REACCIONES Y ECUACIONES QUÍMICAS
Introducción
Introducción
En este post vamos a estudiar las transformaciones químicas. Son procesos en los que
una serie de sustancias reaccionan para dar otras con propiedades diferentes.
Objetivos
-Entender qué sucede en una reacción química.
-Saber clasificar las reacciones.
-Ser capaz de realizar cálculos a partir de una ecuación química.
Introducción
Hablamos de reacción química cuando las moléculas de los reactivos rompen alguno de
sus enlaces para formar otros nuevos, lo que conlleva la aparición de nuevas sustancias.
Llamamos ecuación química a la expresión en la que aparecen como sumandos las
fórmulas de los reactantes (sustancias que reaccionan) seguidas de una flecha, y las
fórmulas de los productos (sustancias que se producen) también sumándose.
¿QUE ES UNA REACCIÓN QUÍMICA?
La reacción química es aquel proceso químico en el cual dos sustancias o más, denominados reactivos, por la acción de un factor energético, se convierten en otras sustancias designadas como productos. Mientras tanto, las sustancias pueden ser elementos químicos (materia constituida por átomos de la misma clase) o compuestos químicos (sustancia que resulta de la unión de dos o más elementos de la tabla periódica).
El ejemplo más corriente de una reacción química es la formación de óxido de hierro, que resulta de la reacción del oxígeno del aire con el hierro.
Los productos que se obtienen de ciertos reactivos dependerán de las condiciones persistentes en la reacción química en cuestión, aunque, si bien es una realidad esto que se sostiene que los productos varían de acuerdo a las condiciones, determinadas cantidades no sufren ningún tipo de modificación y por tanto permanecen constantes en cualquier reacción química.
TIPOS DE REACCIONES:
Encontramos muchísimas reacciones químicas diferentes. puesto que es algo inherente a
la ciencia ordenar y clasificarlo todo, ésta no iba a ser una excepción. Dada esta variedad
hay bastantes formas de clasificar las reacciones.
Vamos a estudiar diversas clasificaciones atendiendo a diferentes criterios. Ten en cuenta
que no son excluyentes: una reacción se puede clasificar con todos y cada uno de los
criterios, como verás al final de la página.
Debido a su importancia, desarrollaremos de forma más extensa dos de los criterios de
clasificación : según la transformación y según la partícula transferida.
Aquí tenéis algunos tipos de reacciones:
-Según la velocidad con la que que se desarrolla la reacción:
Dependiendo del tiempo que tardan en consumirse los reactivos encontraremos
reacciones rápidas y lentas.
-Según la energía implicada en el proceso:
Si la reacción desprende energía, la denominamos exotérmica y cuando la absorbe
decimos que es endotérmica. Éstas las desarrollamos en el apartado de energía.
-Según el sentido de la reacción:
Si la reacción se da sólo de reactivos a productos, nos referimos a ella como irreversible.
Si se da también de productos a reactivos (en ambos sentidos), hablamos de reversible.
Por ejemplo, el ácido sulfúrico reacciona con la sacarosa de
forma algo lenta. Si añadimos agua a esta mezcla, la
reacción es rápida. Al principio se va oscureciendo poco a
poco y, al añadir agua, se vuelve negra rápidamente. En
ambos casos se desprende energía , es exotérmica e
irreversible.
SEGÚN EL TIPO DE TRANSFORMACIÓN:
Las clasificamos según la transformación o mecanismo por el que se da la reacción:
-Reacciones de combinación o síntesis:
Partiendo de dos o más sustancias, producen un solo producto:
-Reacciones de descomposición:
Partiendo de un solo reactante, da lugar a varios productos:
-Reacciones de desplazamiento o sustitución:
Son aquellas en las que algún átomo de una de las sustancias que reacciona es desplazado
o sustituido por otro de una sustancia simple:
Reacciones de doble desplazamiento
Es muy parecida a la anterior pero, esta vez, el átomo que entra en la molécula proviene
de un compuesto y el átomo desplazado entra en la molécula del otro compuesto.
SEGÚN LA PARTÍCULA QUE SE TRANSFIERE:
Para esta clasificación nos fijaremos en la partícula que pasa de un reactivo a otro.
