UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS

UNMSM-CENTRO PREUNIVERSITARIOCiclo 2015-IUNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOSUniversidad del Per, DECANA DE AMRICACENTRO PREUNIVERSITARIOQumicaSEMANA N 7

REACCIONES QUIMCAS, BALANCE DE ECUACIONES Y REACCIONES NUCLEARES

Las reacciones qumicas son procesos en los cuales las sustancias denominadas reactivos o reactantes se transforman en nuevas sustancias denominados productos. Las reacciones qumicas se representan a travs de ecuaciones qumicas:

En la prctica, toda reaccin qumica debe ser representada correctamente; en el caso de la reaccin del metal magnesio con el cido clorhdrico, se observa el desprendimiento de un gas: el hidrgeno molecular.

Esta reaccin de desplazamiento se debe representar correctamente con la siguiente ecuacin:

Mg(s) + 2HCl (ac) MgCl2(ac) + H2(g)

Cuando la reaccin se presenta correctamente balanceada se ratifica la ley de la conservacin de las masas conocida como Ley de Lavoisier, presente en toda reaccin qumica. Para tal efecto, se cumple que el nmero de tomos de cada elemento deber ser igual en ambos miembros de la ecuacin. Luego, la masa total de los reactantes ser igual a la masa total de los productos.

TIPOS DE REACCIONES

A) Por la naturaleza de los reactantes

Reaccin de adicin

NH3(g) + HCl(g) NH4Cl(s)

Reaccin de sustitucin o desplazamiento simple

Zn(s) + 2HCl(ac) ZnCl2(ac) + H2(g)

Reaccin de doble sustitucin o mettesis:

2HBr(ac) + Ba(OH)2(ac) BaBr2(ac) + 2H2O(l)

Reaccin de descomposicin

2N2O(g) + calor 2N2(g) + O2(g)

B) Por la energa involucrada

Reaccin endotrmica

2Cu(s) + O2(g) + calor 2 CuO(s)

Reaccin exotrmica

2Al(s) + 6HCl(ac) 2Al Cl3(ac) + 3H2(g) + calor

C) Por la composicin final

Reaccin reversible

H2 (g) + I2 (g) + calor 2 HI (g)

Reaccin irreversible

Zn(s) + 2HCl(ac) ZnCl2(ac) + H2(g)

D) Por el nmero de oxidacin Reacciones redox SnCl2(ac) + 2FeCl3(ac) SnCl4(ac) + 2FeCl2(ac)

Reduccin: Fe3+ + 1e Fe2+ Oxidacin: Sn2+ 2 e Sn4+

Igualando el N de electrones perdidos y ganados para obtener los coeficientes que igualan la reaccin:

Reduccin:2 Fe3++2 e 2 Fe2+ Oxidacin:Sn2+2e Sn4+

Reacciones no redox KOH + HCl KCl + H2OREACCIONES NUCLEARES

Son transformaciones que se producen a nivel del ncleo; de este modo, un elemento se transforma en otro elemento.

Se clasifican en:

A) Reacciones de descomposicin radiactiva

Po Pb Bi Po Pb

B) Fisin nuclear

C) Fusin nuclear

SEMANA N 7 REACCIONES QUMICAS Y NUCLEARES.

1.Las ecuaciones qumicas son las representaciones de los cambios qumicos que ocurren en la naturaleza, cambios como por ejemplo la formacin de una sal (NaBr), la combustin de una sustancia o la oxidacin de un metal. En todos estos cambios se cumple la ley de la conservacin de la materia. Aunque esto ltimo no se cumple en las reacciones nucleares en las cuales parte de la materia es convertida en energa. Al respecto, marque la secuencia correcta de verdadero (V) o falso (F)

I.Las reacciones qumicas se pueden clasificar segn el comportamiento de las sustancias reaccionantes.II.En las ecuaciones qumicas, los coeficientes estequiomtricos evidencian la conservacin de la materia.III.En las reacciones nucleares se liberan partculas nucleares y energa.

