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Ciencias Básicas y Sus Tecnologías Química CURSO: Segundo Curso Bachillerato Científico Primer Curso Bachillerato Técnico CAPACIDAD: Utiliza en situaciones problemáticas la notación, nomenclatura y balanceo de las reacciones químicas. TEMA: Reacción de Composición o síntesis, de Descomposición o análisis, de Desplazamiento o sustitución y de Reacción de Doble Intercambio. INDICADORES: Emplea correctamente los símbolos adecuados para representar fórmulas químicas determinadas. Aplica los conceptos en el balanceo de las reacciones químicas. Completa correctamente las ecuaciones químicas propuestas. Clasifica correctamente los tipos de reacciones. Observación: Queda a criterio del docente agregar más indicadores y/o aumentar puntaje (1 punto por indicador). Toma nota de todo lo bueno que tienes, borra lo malo y multiplica tus posibilidades de superar las dificultades. ¡Lo estás haciendo bien! DESARROLLO DE LA ESTRATEGIA METODOLOGICA: Inicio I- Para empezar ¿Qué es una reacción química? Las reacciones químicas son fenómenos químicos donde ocurre una transformación de la materia. Estas reacciones son representadas por medios de ecuaciones químicas como la siguiente: A + B C + D Aquí, de manera general, A y B representan a los reactivos y C y D representan a los productos. La doble significa la dirección en la que la transformación se está realizando. Observación: No siempre es conveniente la utilización de estas letras para la representación de las ecuaciones químicas, podemos encontrar diversas informaciones que emplean otras letras del alfabeto pudiendo ser estas representadas por cualquiera de esas letras. Desarrollo II- Analizamos la información y luego la resumimos en el cuaderno. Para que una reacción química ocurra, las partículas deben chocar con una orientación específica y con un monto mínimo de energía. Debemos diferenciar muy bien entre dos conceptos básicos: las ecuaciones químicas y las reacciones químicas. Las reacciones químicas son procesos por los cuales se generan sustancias nuevas (productos) a partir de sustancias de partida (reactivos), mientras que una ecuación química es la representación de una reacción química. Aquí los reactivos se escriben a la izquierda, y los productos a la derecha, ambos separados por una flecha que indica la dirección de la reacción. Es importante recordar que las reacciones químicas según su complejidad pueden ser: A. Reacciones de composición o síntesis B. Reacciones de descomposición o análisis C. Reacciones de desplazamiento o sustitución D. Reacciones de doble descomposición o intercambio A. Reacciones de composición o síntesis: Es cuando elementos o compuestos más sencillos se unen para formar un compuesto más complejo. Cuando los elementos reaccionan entre sí, estos lo hacen con su atomicidad. Si no se especifican las valoraciones con que actúan, se considera el menor número de oxidación. Fórmula química: A + B → C. Un ejemplo sencillo para este caso sería la formación del agua a partir del hidrógeno gas y el oxígeno gas: Ecuación química: 2H2 (g) + O2 (g) → H2O (g) Este tipo de reacciones se identifica fácilmente, ya que en el segundo miembro de la ecuación no aparece más que una sustancia. Por ejemplo: a) Metal + oxígeno → óxido básico 2K + O2 → 2K2O Potasio + Oxígeno→ óxido de potasio b) No metal + oxígeno →óxido ácido C + O2 → CO2 Carbono+ Oxígeno → Anhídrido carbónico c) Óxido básico + agua → hidróxido Na2O + H2O →2 NaOH Óxido de sodio + agua → Hidróxido de Sodio d) Óxido ácido + agua → ácido SO3 + H2O → H2SO4 Anhídrido sulfúrico+ agua → Ácido sulfúrico B. Reacciones de descomposición o análisis: En una reacción de descomposición, una sola sustancia se descompone o se rompe, produciendo dos o más sustancias distintas. A este tipo de reacciones se le puede considerar como el inverso de las reacciones de combinación. Fórmula química: AB → C + D. Un ejemplo para este caso sería la descomposición del yodato de sodio en yoduro de sodio y oxígeno gas: Ecuación química: 2NaIO3(s) → 3O2 (g) + 2NaI(s) Otros ejemplos: e) Peróxido de hidrógeno (l) → Agua(l) + Oxígeno(g) (fotólisis) 2H2O2 (l) → 2H2O (l) + O2(g) f) Nitrato de metal(aq) → Nitrito de metal(aq) + Oxígeno(g) Ma (NO3)b(aq) → Ma(NO3)b(aq) + O2(g) g) Carbonato del Metal(aq) → Óxido binario(aq) + Dióxido de carbono(g) Ma (CO3)b(aq) → MaOb(aq) + CO2(g) h) Perclorato del Metal(aq) → Cloruro de metal(aq) + Oxígeno(g) Ma (ClO4)b(aq) → MClb (aq) + O2(g) C. Reacciones de desplazamiento o sustitución: En una reacción de desplazamiento, una sustancia desplaza a uno o más átomos que integran una molécula para formar una nueva. Aquí se producen el nuevo compuesto y los átomos desplazados