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6/8/2021 1 Universidad Autónoma de Entre Ríos Facultad de Ciencia y Tecnología Cátedra de Introducción a la Química Licenciatura en Criminalística Disoluciones acuosas y reacciones Cronograma tentativo 2021 (Comisión 2, 3 y 4) Semana Clase de Teoría Resolución de Problemas 7/04/21 Presentación y Condiciones. Unidad 1: La Química y la Materia Unidad 1 14/04/21 Unidad 2: Los elementos químicos y la Tabla Periódica Unidad 1 y 2 21/04/21 Unidad 2: Los elementos químicos y la Tabla Periódica (formación y nomenclatura de compuestos inorgánicos) Unidad 2 28/04/21 Examen parcial 1: Unidad 1 y 2 (virtual). Unidad 3: Fórmulas y ecuaciones químicas. Leyes de la Química. Unidad 3 05/05/21 Unidad 4: Estequiometría Unidad 4 12/05/21 Semana de exámenes finales (suspensión de clases) 19/05/21 Unidad 4: Estequiometría Unidad 5: Propiedades generales de las disoluciones acuosas Unidad 4 Unidad 5 26/05/21 Unidad 5: Propiedades generales de las disoluciones acuosas Unidad 5 02/06/21 Unidad 5: Propiedades generales de las disoluciones acuosas Unidad 6: Tipos de reacciones en disolución acuosa Unidad 5 Unidad 6 09/06/21 Unidad 6: Tipos de reacciones en disolución acuosa Unidad 6 16/06/21 Examen parcial 2: Unidad 3, 4, 5 y 6 (virtual). 23/06/21 RECUPERATORIO parcial 1 o parcial 2 (virtual) 25/06 Fin 1er Cuatrimestre Miércoles 7 de julio Examen final Introducción a la Química (virtual) Miércoles 4 de agosto Examen final Introducción a la Química (virtual) Reconocer una solución como un sistema homogéneo constituido por al menos dos componentes, soluto y solvente. Conocer la clasificación de las soluciones. Expresar y poder calcular correctamente su concentración. Reconocer los tipos de reacciones que pueden ocurrir en solución acuosa. Conocer aplicaciones de las reacciones de precipitación, ácido- base y redox para la determinación de sustancias conocidas de la vida diaria. Objetivos. Bloque temático IV: Disoluciones acuosas y reacciones. ✔ Reacciones de precipitación. Ecuaciones moleculares y ecuaciones iónicas. ✔ Reacciones ácido base. Propiedades generales de ácidos y bases. Neutralización ácido base. ✔ Reacciones de óxido reducción. Agentes oxidantes y reductores. Número de oxidación. Tipos de reacciones redox: combinación, descomposición, desplazamiento, desproporción. Ejemplos y aplicaciones. Ejercicios y problemas. Unidad 6: Tipos de reacciones en disolución acuosa. Reacciones de precipitación. Ecuaciones moleculares y ecuaciones iónicas. 6/8/2021 2 Reacciones de precipitación. Ecuaciones moleculares y ecuaciones iónicas. http://www.sanbuenaventura.org/fq/fq012015.jpg Estas reacciones tienen lugar al combinar determinados aniones y cationes. Como producto de la reacción se genera un sólido iónico insoluble llamado precipitado. Laboratorio Identificación de iones presentes en una solución. Análisis químico cualitativo. Industria Obtención de numerosos compuestos químicos. (Mg2+ del agua de mar como Mg(OH)2) Pb(NO3)2(aq) + 2 NaI(aq) PbI2(s) + 2 NaNO3(aq) Ecuación Molecular