en vapor de agua. V. Al añadir cloruro de sodio al agua, el cloruro de sodio se disuelve y obtenemos una disolución de cloruro de sodio en agua. VI. Mediante un proceso denominado electrólisis, el agua se descompone en oxígeno e hidrógeno. Son reacciones químicas: a) I y II b) III y V c) Todas d) II y VI e) V y VI M. Loyola Resaltar M. Loyola Resaltar M. Loyola Resaltar M. Loyola Resaltar M. Loyola Resaltar M. Loyola Resaltar M. Loyola Línea M. Loyola Resaltar M. Loyola Resaltar M. Loyola Resaltar M. Loyola Resaltar M. Loyola Resaltar M. Loyola Resaltar M. Loyola Resaltar M. Loyola Resaltar ECUACIÓN QUÍMICA Es la representación de una reacción química. En esta ecuación química a las sustancias iniciales que están al lado izquierdo se les denomina reactantes o reactivos y a las sustancias que se obtienen y están al lado derecho se denomina productos. Reactantes Productos La clasificación de las reacciones se hace atendiendo a la naturaleza de las sustancias, al intercambio de energía, por el sentido de la reacción, por la transferencia de electrones. Por la naturaleza de las sustancias Reacción de adición o síntesis. 2 Na (S) + Cl2 (g) 2 NaCl (S) BALANCE DE ECUACIONES QUÍMICAS Balance por el método de tanteo Solución: 5. Luego de balancear por el método del ion electrón en medio básico, la suma de los coeficientes de los reactantes en la siguiente reacción es: 8. Luego de balancear por el método del ion electrón en medio básico, el coeficiente estequiométrico del agente reductor en la siguiente reacción es: CrO4-2 + SO3-2 → Cr(OH)4-1 + SO4-2 9. Balancear por el método del ion electrón en medio ácido y determinar el coeficiente estequiométrico del agua en la siguiente reacción. Cr2O7-2 + SO3-2 → Cr+3 + SO4-2
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