A) FVVB) FFVC) VVVD) VVFE) VFV

Solucin:

I.VERDADERO. Las reacciones qumicas se pueden clasificar segn el comportamiento de las sustancias reaccionantes, pueden ser de adicin, descomposicin, sustitucin y mettesis.II.VERDADERO. En las ecuaciones qumicas los coeficientes estequiomtricos evidencian la conservacin de la materia, ya que igualan la misma cantidad de tomos en ambos miembros de la reaccin.III.VERDADERO. En las reacciones nucleares se liberan partculas nucleares como las emisiones alfa y beta y energa en forma de ondas electromagnticas.Rpta.: C

2.Indique la correspondencia correcta entre clasificacin segn el comportamiento de las sustancias y reaccin:

a) Descomposicin( ) Zn(s) + 2 HCl(ac) ZnCl2(ac) + H2(g)b) Adicin( ) CaCO3(s) + calor CO2(g) + CaO(s)c) Mettesis( ) CaO(s) + H2O( ) Ca(OH)2(ac)d) Sustitucin( ) NaOH(ac) + HNO3(ac) NaNO3(ac) + H2O() + calor

A) adcbB) dabcC) abdcD) cdbaE) cbad

Solucin:

a) Descomposicin( d )Zn(s) + 2HCl(ac) ZnCl2(ac) + H2(g)b) Adicin( a )CaCO3(s) + calor CO2(g) + CaO(s)c) Mettesis( b )CaO(s) + H2O( ) Ca(OH)2(ac)d) Sustitucin ( c )NaOH(ac) + HNO3(ac) NaNO3(ac) + H2O( l ) + calorRpta.: B

3.Indique la reaccin que es exotrmica y redox a la vez.

A) CaCO3(s) + Q CaO(s) + CO2(g)

B) (NH4)2Cr2O7(s) + Q N2(g) + 4H2O(g) + Cr2O3(s)

C) 2 CO(g) + O2(g) 2 CO2(g) + Q

D) CaO(s) + H2O() Ca(OH)2(s) + Q

E) NaOH(s) + HC(ac) NaC(s) + H2O() + Q

Solucin:

A) CaCO3(s) + Q CaO(s) + CO2(g) endotrmica , no redoxB) (NH4)2Cr2O7(s) + Q N2(g) + 4H2O(g) + Cr2O3(s) endotrmica , redox

C) 2 CO(g) + O2(g) 2 CO2(g) + Q exotrmica, redox

D) CaO(s) + H2O() Ca(OH)2(s) + Q exotrmica, no redox

E) NaOH(s) + HC(ac) NaC(s) + H2O() + Q exotrmica, no redoxRpta.: C

4.Despus de balancear las reacciones qumicas siguientes

I)

II) Marque la alternativa que contiene, respectivamente, la suma de los coeficientes estequiomtricos en cada una de ellas.

A) 13 y 12B) 13 y 11C) 12 y 11D) 12 y 12E) 13 y 13

Solucin:

Balanceando las reacciones por tanteo, primero, metal, no metal, hidrgeno y oxigeno se tiene:

I) coef. = 13

II) coef. = 12Rpta.: A

5.Despus de balancear la siguiente ecuacin qumica:

HNO3(ac) + S(s) H2SO4 (ac) + NO(g)

Marque la secuencia correcta de verdadero (V) o falso (F).

I.El cido ntrico es el agente oxidante.II.El agente reductor es el azufre y su coeficiente es 1.III.Se transfieren 6 moles de e por mol de especie oxidada.

A) VVF B) FFVC) VVVD) FVFE) FFF

Solucin:

2 NO3 + 8H+ + 6 e 2NO + 4H2O semirx. de reduccin . S + 4 H2O 6 e SO42- + 8H+ semirx. de oxidacin. 2 NO3 + S 2 NO + SO42-Ecuacin balanceada: 2HNO3(c) + S (s) H2SO4 (ac) + 2 NO(g)

I.VERDADERO.El cido ntrico es el agente oxidante.II.VERDADERO.El azufre al oxidarse acta como el agente reductor y al balancear su coeficiente es 1III.VERDADERO.Se trasfieren 6 moles de electrones por cada mol de H2SO4 (especie oxidada) producido.Rpta.: C

6.Determine la relacin correcta de verdadero (V) o falso (F) al balancear la siguiente semireaccin correspondiente al in manganato: MnO42- Mn2+

I.Se pierden 4 moles de e por mol de manganato ( MnO4) 2-.II.El coeficiente de los protones es 4.III.Se forman 4 moles de agua.

A) VFVB) FVFC) VVFD) FVVE) FFV

Solucin:

BalanceandoMnO42- + 8 H+ + 4 e Mn2+ + 4 H2O

I.FALSO. Se ganan 4 moles de e por mol de MnO42-, esta especie se reduce. II.FALSO. El coeficiente de los protones es 8.III.VERDADERO. Se forman 4 moles de agua.Rpta.: E

7.Marque la alternativa correcta con respecto a las reacciones nucleares.

A) Se cumple la ley de conservacin de la materia.B) Se forman nuevos elementos.C) La emisin gamma est formada por ncleos de helio.D) En las de fusin se forman especies de menor masa.E) La emisin beta est formada por ondas electromagnticas.