Pb2+(aq)+2NO3-(aq)+2Na+(aq)+2I-(aq) PbI2(s)+2Na+(aq)+2NO3-(aq) Ecuación Iónica Pb2+(aq)+ 2 I-(aq) PbI2(s) Ecuación Iónica Neta ¿Cómo se puede predecir la formación de un precipitado al hacer reaccionar dos compuestos químicos?. Reglas de solubilidad de compuestos iónicos Compuestos Solubles Excepciones ✔Compuestos que contengan iones de metales alcalinos (Li+, Na+, K+, Rb+, Cs+) y el ión amonio (NH4 +) ✔Nitratos (NO3 -), Bicarbonatos (HCO3 - ) Acetatos (CH3COO -) y Cloratos (ClO3 -) ✔Halogenuros (Cl-, Br-, I-) ✔Sulfatos (SO4 2-) ✔Halogenuros de Ag+, Hg2 2+ y Pb2+ ✔Sulfatos de Ag+, Ca2+, Sr2+, Ba2+, Hg2+ y Pb2+ Compuestos Insolubles Excepciones ✔Carbonatos (CO3 2-), Fosfatos (PO4 3-), Cromatos (CrO4 2-)y Sulfuros (S2-) ✔Hidróxidos (OH-) ✔Compuestos que contengan iones de metales alcalinos y el ión amonio (NH4 +) ✔Compuestos que contengan iones de metales alcalinos y el ión Bario (Ba2+) Química, 7ma edición, Chang R. et al. Reacciones ácido base. Propiedades generales de ácidos y bases. Neutralización ácido base. Reacciones ácido base. Propiedades generales de ácidos y bases. Neutralización ácido base. Nombre Fórmula Presente en Ácidos Ácido acético HC2H3O2 Vinagre Ácido acetilsalicílico HC9H7O4 Aspirina Ácido ascórbico H2C6H6O6 Vitamina C Ácido cítrico H3C6H5O7 Jugo de limón y de otros cítricos Ácido clorhídrico HCl Jugos gástricos (líquidos digestivos del estómago) Ácido sulfúrico H2SO4 Pilas y baterías Bases o Álcalis Amoníaco NH3 Limpiadores domésticos (solución acuosa) Hidróxido de calcio Ca(OH)2 Cal apagada (utilizada en construcción) Hidróxido de magnesio Mg(OH)2 Lechada de magnesio (antiácido y laxante) Hidróxido de potasio KOH Jabón suave Hidróxido de sodio NaOH Limpiadores de tuberías y hornos Química General, 8va edición, Petrucci R. H. et al. Ácidos ✔ Sabor agrio (acético y cítrico). ✔ Reaccionan con metales como Mg, Zn, Fe para formar H2(g). ✔ Cambian de azul a rojo el color del papel tornasol. ✔ Reaccionan con carbonatos y bicarbonatos para dar CO2(g). ✔ Las soluciones acuosas de los ácidos conducen la corriente eléctrica. Bases o Álcalis ✔ Sabor amargo. ✔ Al tacto son resbaladizas. ✔ Cambian de rojo a azul el color del papel tornasol. ✔ Las soluciones acuosas de las bases conducen la corriente eléctrica. 6/8/2021 3 Svante Arrhenius (1859-1927) Qco sueco Nobel 1903. Ácido: sustancia que se ioniza en agua para liberar iones H+ Bases: sustancia que se ioniza en agua para liberar iones OH- Limitación Johannes Brønsted (1879-1947) Qco danés. Ácido: sustancia que puede donar H+ Bases: sustancia que puede aceptar H+ Ventaja: no requiere que estén en solución acuosa Las reacciones ácido-base son aquellas donde hay transferencia de H+ Sustancias Neutras [H+] = [OH-] pH = 7 Las sustancias y su relación con el pH. Sustancias Ácidas [H+] > [OH-] pH entre 0 y 7 Sustancias Básicas [H+] < [OH-] pH entre 7 y 14 [H+] [OH-] [H+]=[OH-] Neutralización ácido base. Es la reacción entre un ácido y una base para formar sal y agua HCl(aq) + NaOH(aq) NaCl(aq) + H2O(l) H+(aq) + Cl-(aq) + Na+(aq) + OH-(aq) Na+(aq) + Cl-(aq) + H2O(l) H+(aq) + OH-(aq) H2O(l) Iniciando