Explosión

Ecuación

Fórmulas Químicas

Formación de algo nuevo

Compuestos Cambio

Colores

Laboratorio

Elementos

Reactivos y productos

En un proceso químico (o reacción química) se produce una profunda alteración de la materia.

Durante este proceso los átomos de una o mas sustancias (reactivos) se reorganizan para conformar diferentes sustancias (productos) a las de partida.

Para representar abreviadamente las reacciones químicas se utilizan las ecuaciones químicas.

En una ecuación química se escriben las fórmulas de los reactivos a la izquierda y las de los productos a la derecha separados por una flecha:

Reactivos Productos

2A + B2 2AB

Símbolos utilizados en las ecuaciones

Símbolo Significado

+ Separa dos o mas reactivos o productos

Separa reactivos de productos

(s) Indica el estado sólido

(l) Indica el estado líquido

(g) Indica el estado gaseoso

(ac) Identifica la disolución en agua.

C3H8 + O2 CO2 + H2O(g) (g) (g) (g)

Flecha: produce

condicionesSubíndice:

número de átomos

coeficiente

Temperatura, presión,

solventes, catalizador

productos

reactivos

Algunos cambios químicos pueden distinguirse mediante evidencias relacionadas con la formación de una o varias sustancias nuevas. En general es posible observar la aparición de alguno de los siguientes efectos: Se produce un gas (producción de burbujas) Se produce un sólido insoluble (precipitado), Se observa un cambio de color o turbidez permanentemente. Se observa un cambio de temperatura

Exotérmico – se libera calor. Endotérmico – se absorbe calor.

•Síntesis

•Descomposición

•Desplazamiento simple

•Desplazamiento doble

•Combustión

2Na (s) + Cl2 (g) 2 NaCl (s)

A + B AB

+

Reacciones de síntesis (combinación)• Los elementos se unen 2H2(g) + O2(g) 2H2O(l)elemento + elemento compuesto

• Los compuestos se unen 6CO2(g) + 6H2O(l) C6H12O6(s) + 6O2(g)

2Na(s) + O2(g) Na2O(s) Na2O(s) + H2O(l) 2NaOH(ac)

Actividad experimental con sodio metálico

Reacciones de descomposición (análisis)• Un compuesto se rompe en dos elementos.

2H2O(l) 2H2(g) + O2(g) compuesto elemento + elemento

• Un compuesto se rompe en dos compuestos. NaHCO3(ac) 2Na2CO3(ac) + H2O(l) + CO2(g) compuesto compuesto + compuestos

• Un compuesto se rompe en un compuesto y un elemento. 2 H2O2(l) 2 H2O(l) + O2(g)

compuesto compuesto + elemento

Actividad experimental electrólisis y genio de la lámpara

Reacciones de desplazamiento simple

Mg (s) + Cu2SO4 (s) MgSO4(s) + Cu (s)

A + BX AX + B

+ +

Un elemento reemplaza a otro en un compuesto. Zn(s) + 2HCl(ac) H2(g) + ZnCl2(ac) elemento + compuesto elemento + compuesto

Actividad experimental con tira de magnesio

En las reacciones de simple desplazamiento un metal en estado fundamental o no combinado desplaza a otro metal de un compuesto debido a que tiene una mayor actividad química.

Series de Actividad: Es una serie de metales arreglados por orden de reactividad

química. Los metales por debajo del hidrógeno en la serie de actividad

no reaccionan con ácidos.

KNaCaMgAlZnFeNiSnPbHCuAgAu

Más activo

Zn(s) + CuCl2(ac) Cu(s) + ZnCl2(ac)

Cu(s) + ZnCl2(ac) Zn(s) + CuCl2(ac)

Zn(s) + HCl(ac) H2(g) + ZnCl2(ac)

Cu(s) + HCl(ac) H2(g) + CuCl2(ac)

Los elementos más activos desplazan de los compuestos a los menos activos.

Serie Electromotriz (de actividad)

Metales activos:Incluidos la mayoría de metales de los grupos I, II.Li> K> Ba> Sr> Ca> Na

Los metales activos reaccionan directamente con el agua:

2Na + 2H2O(l) 2NaOH(ac) + H2(g)

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Serie de actividad para no-metales:

Esta serie de actividad explica lo siguiente:

Cl2(g) + 2NaBr(ac) 2NaCl(ac) + Br2(l)

Cl2(g) + NaF(ac) NR

Más activo

FClBrI

Reacciones de doble desplazamiento

AC + BX AX + BC

2NaOH (ac) + CuCl2 (ac) 2NaCl(ac) + Cu(OH)2 (s)

Un elemento de un compuesto cambia lugar con otro elemento de otro compuesto.

