Reacciones quimicas y metodo de balanceo

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CICLO LETRA - CIENCIAS 
 ACADEMIA ADC 
ACADEMIA “AMANTES DEL CONOCIMIENTO” 
CICLO LETRA - CIENCIAS 
Semana 4: Reacciones químicas. Definición y clasificación. Ecuaciones 
químicas. Métodos de balance. Reacciones nucleares. 
 
Una reacción química es un proceso en el que un conjunto de sustancias 
llamadas reactivos se transforman en un nuevo conjunto de sustancias 
llamadas productos. En otras palabras, una reacción química es el proceso 
mediante el cual tiene lugar una transformación química. En muchos casos, 
sin embargo, no sucede nada cuando se mezclan las sustancias; estas 
mantienen su composición original y sus propiedades. Se necesita una 
evidencia experimental antes de afirmar que ha tenido lugar una reacción. 
Esta evidencia puede ser un cambio en las propiedades físicas como: 
- Cambio de color. 
- La formación de un sólido (precipitado) en el seno de una disolución 
transparente. 
- El desprendimiento de un gas. 
- El desprendimiento o absorción de calor. 
A veces no aparece ninguno de estos signos de una reacción química. 
Entonces se necesitan evidencias de tipo químico para decidir que ha tenido 
lugar la reacción. Esto requiere un análisis químico detallado de la mezcla de 
reacción para ver si han aparecido sustancias nuevas. 
De la misma manera que utilizamos símbolos para los elementos y fórmulas 
para los compuestos, tenemos una notación simbólica o abreviada para 
representar una reacción química, la ecuación química. En una ecuación 
química, las fórmulas de los reactivos se escriben en el lado izquierdo de la 
ecuación y las fórmulas de los productos se escriben en el lado derecho. Los 
dos lados de la ecuación se conectan mediante una flecha (→). Se dice que 
los reactivos dan lugar a los productos. 
 
NO + O2 → NO2 
 
En esta expresión hay tres átomos O en el lado izquierdo (uno en la molécula 
NO y dos en la molécula O2). En el lado derecho hay solamente dos átomos 
de O (en la molécula NO2) Como los átomos ni se crean ni se destruyen en 
una reacción química, esta expresión debe ser ajustada (balance). 
 
Ajuste el número de átomos para obtener una ecuación química. 
 
En esta etapa, colocamos el coeficiente 2 delante de las fórmulas: NO y NO2. 
Esto significa que se consumen dos moléculas de NO y se producen dos 
moléculas de NO2 por cada molécula de O2 que se consume. En la ecuación 
ajustada hay 2 átomos de N y 4 átomos de oxígeno, en cada lado. En una 
ecuación ajustada el número total de átomos de cada elemento es el mismo 
en ambos lados. Esto puede comprobarse tanto en la ecuación simbólica 
como en la representación molecular de la reacción. 
 
2NO + O2 → 2NO2 
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Los coeficientes necesarios para ajustar (balancear) una ecuación química 
se denominan coeficientes estequiométricos. 
 
Estrategias útiles para ajustar ecuaciones. 
 
- Si un elemento aparece solamente en un compuesto en cada lado de la 
reacción, intente ajustar este elemento en primer lugar. 
- Cuando uno de los reactivos o productos aparece como elemento libre, 
ajústelo en último lugar. 
- En algunas reacciones hay grupos de átomos (por ejemplo, iones 
poliatómicos) que no se modifican. En estos casos, ajuste los grupos 
como si se tratase de una unidad. 
- Se puede utilizar coeficientes fraccionarios o números enteros. A veces 
una ecuación se ajusta más fácilmente si se utiliza uno o más coeficientes 
fraccionarios y a continuación se puede eliminar las fracciones 
multiplicando todos los coeficientes por el denominador común. 
 
Estados de la materia. 
 
El amoniaco es un gas, pero el trietilenglicol es un líquido. A veces 
necesitamos indicar este tipo de información en una ecuación química. El 
estado de la materia o la forma física de los reactivos y los productos se 
pueden indicar entre paréntesis. Cuatro símbolos habituales para este fin 
son 
(g) gas (ℓ) liquido (s) sólido (ac) disolución acuosa 
 
Así, podemos escribir para la combustión del trietilenglicol 
 
2C6H14O4 (ℓ) + 15O2 (g) → 12CO2(g) + 14H2O (ℓ) 
 
Condiciones de reacción 
 
La ecuación de una reacción química por sí sola no proporciona suficiente 
información para saber cómo llevar a cabo la reacción en un laboratorio o en 
una planta química. Un aspecto importante en la investigación química 
moderna es el establecimiento de las condiciones de una reacción. 
Frecuentemente se indican las condiciones de la Reacción encima o debajo 
de la flecha de la ecuación. Por ejemplo, la letra griega delta, ∆, significa que 
se necesita una temperatura alta. Es decir que se debe calentar la mezcla de 
reacción, como en la descomposición del óxido de plata. 
 