quedan como producto, ambas siendo sustancias distintas. Fórmula química: AB + C → CB + A. Un ejemplo para este caso sería el desplazamiento del ión hidrógeno del ácido clorhídrico por el zinc para producir hidrógeno gas y cloruro de zinc acuoso: Ecuación química: Zn(s) + 2HCl(ac) → ZnCl2(ac) + H2(g) Algunas reacciones características de sustitución simple son: a. Metal + ácido → sal + hidrógeno 2 Al + 3 H2SO4 → Al2(SO4)3 + 3H2 b. Metal + agua → hidróxido + hidrógeno Ca + 2 H2O → Ca(OH)2 + H2 c. Metal 1+ sal 1 → sal 2+ metal 2 Cu + 2 AgNO3 → Cu(NO3)2 + 2 Ag d. Halógeno + sal binaria → sal binaria + halógeno Cl2 + 2 NaBr → 2 Na Cl + Br2 Otros ejemplos: Es necesario aclarar que, en este tipo de reacciones, el elemento más electronegativo desplaza al elemento menos electronegativo y que I2(g) + ZnBr2(aq), por ejemplo, no puede ocurrir ya que F > Cl > Br > I. D. Reacciones de doble descomposición o intercambio: En una reacción de doble desplazamiento o intercambio, los iones de carga positiva de dos moléculas diferentes son intercambiados. Aquí se producen dos nuevos compuestos. Fórmula química: AB + CD → CB + AD. Un ejemplo para este caso sería intercambio entre el litio del permanganato de litio con el magnesio del óxido de magnesio para producir óxido de litio y permanganato de magnesio: Ecuación química: 2LiMnO4 (ac) + MgO (ac) → Li2O (ac) + Mg (MnO4)2(ac) Se pueden dar los siguientes casos: a. Reacciones de neutralización(total o parcial): ocurren cuando reacciona un ácido con una base, los productos son agua y una sal, pueden ser: Total: Ácido + base → Sal neutra + agua 3 HIO + Fe (OH)3 → Fe(IO3) + 3 H2O Parcial: Ácido + base → Sal ácida + agua, (ocurre una neutralización parcial del ácido) H3PO4 + Ni (OH)2 → Ni (HPO4) + 2 H2O Ácido + base → Sal Básica + agua, (ocurre una neutralización parcial de la base) HNO2 + Pb (OH)2 → Pb (OH) (NO2) + H2O b. Formación de ácido: ocurre cuando reacciona un ácido fuerte(H2SO4, HNO3, HClO4,HCl,HBr,etc.), con una sal obteniendo sal del ácido y ácido de la sal. El ácido más utilizado es el sulfúrico, el ácido formado deberá ser más débil, o más volátil que el inicial. Por ejemplo: H2SO4 + 2 Ag (MnO4) → Ag2 (SO4) + 2 HMnO4 c. Formación del CO2 y H2O : ocurre al reaccionarun carbonato con un ácido, dando lugar a la sal correspondiente, anhídrido carbónico y agua. Por ejemplo: Ba (CO3) + 2 HClO4 → Ba (ClO4)2 + CO2 + H2O d. Formación de sales (intercambio de iones) o reacciones de metátesis: ocurre cuando reaccionan dos sales solubles, éstas intercambian sus cationes originándose dos nuevas sales, las cuales también deben ser solubles. Por ejemplo: Na2 (CrO4) + Pb (NO3)2 → 2 Na (NO3) + Pb (CrO4) ACTIVIDADES: 1. Completo las siguientes reacciones y escribo la ecuación balanceada: a) Arsénico + Oxigeno → Anhídrido Arsénico As4 + 5O2 2As2O5 Ej. b) Clorato de Cesio → c) Carbonato de Bario → d) Plata + Hidrógeno → e) Ácido hipobromoso → 2. Clasifico las reacciones del ejercicio 1 según el tipo de reacción: a) Arsénico + Oxigeno → –– combinación o síntesis. Ej. b) Clorato de Cesio →_____________________________ c) Carbonato de Bario → ___________________________ d) Plata + Hidrógeno →_____________________________ e) Ácido hipobromoso →___________________________ 3. Balanceo y clasifico las siguientes reacciones según el tipo de reacción: a) HCl(ac) + Fe(s) → FeCl2(s) + H2(g) b) Cu(s) + AgNO3(ac) → Ag(s) + Cu(NO3)2(ac) c) H2CO3(ac) → H2O(l) + CO2(g) d) Al(s) + N(g) → Al2N3(s) 4. Predigo si ocurrirán las siguientes reacciones a) 2 K + Zn Cl2 → _____________________ b) Cl2 + H F → _______________________ c) 3 Fe + Na3PO4 → ____________________ 5. Describe brevemente la importancia de las reacciones químicas MEDIOS DE VERIFICACIÓN: Queda a criterio del docente los medios de verificación que utilizará. PUNTAJE: puntos. Bibliografía: Burns, R. A. (1996). Fundamentos de Química (2a ed.). México: Prentice Hall Hispanoamericana. CHANG, R. Principios Esenciales de Química General, Cuarta edición, McGraw-Hill, Madrid, 2006. Díaz, J. C., Fontal, B., Combita, D., Martínez, C., & Corma, A. (2013). Síntesis de nano- au soportados en óxidos metálicos y su actividad catalítica en reacciones de oxidación de co. Revista Latinoamericana De Metalurgia y Materiales, 33(1), 43-53. Sherman, A., Sherman, S. J., y Russikoff L. (2006). Conceptos básicos de Química (7a ed.). México: CECSA. Docentes responsables del contenido: Lic. Angel Dario Cabrera Pereira Lic. Fernando Darío Imas Núñez Docentes responsables de la edición: Mg. Zulma Beatriz Bogado Florentín, Coordinador de la disciplina: Lic. Clara Cristina Zarate Riveros Coordinador del Área: Lic. María Cristina Carmona Rojas
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