-Reacciones de transferencia de protones o ácido-base:
Utilizaremos la teoría de Arrhenius por ser sencilla, aunque completa, y suficiente para
nuestro objetivo. Consideramos ácido a aquella sustancia capaz de ceder protones (H+
en
disolución, llamado más correctamente ión oxonio y representado por H3O
+
) y base a la
que es capaz de ceder iones hidróxido (OH
también llamado oxhidrilo).
Un ión oxonio de la sustancia con características ácidas se une a un oxhidrilo proviniente
de la sustancia básica para dar agua. Los iones restantes se unen para formar una sal.
-Reacciones de transferencia de electrones o de oxidación-reducción:
Son aquellas en las que se verifica la transferencia de electrones entre los reactantes. Para
saber si ha tenido lugar, hay que observar el número de oxidación. En este curso será
suficiente con adoptar como tal la valencia iónica. Si gana electrones, su número de
oxidación disminuye y decimos que se reduce; si los pierde, dicho número aumenta y
hablamos de oxidación.
Las combustiones son procesos en los que una sustancia se oxida (combustible) y otra
se reduce (comburente) liberando gran cantidad de energía y formando gases.
Es preciso que conozcas las combustiones de hidrocarburos, en las que el carbono pasa a
dióxido de carbono y el hidrógeno, a agua. En este caso el comburente es el oxígeno.
Ahora ya tienes claro que una reacción química consiste en la transformación de unas sustancias en otras. Por ejemplo si ponemos en contacto gas oxígeno y gas hidrógeno en las condiciones adecuadas reaccionarán para dar agua líquida. En este ejemplo el oxígeno y el hidrógeno, que son las sustancias que hay inicialmente y que van a "desaparecer" decimos que son las sustancias que reaccionan o los reactivos y el agua que es la nueva sustancia, la que "aparece", decimos que es el producto.
H2 (g) + O2 (g) e H2O (l)
que se lee "el hidrógeno gas reacciona con el oxígeno gas para dar agua líquida" .
Recuerda que las fórmulas químicas recogen información no solo sobre el tipo de átomos que forma cada sustancia pura, sino también sobre la proporción en la que se combinan los distintos tipos de átomos en cada compuesto, y sobre el número exacto de átomos que forman las moléculas en el caso de que se trate de sustancias formados por moléculas (sustancias moleculares). Así en nuestro ejemplo, donde todas las sustancias son de este tipo podemos leer: "una molécula de hidrógeno reacciona con una molécula de oxígeno para dar una molécula de agua". ¿Es ésto cierto?. No, es imposible, no se cumpliría la ley de Lavoisier.
Cada molécula de oxígeno (O2) tiene dos átomos de oxígeno (O) y cada molécula de hidrógeno (H2) tiene dos átomos de hidrógeno (H). Así que con una de cada una de estas moléculas puedo formar una molécula de agua (H2O), que contiene dos átomos de hidrogeno (H) y un átomo de oxígeno (O), pero me sobra un átomo de oxígeno. Si piensas un poco te darás cuenta que partiendo de dos moléculas de hidrógeno (H2) y una de oxígeno puedo obtener dos moléculas de agua y no sobra ningún átomo. Esto que hemos hecho es ajustar una reacción química para que se cumpla el principio de conservación de la masa. Entonces el proceso real se puede representar con la siguiente ecuación química:
que se lee: "2 moléculas de hidrógeno reaccionan con una molécula de oxígeno para dar dos moléculas de agua". Los números que indican la cantidad de moléculas de cada tipo que participan en la reacción se colocan delante de la correspondiente fórmula y se llaman coeficientes estequiométricos. Observa que el O2 no lleva coeficiente estequiométrico. No es que no lo tenga, pero es 1, y en ese caso no se escribe.
ECUACIÓN QUÍMICA:
ECUACIÓN QUÍMICA:
Una ecuación química es la representación simbólica de una reacción, donde se especifica la parte cualitativa y cuantitativa de los reactantes y productos.
Veamos un esquema general de una ecuación química, donde se especifica las condiciones en la que se transcurre la reacción.
Donde:
→ : simboliza el sentido de la reacción. Indica que A y B se transforman en C y D. El símbolo significa o interpreta como “igual a”, y es lo que la le da a la expresión la categoría de ecuación.
