Tema 12 - Reacciones químicas

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55UNI SEMESTRAL 2013 - III QUÍMICA TEMA 12
 REACCIONES QUÍMICAS
QUÍMICA
Una reacción química
no es algo que hay
que localizar trabajo-
samente, para placer
del ciéntifico; es algo
que "Esta ahí", alre-
dedor de cada indivi-
duo. El cuerpo mismo
es un vi-vero de reacciones; miles de ellas se desarrollan
en todas y cada una de las funciones fisiológicas del ser
vivo, continúan cuando muere y prosiguen más alla de
su mineralización.
No solo sus propias reacciones están al alcance de la
mente inteligente. Cada objeto que usa, cada opera-
ción que realiza, cada sistema que contempla contiene
grandes cantidades de reacciones químicas en pleno
desarrollo. Hasta las cosas aparentemente más inanima-
das se encuentran en constante transformación.
En la cocina de cada casa se quema carbón, gas, madera
u otro combustible, se hidrolizan los carbohidratos, se
hidro-genan los aceites, se oxida la mantequilla, se dege-
neran las proteínas. En un automóvil, combustiona la
gasolina también el caucho en las frenadas, se sulfata y
se oxida el plomo, se oxidan los metales, se transforman
los pigmentos de las pinturas, se decoloran las tapicerias.
Las sustancias que ocupan la superficie de tierra se oxi-
dan y carbonatan bajo la acción de los componentes
del aire, las aguas saladas de los mares atacan a los bu-
ques y a los componentes de las costas, oxidan, cloran
y disuelvan.
No hay sistema en reposo absoluto. El dinamismo es ca-
racterística fundamental, todo evoluciona sin parar. Todas
las sustancias que diariamente utilizamos son productos
de reacciones químicas actuales o remotas, espontáneas
o provocadas.
I. REACCIONES QUÍMICAS
Es aquel proceso de transformación de una o más sus-
tancias a una o más sustancias diferentes, donde se tie-
ne lugar a considerables cambios en la composición quí-
mica de las sustancias reaccionantes.
En el siguiente cuadro se muestra una reacción química
como es la descomposición del clorato de potasio.
 
A. Características
• Las sustancias que dan inicio al proceso se deno-
minan "reactantes", reactivos o reaccionantes",
mientras las sustancias formadas se denominan
como "productos o resultantes".
• Los productos son obtenidos debido a ruptura de
enlaces químicos en los reactantes y posterior
reordenamiento de átomos o iones en la formaicón
de estos productos.
• Las reacciones químicas solo ocurren por medio
de "choques efectivos" los cuales son choques
entre moléculas, átomos o iones de los reactantes
con adecuada orientación y considerable conte-
nido energético.
DESARROLLO DEL TEMA
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• Las cantidades de los reactantes intervienen pro-
porciones definidas. Lo mismo se manifiesta en-
tre las cantidades obtenidas de los productos.
• Se manifiestan cambios energéticos, mediante la
absorción o emisión de luz, calor, energía eléctrica.
• En estos procesos se considera correcta la ley
de la conservación de la masa.
B. Ecuación química
Es aquella expresión empleada para presentar a las
reacciones químicas, la cual nos brinda información
cuantitativa y cualitativa de las sustancias involucradas
en el núcleo. Para el proceso graficado en la figura
N°1, la ecuación correspondiente es:
2MnO
3(s) (s) 2(g)2KClO 2KCl 3O 
Las ecuaciones químicas representan un lenguaje
muy preciso y también muy versátil, que describe
los cambios químicos; pero:
¿Cómo escribir las ecuaciones químicas?
1. Se determinan la correcta identidad de los reac-
tantes y productos. Este paso incluye experimen-
tación en el laboratorio.
2. Se determinan las fórmulas moleculares correctas
de todas las sustancias moleculares en el proceso.
3. Se traza una flecha ( ) la cual nos va indicar el
sentido de ocurrencia para el proceso. La flecha
significa: se "produce, forma o da".
4. A la izquierda de la flecha se escriben las fórmulas
de los reactantes y se separan por medio de un
signo (+).
5. A la derecha de la flecha se escriben las fórmulas
de los productos y se separan también por medio
de un signo (+).
6. Se indica el estado físico de las sustancias utilizando
la siguiente notación:
(g): gas ( ) : desprendimiento de un gas
(s): sólido ( ) : sólido insoluble (precipitado)
( ) : líquido (ac): medio acuoso
7. Arriba o debajo de la flecha se puede anotar
alguna condición necesaria para que la reacción
se lleve acabo (temperatura, presión, calor, ca-
talizador, etcétera).
