Materia: QUÍMICA

Escuela de Ciencias Biológicas y Ambientales

Docente: Ing. Verónica Cueva

Bimestre: II Bimestre

Octubre 2011 – Febrero 2012

Carrera: GESTION AMBIENTAL

REACCIONES

QUIMICAS

“Proceso mediante el cual las sustancias sufren cambios fundamentales de identidad”

Sustancias reaccionantes → Productos de la reacción

2HCl + Ca(OH)2 → CaCl2 + 2H2O

CaC2 (s) + 2 H2O (l) Ca(OH)2 (s) + C2H2 (g)

BALANCEO DE ECUACIONES QUIMICAS

Saber las fórmulas, escribirlas correctamente. Asignar coeficientes. LOS SUBINDICES NO DEBEN SER ALTERADOS

Escoger el método adecuado.

2 H2O 2 H2 + O2

Coeficientes

Subíndices

• Por Tanteo: Útil en reacciones sencillas.

1. Escribir correctamente la ecuación

2. Igualar la ecuación tomando en cuenta el siguiente orden:

No metales/Metales/Hidrógeno/Oxígeno

3. Ecuación balanceada

K + H2O KOH + H2

K + 2 H2O 2 KOH + H2

2 K + 2 H2O 2 KOH + H2    

• Oxido-ReducciónOxidación: Perdida de electrones, ganancia de valenciaReducción: Ganancia de electrones, perdida de valencia

ESCALA DE OXIDACIÓN- REDUCCIÓN

Cl2 + HBr Br2 + HCl 2

Cl2 HCl se reduce en 1

HBr Br2 se oxida en 1

0 -1

- 1 0

Cl2

HBr

AGENTE OXIDANTE: es la sustancia capaz de oxidar a otra, con lo que ésta se reduce AGENTE REDUCTOR: es la sustancia capaz de reducir a otra, Por lo que ésta se oxida

H2O + HMnO4 + HClO2 MnO2 + HClO4 + H2O

+1 -2 +7 -2+3 +4 -2 +7 -2 -2 +1-2

Oxida: Oxida

3e- x 1 átomo = 3e-

4e- x 1 átomo = 4e-

4 4

32 43

AGENTE OXIDANTE: HMnO4 AGENTE REDUCTOR: HClO2

+1 +1+1

Reacciones complejas, proceso matemático que implica resolver

ecuaciones simples

• ALGEBRAICO

A B C D

(NH4)2CO3 NH3 + CO2 + H2O

N:  2A = B C : A = C H:  8A = 3B + 2DO: 3A = 2C + D

TIPOS DE REACCIONES QUIMICAS

SíntesisSíntesis: A + B AB

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

+

TIPOS DE REACCIONES QUIMICAS

CombustiónCombustión: Hidrocarburo + O2 CO2 + H2O

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

C6H12O6 + O2 H2O + CO2

TIPOS DE REACCIONES QUIMICAS

Descomposición:Descomposición: AB A + B

2H2O (l) 2H2 (g) + O (g)

TIPOS DE REACCIONES QUIMICAS Sustitución SimpleSustitución Simple: A + BC AC + B

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

Sustitución DobleSustitución Doble: AB + CD AD + CB

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

ESTEQUIOMETRIA

RAZONES MOLARES

Paso 1: escriba la reacción utilizando símbolos químicos.

NO + O2 → NO2

Paso 2: ajuste la ecuación química.

2 1 2

CÁLCULOS DE MOL A MOL

¿Cuántos moles de H2O se producen cuando se queman 2,72 moles de H2 en un exceso de O2?

H2 + O2 → 2 H2O

Utilice el factor estequiométrico o la relación de moles en una ecuación:

2,72 mol H2 × = 2,72 mol H2O2 mol H2O

2 mol H2

CONVERSIONES MOL - GRAMO

Para convertir en moles (n) los gramos (m) de cualquier sustancia sólo hay que dividir por la masa molecular (M) de dicha sustancia:

¿Cuántos moles hay en 24.5 g de (H2SO4)? Ya sabemos que el peso molecular es de 98 g/mol:

Rta= 0.25 mol de H2SO4

CALCULOS DE REACTIVO LIMITANTE

El reactivo que se consume totalmente durante la reacción, la reacción tendrá lugar

hasta que se consuma éste, quedando el otro (u otros) reactivos en exceso

Rendimiento Teórico (Rt): cantidad máxima que la reacción es capaz de producir

Rendimiento Real (Rr): cantidad de producto que realmente se obtiene en laboratorio.

Rendimiento Porcentual: Rr/Rt x 100

SOLUCIONES

Son mezclas homogéneas de dos o más sustancias que intervienen en

proporciones variables.