→ Ni : Esta notación se emplea para indicar que la reacción química ocurre en presencia de un catalizador (agentes físicos o químicos que modifican la velocidad de una reacción). En la ilustración el Ni es un catalizador.
200°C y 5 atm : Indica las condiciones de presión y temperatura en las que las sustancias A y B se transforman en C y D.
a, b, c, d : Son coeficientes, generalmente son números enteros, nos indica el número de unidades fórmula de las sustancias.
Otros símbolos importantes que suelen utilizarse en una reacción química son:
(s) : La sustancia está en fase sólida
(l) : La sustancia está en fase líquida
(g) : La sustancia está en fase gaseosa
(ac) : La sustancia está disuelta en agua (solución acuosa)
(sol) : La sustancia está formando una solución o disolución
↑ : Significa que es una sustancia gaseosa y se desprende del reactor químico
↓ : Significa que es una sustancia sólida insoluble en el disolvente donde ocurre la reacción y por lo tanto se precipita en forma de sedimento, por su mayor densidad.
▲ : Simboliza la energía calorífica.
Ejemplo Ilustrativo:
Consideremos inicialmente una mezcla de un pedazo de hierro y agua, la cual una vez sometida al calor experimenta una reacción química formando nuevas sustancias, tal como muestra la figura:
El experimento muestra la reacción del hierro metálico con agua caliente, formándose un sólido rojizo (óxido férrico) y un gas muy ligero (hidrógeno gaseoso). Además el sólido rojizo es insoluble en agua por lo que se precipita, depositándose en el fondo del tubo de ensayo.
La ecuación química balanceada de la reacción será:
2 Fe(s) + 3 H2O (s) → Fe2O3(s) + 3H2(g)
Condición de una ecuación química correcta
Para que una ecuación química esté correctamente escrita, debe cumplir ciertos requisitos:
·Los símbolos y las fórmulas de reactantes y productos deben estar correctamente escritos.
·Deben aparecer moléculas de los elementos y no átomos libres.
Para poder cumplir esta condición, al escribir una ecuación es necesario recordar que las moléculas de los elementos gaseosos y las de los halógenos son diatómicas:
H O2 N2 F2 Cl2 Br2 I2
La ecuación debe cumplir con la Ley de la conservación de la masa de Lavoisier, es decir, el número de átomos debe ser igual en los reactantes y en los productos; debe estar balanceada.
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¿COMO ESCRIBIR UNA ECUACIÓN QUÍMICA?
Escritura de Ecuaciones Químicas:
Considere lo que sucede cuando el hidrógeno gaseoso (H2) se quema en presencia de aire (que contiene oxígeno, O2) para formar agua (H2O). Esta reacción se representa mediante la ecuación química:
donde el signo “más” significa “reacciona con” y la flecha significa “produce”. Así, esta expresión simbólica se lee: “El hidrógeno molecular reacciona con el oxígeno molecular para producir agua.
Se supone que la reacción procede de izquierda a derecha como lo indica la flecha. Sin embargo, la ecuación no está completa, ya que del lado izquierdo de la flecha hay el doble de átomos de oxígeno (dos) que los que hay del lado derecho (uno). Para estar de acuerdo con la ley de la conservación de la masa debe haber el mismo número de cada tipo de átomos en ambos lados de la flecha, es decir, debe haber tantos átomos al finalizar la reacción como los que había antes de que se iniciara. El balance de la ecuación se hace colocando el coeficiente adecuado (en este caso 2) antes del H2 y del H2O:
Esta ecuación química “balanceada” muestra que “dos moléculas de hidrógeno se combinan o reaccionan con una molécula de oxígeno para formar dos moléculas de agua”. Debido a que la relación del número de moléculas es igual a la relación del número de moles, la ecuación también puede leerse como “2 moles de moléculas de hidrógeno reaccionan con 1 mol de moléculas de oxígeno para producir 2 moles de moléculas de agua”. Se conoce la masa de un mol de cada sustancia, por lo que la ecuación se puede interpretar como “4.04 g de H reaccionan con 32.00 g de O2 para formar 36.04 g de H2O”. Estas tres maneras de leer la ecuación se resumen en la siguiente tabla.