Evidencias de una reacción química
Son cambios que se manifiestan durante el desarrollo
de una reacción química. Aunque no todas se presen-
tan en una sola reacción, se tiene principalmente:
• Cambios térmicos
• Cambios de color
• Cambios en la presión
• Cambios de olor
• Cambios en volumen
• Cambios de sabor
• Desprendimiento de gases
• Formación de precipitados
C. Clasificación
1. Por su naturaleza
• Reacción de adición o combinación
Forma general:
A B AB 
Ejemplos:
2H2 + O2  2H2O síntesis


N2 + 3H2  2NH3
SO3 + H2O  H2SO4
C2H4 + H2  C2H6
CaO + CO2  CaCO3
• De descomposición o análisis
Forma general:
 QAB A B 
Ejemplos:
CaCO3  CaO(s) + CO2 ­
C3H5 (NO3)3  CO2 + H2O + N2 + O2
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2. Por el grado de sustitución
• Reacción de sustitución o desplazamien-
to simple “sustitución”
Forma general:
 A BC AC B  
Ejemplos:
Zn + HCl  _____________________
Ca + HNO3  _____________________
Na + H2SO4  _____________________
• Reacción de sustitución o desplazamiento
doble (metátesis)
Forma general:
 AB CD AD CB  
Ejemplos:
AgC + H2S  _________________
Ca(OH)2 + H2SO4  _________________
Fe(OH)3 + HC  O4  _________________
3. Por el número de fases
• Reacción homogénea
Cuando todos los componentes de la reac-
ción están en el mismo estado físico.
Ejemplos:
N2(g) + H2(g)  NH3(g)
H2(g) + I2(g)  HI(g)
• Reacción heterogénea
Cuando en la reacción se observan dos o más
estados físicos diferentes, para sus compo-
nentes.
Ejemplos:
Fe(s) + O2(g)  Fe2O3(s)
C(s) + O2(g)  CO2(g)
4. Por el sentido de la reacción
• Reacción irreversible o completa, es aquella
que va en un sólo sentido ( ); sólo el 5%
de las reacciones, son irreversibles.
Ejemplos:
Ca(OH)2(ac)+H2SO4(ac)  CaSO4(s)+H2O(l)
C3H8(g) + O2(g)  CO2 ­+ H2O(l)
• Reacción reversible: o incompleta o limi-
tada, va en dos sentidos ( ) el 95% de las
reacciones son reversibles.
Ejemplos:
PC 5 PC  3 + C 2
N2 + H2 NH3
5. Por la transferencia de energía
• Reacción exotérmica
Es aquella donde la energía de los productos
es menor que la energía de los reactantes,
lo que significa que dicha reacción ha libera-
do energía; se le conoce porque el medio
que lo rodea se siente más caliente luego de
la reacción.
– Complejo activado (AB): En realidad
antes de producirse la reacción final los
reactantes chocan o se pegan en un tiem-
po pequeño, a la unión de estos reactan-
tes se llama complejo activado (AB).
– Sea la reacción siguiente:
En una etapa: A + B  C + D
Dividiendo en dos etapas:
1. A + B AB Complejo
Activado
2. AB  C + D  Segunda etapa
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Veamos gráficamente:
HAB
HR
HP
AB
Hr Hd
Ha
Avance de
la reacción
o
H ( )kcal/mol
Donde:
HR : Energía de los reactantes.
HAB : Energía del complejo activado.
HP : Energía de los productos.
 Ha : Entalpía de activación.
 Hd : Entalpía de descomposición.
 Hr : Entalpía de reacción.
Analicemos:
–  Ha: HAB – HR (  Ha > 0 )
–  Hd: HP – HAB (  Hd < 0 )
–  Hr: HP – HR (  Hr < 0 )
Notación de una reacción exotérmica
– A + B  C + D + 2,3 kcal/mol
– A + B  C + D;  Hr = –2,3 kcal/mol
– 2A + 2B  2C + 2D;  Hr = –4,6 kcal/mol
– A B C D
2 2 2 2
    Hr = –1,15 kcal/mol
• Reacción endotérmica
Es aquella donde la energía de los productos
es mayor que lade los reactantes, debido a
que ha ganado o absorbido calor del medio
externo razón por la que después de la reac-
ción este medio externo se siente más frío.