H2SO4(ac) + 2NaOH(ac) Na2SO4(ac) + 2H2O(l) compuesto + compuesto compuesto + compuesto

Los principales tipos de reacciones pueden ser subclasificadas de diversas formas:

Reacciones de neutralizaciónEs un tipo especial de reacciones de doble desplazamiento que involucran la reacción entre un ácido y una base para formar sal y agua.Usualmente este tipo de reacciones liberan energía en forma de calor.Por ejemplo, se usa como “antiácido” una suspensión de hidróxido de magnesio en agua, es decir, para neutralizar el exceso de ácido en el estómago:

2HCl (aq) + Mg(OH)2 (s) MgCl2 (aq) + 2H2O (s) ácido + base sal + agua

Reacciones de óxido-reducciónCualquier reacción para la cual los elementos experimenten un cambio en su número de oxidación. Por ejemplo: S + O2 SO2

En esta reacción tanto el azufre como el oxígeno tienen un número de oxidación de cero antes de la reacción. Después de la reacción para el azufre es +4 y para el oxígeno es -2.

Actividad experimental

Reacciones de precipitaciónLas reacciones acuosas que involucran la formación de un sólido (precipitado).

2KI (ac) + Pb(NO3)2 (ac) 2KNO3 (ac) + PbI2 (s) compuesto soluble + compuesto soluble compuesto insoluble

Reacciones de combustión1. Un hidrocarburo (un compuesto que contiene solamente carbono e hidrógeno) se combina con oxígeno. Los productos de la combustión son dióxido de carbono y agua.

CH4 (s) + 2O2 (g) CO2 (g) + 2H2O(g) hidrocarburo + oxígeno dióxido de carbono + agua

2. Cuando los metales se queman en presencia de oxígeno, la reacción de combustión también es un proceso de óxido-reducción. Por ejemplo, la corrosión del hierro.

4Fe(s) + 3O2(g) 2Fe2O3 (s)

Actividad experimental

El proceso de ajustar (o igualar) la ecuación consiste en colocar números delante de las fórmulas (coeficientes) para garantizar que exista el mismo número de átomos en los reactivos que en los productos, ya que en una reacción química no pueden desaparecer o crearse átomos. O lo que es lo mismo:En una reacción química la masa permanece constante (Ley de Conservación de la Masa o Ley de Lavoisier).Con ello garantizamos que los reactivos están en las proporciones justas (cantidades estequiométricas) para reaccionar.

CH4(g) + 2 O2(g) CO2(g) + 2 H2O(g)

Reactivos: CH4 y O2

Productos: CO2 y H2O

Coeficiente del oxígeno: 2

Coeficiente del agua: 2

Para que se verifique una reacción química ha de producirse:

• Una ruptura de los enlaces en los reactivos. Lo que generalmente implica aportar energía.• Un reagrupamiento de los átomos de forma distinta.• Una formación de nuevos enlaces para formarse los productos. Lo que generalmente implica un desprendimiento de energía.

En el balance final de energía para el proceso puede ocurrir:Energía aportada > Energía desprendida. La reacción, en conjunto, absorbe energía (calor). Reacción endotérmica.

Energía aportada < Energía desprendida. La reacción, en conjunto, desprende energía (calor). Reacción exotérmica.

El calor absorbido o desprendido puede añadirse a la ecuación química como un elemento más del proceso:

CH4 + 2 O2 CO2 + 2 H2O + 875 kJ (Proceso exotérmico)

2 KClO3 + 89.4 (kJ) 2 KCl + 3 O2 (Proceso endotérmico)

Una molécula de metano

Dos moléculas de oxígeno

Una molécula de dióxido de

carbono

Dos moléculas de agua

CH4 2O2 CO2 2H2O

Masa de reactivos:16.0 + 64.0 = 80.0 g

Masa de productos:44.0 + 36.0 = 80.0 g=

16.0 g 2x 32.0 = 64.0 g 44.0 g 2x 18.0 = 36.0 g

1 mol

de CH4

2 moles

de O 2

1 mol

de CO 2

2 moles

de H 2O

reaccionan con para dar

CH4 (g) + 2 O2(g) CO2(g) + 2 H2O(l)

En alguna ocasiones uno de los reactivos puede agotarse, haciendo que la reacción se detenga, recibiendo el nombre de reactivo limitante.

Estequiometría de la reacción (relación cuantitativa entre reactivos y productos en una reacción)