Interpretación de una Ecuación Química:
Una ecuación química se puede entender de muchas maneras, por ejemplo:
En la ecuación se hace referencia al H2 y al O2 como reactivos, que son las sustancias iniciales en una reacción química. El agua es el producto, es decir, la sustancia formada como resultado de una reacción química. Una ecuación química es, entonces, la descripción breve que un químico hace de una reacción química. Por convenio, en una ecuación química los reactivos se escriben a la izquierda y los productos a la derecha de la flecha:
Para proporcionar información adicional, con frecuencia los químicos indican el estado físico de los reactivos y productos utilizando las letras g, l y s para los estados gaseoso, líquido y sólido, respectivamente. Por ejemplo:
Por ejemplo : para representar lo que sucede cuando se agrega cloruro de socio (NaCl) al agua se escribe
Donde ac significa medio acuoso (es decir, agua). Al escribir H2O sobre la flecha se indica el proceso físico de disolver una sustancia en agua, aunque a veces no se escribe, para simplificar.
El conocimiento del estado físico de los reactivos y productos es muy útil en el laboratorio. Por ejemplo, cuando reaccionan el bromuro de potasio (KBr) y el nitrato de plata (AgNO3) en un medio acuoso, se forma un sólido, el bromuro de plata (AgBr). Esta reacción se representa mediante la ecuación:
Si no se indican los estados físicos de los reactivos y productos, una persona no informada podría intentar llevar a cabo esta reacción mezclando KBr sólido con AgNO3 sólido. Estos sólidos reaccionan en forma muy lenta o no reaccionan. Si se analiza el proceso a nivel microscópico se puede comprender que para formar un producto como el bromuro de plata, los iones Ag+ y los iones Br- deben estar en contacto. Sin embargo, en el estado sólido estos iones tienen muy poca movilidad.z
Para escribir una ecuación química correctamente, el número de átomos del lado izquierdo de la ecuación química tiene que estar precisamente balanceada con los átomos de la derecha de la ecuación. ¿Cómo puede ocurrir esto? En realidad, el átomo O que 'perdimos' reacciona con la segunda molécula de hidrógeno para formar una segunda molécula de agua. Durante la reacción los enlaces H-H y O-O se rompen y los enlaces H-O se forman en las moléculas de agua, tal como se puede ver en la simulación siguiente:
Por consiguiente, la ecuación balanceada se escribe así:
2H2 + O2 2H2O
Al escribir ecuaciones químicas, el número delante del símbolo molecular (llamado coeficiente) indica el número de moléculas que participan en la reacción. Si ningún coeficiente aparece delante de la molécula, esto significa uno.
Para escribir una ecuación química de manera correcta, hay que balancear todos los átomos del lado izquierdo de la reacción con los átomos en el lado derecho. Miremos otro ejemplo. Si usted usa una cocina de gas para cocinar su cena, es probable que su cocina queme gas natural, que es principalmente metano. El metano (CH4) es una molécula que contiene cuatro átomos de hidrógeno enlazados a un átomo de carbono. Cuando usted enciende la cocina, está suministrando la energía de activación para empezar la reacción del metano con el oxígeno en le aire. Durante esta reacción, los enlaces químicos se rompen y se vuelven a formar y los productos que se producen son el dióxido de carbno y el vapor de agua (y, por supuesto la luz y el calor que se ve en la llama). La ecuación química desbalanceada se escribe:
CH4(metano) + O2(oxígeno) CO2(dióxido de carbono) + H2O(agua)
Mire la reacción átomo a átomo. Al lado izquierdo de la ecuación encontramos un átomo de carbón y uno en la derecha.
C | H4 | + | O2 | C | O2 | + | H2 | O | |
^ | 1 carbón | ^ | 1 carbón |
Después vamos hacia el hidrógeno. Hay cuatro átomos de hidrógeno en el lado izquierdo de la ecuación, pero sólo dos en la derecha.