Sea la reacción:
A + B  C + D
Veamos gráficamente:
HAB
HP
HR
o
H ( )kcal/mol
Ha
Hd
Hr
AB
A+B
Reacción
Donde:
• Ha = HAB – HR ( Ha > 0)
• Hd = HP – HAB ( Hd < 0)
• Hr = HP – HR ( Hr > 0)
Notación de una reacción endotérmica
• A + B + 1,8 kcal/mol  C + D
• A + B  C + D; Hr = 1,8 kcal/mol
6. Reacción de combustión
Es una reacción de oxigenación muy violenta
(rápida), con desprendimiento de luz y calor y
también de fuego, si la reacción se da con ex-
ceso de oxígeno tal que se queme completa-
mente el combustible esto se llama de combus-
tión completa, en cambio si la reacción se da
con defecto de oxígeno esta será combustión
incompleta.
• Combustión completa
Se quema totalmente el combustible.
Ejemplos:
• Mg + O2  MgO + Luz blanca
• Fe + O2  Fe2O3 + Luz naranja
• C3H8 + O2  CO2 + H2O + fuego azul
• C2H2 + O2  CO2 + H2O + fuego azul
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Problema 1
Respecto a los siguientes procesos:
I. Sublimación del yodo.
II. Fermentación del jugo de uva.
III. Corrosión del clavo.
Indicar cuales corresponden a reaccio-
nes químicas.
UNI
Nivel fácil
A) Solo I B) I y II
C) II y III D) Solo III
E) Solo II
 Resolución:
I. Falso
La sublimación del yodo es un proce-
so físico se manifiesta un cambio de
sólido a vapor.
II. Verdadero
La fermentación del jugo de uva
genera una bebida con contenido
de alcohol etílico, lo cual corres-
ponde a un cambio químico el cual
ocurre por medio de una reacción
química.
III. Verdadero
La corrosión del clavo implica la for-
mación de óxido mediante reac-
ción química.
Respuesta: C) II y III
Problema 2
Indique una reacción de descomposión.
 UNI
Nivel intermedio
• H2 + O2  H2O + fuego azul
• 2 2C O CO fuego azul  
• Combustión incompleta
No se quema todo el combustible.
Ejemplos:
C3H8 + O2  CO + H2O + fuego amarillo
C3H8+O2  CO+C+H2O + fuego amarillo
7. Por la transferencia o no de e-
• Reacción de no Redox
Aquella donde no hay ganancia ni perdida
de e , osea no hay cambio en el N.O. de
sus elementos.
Ejemplos:
– AgC + H2S  Ag2S + HC (metátesis)
– SO3 + H2O  H2SO4 (de hidrólisis)
– NaOH + HC  NaC + H2O (de neutralización)
• Reacción de Redox
Aquella que contiene uno o más elementos
cuyo N.O. varían. Puede ser de 3 clases:
– Reacción de redox intermolecular
Aquella donde los agentes oxidante y re-
ductor, caen en moléculas diferentes.
Ejemplos:
– Reacción de redox intramolecular
Aquella donde los agentes: oxidante y re-
ductor, caen en la misma molécula o fórmula.
Ejemplo:
– Reacción de desproporcionación o dis-
mutación (Autoredox): Aquella en don-
de de la misma sustancia, algunas molé-
culas se oxidan y otras se reducen.
Ejemplo:
 
problemas resueltos
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 REACCIONES QUÍMICAS
TEMA 12
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A) 4 2 2 2CH O CO H O  
B) 2 2 2H O H O 
C) 6 12 6 2 5 2C H O C H OH CO 
D) 3 2 2 2NH O NO H O  
E) 2NaOH HCl NaCl H O  
Resolución:
Reacción de descomposición:
unreactante A B ...  
6 12 6 2 5 2
un reactante
C H O C H OH CO  
Respuesta: C) 6 12 6 2 5 2C H O C H OH CO 
Problema 3
Respecto al siguiente proceso químico:
(s) (ac) 2(ac) 2(g)Zn HCl ZnCl H  
I. Es un proceso redox.
II. Es una reacción de descomposición.
III. Es una reacción homogénea.
UNI
Nivel intermedio
A) Solo I B) Solo II
C) II y III D) I y II
E) I y III
Resolución:
Es un proceso redox y de desplaza-
miento simple.
Respuesta: A) Solo I