la reacción con cantidades molares iguales de ácido y de base, al final de la reacción se obtendría únicamente sal y no habría ácido o base remanentes. Esta es una característica de las reacciones de neutralización ácido-base. Reacciones de óxido reducción. Agentes oxidantes y reductores. Número de oxidación. Tipos de reacciones redox: combinación, descomposición, desplazamiento, desproporción. Formación de óxido de calcio (compuesto iónico formado por cationes Ca2+ y aniones O2-). 2 Ca(s) + O2(g) 2 CaO(s) 2 Ca(s) 2 Ca2+ + 4 e- Semirreacción de oxidación, hay pérdida de electrones O2(g) + 4 e- 2 O2- Semirreacción de reducción, hay ganancia de electrones Reacciones de óxido reducción. Agentes oxidantes y reductores. Las reacciones de oxidación-reducción o reacciones redox se caracterizan por la transferencia de electrones 2 Ca(s) +O2(g) + 4 e- 2 Ca2+ + 2 O2- + 4 e- Reacción Global 2 Ca(s) + O2(g) 2 CaO(s) Las sustancias oxidantes se reducen y oxidan a una sustancia reductora 0 0 +2 -2 Elemento pierde e- Elemento gana e- Aumenta su nº de oxidación Disminuye su nº de oxidación Se Oxida 2 Ca(s) 2 Ca2+ + 4 e- Se Reduce O2(g) + 4 e- 2 O2- Agente Oxidante Agente Reductor 6/8/2021 4 Número de oxidación. El número de oxidación (estado de oxidación) de un átomo es el número de cargas que tendría el átomo en una molécula o compuesto iónico, si los electrones fueran transferidos completamente Compuestos Covalentes o Moleculares HCl (no metal+no metal) Compuestos MetálicosCompuestos iónicos CaO (metal+no metal) 0 0 (+1) (-1) H2(g) + Cl2(g) 2 HCl(g) Reglas para asignar número de oxidación. Las sustanciassimples o elementos libres tienen número de oxidación cero (H2, Br2, Na, K, O4, P4, S8) En los iones monoatómicos el número de oxidación es la carga del ión (Na+ (+1), Ca2+ (+2), Al3+ (+3), I- (-1), S2- (-2) etc.) Metales alcalinos (+1), Metales alcalinotérreos (+2) y Al (+3) El número de oxidación del oxígeno es (-2), excepto en H2O2 y en el ión peróxido O22- que es (-1). El flúor es (-1) en todos sus compuestos. Cl, Br y I tienen número de oxidación negativo al formar halogenuros pero unidos al oxígeno en oxoácidos u oxoaniones poseen números de oxidación positivos. La suma de los números de oxidación de los átomos de una molécula neutra debe ser cero y en un ión será igual a la carga del mismo. H2O 2(+1)+(-2)=0 El número de oxidación del hidrógeno es (+1), excepto en compuestos binarios metálicos como LiH y CaH2 donde es (-1). Tipos de reacciones redox: combinación, descomposición, desplazamiento, desproporción. 0 0 +4 -2 S(s) + O2(g) SO2(g)Reacción de Combinación A + B C Reacción de Descomposición D E + F Reacción de Desplazamiento A + BC AC + B +1 -1 +1 -2 0 2H2O2(aq) 2H2O(aq) + O2(g) +2 -2 0 0 2 HgO(s) 2 Hg(l) + O2(g) 0 +1 -2 +3 -2 0 2 Al(s) + 3H2O(g) Al2O3(s) + 3H2(g) Reacción de Desproporción (Un mismo elemento se oxida y se reduce al mismo tiempo) D E + F Ejercicios y Problemas Muchas Gracias por su atención
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