C | H4 | + | O2 | C | O2 | + | H2 | O | |
^ | 4 hydrógeno | ^ | 2 hydrógeno |
Por consiguiente, debemos balancear el átomo H añadiendo el coeficiente 2 delante de la molécula de agua (solamente se puede cambiar coeficientes en una ecuación química, no subscriptos). Al sumar este coeficiente tenemos:
C | H4 | + | O2 | C | O2 | + | 2H2 | O | |
^ | 4 hidrógeno | ^ | 4 hidrógeno |
Lo que esta ecuación quiere decir ahora es que se producen dos moléculas de agua por cada molécula de metano consumido. Pasando al átomo de oxígeno, encontramos 2 en la parte izquierda de la ecuación, pero un total de 4 en el lado derecho (2 de la molécula CO2 y 1 de cada 2 moléculas de agua H2O).
C | H4 | + | O2 | C | O2 | + | 2H2 | O | |
^ 2 | oxígeno | ^ 4 | oxígeno | ^ |
Para balancear la ecuación química, debemos sumar el coeficiente 2 delante de la molécula de oxígeno del lado izquierdo de la ecuación, para demostrar que 2 moléculas de oxígeno se consumen por cada molécula de metano que se quema.
CONCLUSIONES:
Podemos concluir que...
- Las reacciones químicas son de suma importancia ya que son fenómenos que vemos a diario en nuestra vida y son la base de la realización de las funciones vitales y las demás actividades del hombre o cualquier otro ser vivo, como por ejemplo la respiración es una reacción química, ya que al organismo entra O2 y sale CO2. Además todas las sustancias que usamos o usan los demás seres vivos fueron producto de reacciones químicas.
- Existen varios tipos de reacciones los cuales son: reacción de combinación, de descomposición, de sustitución y de doble sustitución, todos estos muy diferentes pero cumplen la misma función la formación de uno o varias sustancias y/o compuestos nuevos
WEBGRAFIA:
http://www.fullquimica.com/2011/11/ecuacion-quimica.html
https://www.partesdel.com/reaccion_quimica.html
https://www.uv.es/madomin/miweb/ecuacionesquimicas.html
https://www.definicionabc.com/ciencia/reaccion-quimica.php
https://www.definicionabc.com/ciencia/reaccion-quimica.php
https://sites.google.com/site/mecanicauth/notas-del-curso/unidad-2-introduccion-a-la-quimica-analitica/estequiometria/condicion-de-una-ecuacion-quimica-correcta
https://www.visionlearning.com/es/library/Qu%C3%ADmica/1/Ecuaciones-Qu%C3%ADmicas/56
Las reacciones químicas ocurren a nuestro alrededor cuando: encendemos un fósforo, encendemos un auto, comemos la cena, o paseamos al perro. Una Reacciones Químicas es el proceso por el cual las substancias se enlazan (o rompen el enlace) y, al hacerlo sueltan o consumen energía. Una ecuación química es la taquigrafía que los científicos usan para describir la reacción química. Como ejemplo, tomemos la reacción del hidrógeno con el oxígeno para formar agua. Si tuviésemos un contenedor de gas de hidrógeno y lo quemásemos con la presencia del oxígeno, los dos gases reaccionarían juntos, soltando energía, para formar agua. Para escribir la ecuación química de esta reacción, pondríamos la substancias que reaccionan (los reactantes) del lado izquierdo de la ecuación con una flecha apuntando a las substancias que se forman al lado derecho de la ecuación (los productos). Dada esta información, uno podría adivinar que la ecuación para esta reacción se escribe:
H + O H2O
El signo de suma de lado izquierdo de la ecuación significa que el hidrógeno y el oxígeno están reaccionando. Desafortunadamente, hay dos problemas con esta ecuación química. Primero, ya que los átomos prefieren tener envolturas de valencia llenas, átomos H u O sólos son raros. En la naturaleza, ambos el hidrógeno y el oxígeno se encuentran como moléculas diatómicas, H2 y O2, respectivamente (al formar moléculas diatómicas los átomos comparten electrones y completan sus envolturas de valencia). Por consiguiente, el gas de hidrógeno consiste de moléculas H2 el gas de oxígeno consiste de O2. Al corregir nuestra ecuación tenemos:
H2 + O2 H2O
Pero todavía tenemos un problema. Tal como está escrita, esta ecuación nos dice que una molécula de hidrógeno (con 2 átomos H) reacciona con una molécula de oxígeno (2 átomos O) para formar una molécula de agua (con 2 átomos H y 1 átomo O). ¡En otras palabras, parece que hemos perdido 1 átomo O en el camino!Ecuaciones químicas de equilibrio