2Ag2O (s) 
∆
→ 4Ag (s) + O2 (g) 
 
 
La clave para predecir los productos formados mediante una combinación 
dada de reactivos es reconocer los patrones generales de reactividad 
química. El reconocer un patrón de reactividad para un tipo de sustancias le 
dará una idea más amplia que solo memorizar una gran cantidad de 
reacciones no relacionadas. 
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Reacciones de combinación y descomposición 
 
En las reacciones de combinación, dos o más sustancias reaccionan para 
formar un producto. Existen muchos ejemplos de reacciones de combinación, 
especialmente en las que los elementos se combinan para formar 
compuestos. Por ejemplo, el magnesio metálico arde en el aire con un 
resplandor deslumbrante para producir óxido de magnesio 
 
2Mg (s) + O2 (g) → 2MgO (s) 
 
 Esta reacción se utiliza para producir la flama brillante generada por 
bengalas y algunos fuegos artificiales. 
 
Cuando se efectúa una reacción de combinación entre un metal y un no metal 
como en el caso del Mg y O, el producto es un sólido iónico. Recuerde que 
la fórmula de un compuesto iónico puede determinarse a partir de las cargas 
de los iones involucrados. Por ejemplo, cuando el magnesio reacciona con el 
oxígeno, el magnesio pierde dos electrones y forma el ion magnesio Mg2+. El 
oxígeno gana dos electrones y forma el ion óxido O2-. Entonces el 
producto de la reacción es MgO. 
 
En una reacción de descomposición, una sustancia experimenta una 
reacción para producir dos o más sustancias distintas. Muchos compuestos 
cuando se calientan experimentan reacciones de descomposición. Por 
ejemplo, muchos carbonatos metálicos cuando se calientan se descomponen 
para formar óxidos metálicos y dióxido de carbono: 
 
CaCO3 (s) 
∆
→ CaO (s) + CO2 (g) 
 
La descomposición de CaCO3 es un proceso comercial importante. La piedra 
caliza, que son básicamente CaCO3, se calientan para preparar CaO, la cual 
se conoce como cal o cal viva. 
 
Las reacciones de combustión son reacciones rápidas que producen una 
flama. La mayor parte de las reacciones de combustión que observamos 
involucran el O2 del aire como un reactivo. 
 
Cuando los hidrocarburos se queman en aire, reaccionan con O2 para formar 
CO2 y H2O. El número de moléculas de O2 requerido en la reacción y el 
número de moléculas de CO2 y H2O formado dependen de la composición 
del hidrocarburo, quien actúa como el combustible de la reacción. Por 
ejemplo, la combustión del propano (C3H8), un gas utilizado para cocinar se 
describe con la siguiente ecuación 
 
C3H8 (g) + 5O2 (g) → 3CO2 (g) + 4H2O (g) 
 
El estado del agua, H2O(g) o H2O(ℓ), depende de las condiciones de la 
reacción. El vapor de agua, H2O(g), se forma a alta temperatura en un 
recipiente abierto. 
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La combustión de los derivados de hidrocarburos que contienen oxígeno, 
como el CH3OH, también produce CO2 y H2O. La sencilla regla de que los 
hidrocarburos y los derivados relacionados que contienen oxígeno forman 
CO2 y H2O cuando se quema resume el comportamiento de alrededor de 3 
millones de compuestos. Muchas sustancias que nuestro cuerpo utiliza como 
fuentes de energía, como el azúcar glucosa (C6H12O6), reaccionan con O2 de 
forma similar para formar CO2 y H2O. Sin embargo, en nuestro cuerpo, lasreacciones se efectúan en una serie de etapas intermedias a la temperatura 
corporal. Estas reacciones que involucran etapas intermedias se describen 
como reacciones de oxidación en lugar de reacciones de combustión. 
 
En cualquier reacción de oxidación-reducción, debe ocurrir tanto la oxidación 
como la reducción. En otras palabras, si una sustancia se oxida, entonces 
otra se reduce: los electrones deben ir formalmente de un lugar a otro. La 
sustancia que hace posible que otra se oxide se llama agente oxidante o el 
oxidante. El agente oxidante elimina los electrones de otra sustancia y los 
toma para sí mismo; así el agente oxidante se reduce a sí mismo. De manera 
similar, un agente reductor o reductor, es una sustancia que cede electrones 
y, por consiguiente, ocasiona que otra sustancia se reduzca. Por lo tanto, el 
agente reductor se oxida durante el proceso.