Solucin:

A)INCORRECTA. No se cumple la ley de conservacin de la materia, una parte es transformada en energa.B)CORRECTA. Se forman nuevos elementos, no es una unin qumica entre tomosC)INCORRECTA. La emisin gamma est formada por ondas electromagnticas. D)INCORRECTA. En las de fusin se forman especies de mayor masa.E)INCORRECTA. La emisin beta est formada por electrones.Rpta.: B

8.Determine las emisiones que se producen al completar la siguiente serie

Po Pb Bi Po Pb

A) B) C) D) E) Solucin:

Po Pb Bi Po PbRpta.: A

9.Marque la alternativa que identifica y completa la reaccin nuclear

+ ________ + + 2 + Energa

A) fisin; B) fusin; C) fusin; D) fusin; E) fisin;

Solucin:

Fisin: + + + 2 + EnergaRpta.: A

EJERCICIOS DE REFORZAMIENTO PARA LA CASA

1.Despus de balancear la reaccin: ZnS + O2 ZnO + SO2 , se cumple que

A) es de mettesis, irreversible y redox.B) la suma de los coeficientes de los reactantes es 5.C) el agente oxidante es la sal haloidea.D) el agente reductor es el oxgeno.E) cada mol de oxgeno gana 2 moles de electrones.

Solucin:

Balanceando la ecuacin: 2 (S2- - 6 e S4+) semirx. de oxidacin. 3 (O20 + 4 e 2 O2-) semirex. de reduccin

2 S2- + 3 O20 2 S4+ + 6 O2-

La ecuacin balanceada es: 2 ZnS + 3 O2 2 ZnO + 2 SO2

A) INCORRECTO. Es de sustitucin, irreversible y redoxB) CORRECTO. La suma de los coeficientes de los reactantes es 5.C) INCORRECTA. El ZnS es el agente reductor. D) INCORRECTA. El oxgeno es el agente oxidante.E) INCORRECTA. Cada mol de oxgeno gana 4 moles de e.Rpta.: B

2.Al balancear la ecuacin Pb(s) + HNO3(ac) Pb(NO3)2(ac) + NO(g) + H2O( ) , el coeficiente del cido oxcido es

A) 2B) 3C) 4D) 8E) 10

Solucin:

Balanceando la ecuacin: 3 ( Pb - 2 e Pb2+) semirx. de oxidacin. 2 (NO31- + 4 H+ + 3 e N+2O + 2 H2O) semirx. de reduccin.

3 Pb + 8 H+ + 2 NO31- 3 Pb2+ + 2 N+2O + 4 H2O

La ecuacin balanceada es:3 Pb(s) + 8 HNO3(ac) 3 Pb(NO3)2(ac) + 2 NO(g) + 4 H2O()Rpta.: D

3.Marque la secuencia correcta de verdadero (V) o falso (F) con respecto al siguiente enunciado: El sulfuro de plomo (II) slido reacciona con el oxgeno del aire a temperaturas elevadas para formar el xido de plomo (II) y dixido de azufre.

I)El sulfuro de plomo (II) es el agente reductor.II)La sumatoria de los coeficientes estequiomtricos de los reactantes es 4.III)En la reaccin se transfieren 12 moles de e en total.

A) VVVB) VFFC) VFVD) FVVE) VVF

Solucin:

PbS (s) + O2 (g) PbO (s) + SO2 (g)

Escribiendo las semirreacciones :

1)2 ( S 2- S +4)

2)3 ( 2 O 2)

2 + 3 2 + 6

Ecuacin balanceada.

2 PbS (s) + 3 O2 (g) 2 PbO (s) + 2 SO2 (g)

I)VERDADERO. El PbS es el agente reductor.II)FALSO.La sumatoria de los coeficientes estequiomtricos de los reactantes es 5.III) VERDADERO. Se transfieren 12 moles de electrones en el balance de la ecuacin.Rpta.: C

4.Marque la alternativa que completa, respectivamente, las ecuaciones nucleares:

+ _______

+ _______

+ _______

A) , , B) , , C) , ,

D) , , E) , ,

Solucin:

+

+

+ Rpta.: B5.Los nclidos que se producen mediante la desintegracin del polonio 211 y la desintegracin del sodio 24, respectivamente, son:

Datos ( Z ) : Po = 84, Pb = 82, Na = 11, Mg = 12

A) y B) y

C) y D) y

E) y

Solucin:

+ =

+ = Rpta.: B

Semana N 7(Prohibida su reproduccin y venta)Pg. 8