Soluble: el azúcar es soluble en agua…..moderado, ligero, poco

Insoluble: una sustancia no parece disolverse en un disolvente

Miscible: si dos líquidos se disuelven el uno en el otro

Inmiscible: si dos líquidos no se disuelven el uno en el otro

Diluida: contiene una cantidad relativamente pequeña del soluto

Concentrada: contiene una cantidad relativamente grande del soluto

SOLUBILIDAD - Terminología

FACTORES QUE AFECTAN LA SOLUBILIDAD

EXPRESIONES DE CONCENTRACION

Por ciento Peso a Peso Se abrevia %(w/w) y %(p/p) Usualmente se usa en reactivos

comerciales. Las unidades de masa deben ser las

mismas en ambas partes de la ecuación.

% ( / )tan

p pm asa de subs cia

m asa to ta l 100

EXPRESIONES DE CONCENTRACION

Por ciento Peso a Volumen Se abrevia %(w/v) y %(p/v) Usualmente se usa en soluciones

preparadas en el laboratorio. Las unidades de masa deben ser de la

misma magnitud que las de volumen: g/ml; Kg/l, etc.

% ( / )tan

p vm asa de subs cia

vo lum en to ta l 100

Por ciento Volumen a Volumen Se abrevia %(v/v) Usualmente se usa en reactivos

comerciales donde la substancia es un líquido.

Las unidades de volumen deben ser las mismas en ambas partes de la ecuación.% ( / )

tanv v

vo lum en de subs cia

vo lum en to ta l 100

EXPRESIONES DE CONCENTRACION

VELOCIDAD DE REACCION

Y EQUILIBRIO CONSTANTE

FACTORES QUE AFECTAN LA V.R.

Colisiones

Orientación

Energía de activación.

La temperatura.

La concentración de los reactantes

La presencia de catalizadores

La naturaleza de los reactantes.

FACTORES QUE GOBIERNAN LA V.R.

Las reacciones químicas pueden ser:

Ocurren hasta consumir el reactivo limitante (si lo hay). La flecha apunta hacia la derecha.

2 Mg + O2 2 MgO

Los productos formados reaccionan regenerando las sustancias originales

directa entre A y B para formar C y D, y

inversa entre C y D para regenerar A y B.

Irreversibles

Reversibles

H2 + I2 2 HI

2 HI H2 + I2

H2 + I2 2 HI

Equilibrio químicoC

once

ntra

cion

es (

mol

/l)

Tiempo (s)

[HI]

[I2]

[H2]

En condiciones iníciales: cc de A y B cc de C La V de reacc. directa = V de reacc. inversa E. Q se lleva a cabo a T y P ctte. En recipientes cerrados.

EQUILIBRIO QUIMICO (K)

I2

H2

Para una reacción general: a A + b B c C + d D

ba

dc

cBA

DCK

Para la reacción:

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

22

2

C I•H

HIK

EXPRESION DE LA CONSTANTE KConsiste en una ecuación general que representa

la reacción en equilibrio.

ÁCIDOS Y BASES

ACIDOS Tienen sabor agrio

Son corrosivos a la piel

Enrojecen ciertos colorantes

Disuelven sustancias

Atacan a los metales (Mg, Zn, Fe) desprendiendo H2

Pierden sus propiedades al reaccionar con las bases (OH)

H+

BASES Tienen sabor amargo

Suaves al tacto pero son corrosivos con la piel

Dan color azul a ciertos colorantes vegetales

Disuelven grasas (resbalosos y jabonosos)

OH-HCl + Mg → H2 + MgCl

HCl + KOH → H2O + KCl Ácido Base Agua Sal

TEORIA DE ARRHENIUS

A. FUERTESA. FUERTESSe ionizan totalmente en agua para formar iones hidronio

Ácido fuerteÁcido fuerte

Ácido débilÁcido débil

Cede fácilmente un protón

Cede con dificultad un protón

HCl, HClO4, HNO3, H2SO4

CH3COOH, H2CO3, HCN, HF

A. DÉBILESA. DÉBILES Se ionizan en pequeña proporción en solución diluida

CH3COOH + H2O CH3COO- + H3O+

HCl+ H2O H3O+ + Cl-

ACIDOS FUERTES Y DEBILES

BASES FUERTES Y DÉBILES

Base fuerteBase fuerte

BasedébilBasedébil

Acepta fácilmente un protón

Acepta un protón con dificultad

NaOH, KOH, Ba(OH)2, Ca(OH)2

NH3,C6H5NH2, CH3NH3Cl

Cuando un ácido o una base se disuelve en agua se disocia o se ioniza:

TOTALMENTE: bases FUERTES

PARCIALMENTE: bases DÉBILES

Reacciones de ácidos fuertes y bases fuertes: Reacciones de ácidos fuertes y bases fuertes: NEUTRALIZACIONNEUTRALIZACION

Ácido + Base Agua + Sal

HCl + NaOH H2O + NaCl H3PO4 + 3KOH 3H2O + K3PO4

H+ + OH- H2O

Disolución neutra

NEUTRALIZACIÓN

ESCALA pH

38