En un generador portátil de hidrógeno se hacen reaccionar 30'0 g de hidruro de calcio con 30'0 g de agua, según la reacción, sin ajustar, CaH2 + H2O →Ca(OH)2 + H2 Después de ajustar
la reacción, calcula: qué reactivo sobra y en que cantidad;
Rta.: 4'3 g H2O,
Una mezcla gaseosa conteniendo 0'1 mol de hidrógeno y 0'12 mol de cloro reaccionan para dar lugar a cloruro de hidrógeno.
Escriba el proceso químico que tiene lugar.
Determine la cantidad, en gramos, de cloruro de hidrógeno que puede obtener, admitiendo un rendimiento del 100%.
Se hace reaccionar, en un balón de un litro de capacidad y a una temperatura de 110ºC una mezcla gaseosa compuesta por 5 g de H2(g) y 10 g de O2(g) para dar H2O(g).
Escriba la reacción que tiene lugar y calcule la cantidad de agua que se forma.
Determine la composición de la mezcla gaseosa después de la reacción expresada en porcentaje en peso y en fracción molar.
Rta.: 11'25 g H2O; 75% H2O; x(H2O) = 0'25;
Estequiometría
Ecuaciones químicas
¿Que le pasa a la materia cuando le ocurre un cambio químico?
Ley de la conservación de la masa: Los átomos no se crean ni se destruyen durante una reacción química
Entonces, el mismo conjunto de átomos está presente antes, durante y después de la reacción.
Los cambios que ocurren en una reacción química simplemente conciernen al rearreglo de los átomos.
Ahora estudiaremos la estequiometría, es decir la medición de los elementos).
Las reacciones químicas se representan en el papel usando
ecuaciones químicas.
Por ejemplo el hidrógeno gaseoso (H2) puede reaccionar (quemarse)
La ecuación química de esta reacción se escribe así:
2H2 + O2 2H2O
El signo '+' se lee como 'reacciona con' y la flecha significa 'produce o nos da'.
Las fórmulas químicas de la izquierda representan a las sustancias de partida y se les llama reactivos.
Las sustancias de la derecha son el producto final y se conocen con el nombre de
productos.
Los números frente a las fórmulas se llaman coeficientes) pero si valen 1 generalmente se omiten.
Coeficientes
reactivos
productos
2H2 + O2 2H2O
Dado que los átomos no se crean ni se destruyen durante el curso de la reacción, una
ecuación química debe tener el mismo número de átomos de cada elemento en cada lado de la flecha (esto significa que la ecuación está balanceada, es decir que lo de la derecha masa lo mismo que lo de la izquierda).
2H2 + O2 2H2O
4H, 2O = 4H, 2O
Pasos que necesarios para escribir una reacción balanceada:
Se determina experimentalmente cuales son los reactivos y los productos
Se escribe una ecuación no balanceada usando las fórmulas de los reactivos y de los productos
Se balancea la reacción determinando los coeficientes que nos dan números iguales de cada tipo de átomo en cada lado de la flecha de reacción, generalmente números enteros
NOTA los subíndices no deben cambiarse al tratar de balancear una ecuación recuerda bien “NUNCA”.
Cambiar un subíndice cambia la identidad del reactivo o del producto.
Balancear una reacción química únicamente se trata de cambiar las cantidades relativas de cada producto o reactivo
Consideremos la reacción de la combustión del metano gaseoso (CH4) en aire.
Sabemos que en esta reacción se consume (O2) y produce agua (H2O) y dióxido de carbono (CO2).
Con esta información hemos cubierto el primer paso. Ahora, escribimos la reacción sin balancear (paso 2):
CH4 + O2 CO2 + H2O
Ahora contamos los átomos de cada reactivo y de cada producto y los sumamos:
CH4 + O2 CO2 + H2O
C
= 1
H
= 4
O
= 2
OH
= 2 = 3
C
= 1
≠
Todo parece ir bien con el número de carbonos en ambos lados de la ecuación, pero solo tenemos la mitad de los átomos de hidrógeno en el lado de los productos que en el lado de los reactivos.
Podemos corregir esto duplicando el número de aguas en la lista de los productos:
CH4 + O2 CO2 + 2H2O
C
= 1
H
= 4
O
= 2
C
= 1
H
= 4
O
= 4
≠
Nótese que aunque hayamos balanceado los átomos de carbono y de hidrógeno, ahora tenemos 4 átomos de oxígeno en los productos en tanto que únicamente tenemos 2 en los reactivos.
Si duplicamos el número de átomos de oxígeno en los reactivos, podemos balancear al oxígeno:
C
= 1
H
= 4
O
= 4
C
= 1
H
= 4
O
= 4
CH3 + 2O2 CO2 + 2H2O
=
Hemos cubierto la etapa 3, y hemos balanceado la reacción del metano con el oxígeno. Entonces,
una molécula de metano reacciona con dos moléculas de oxígeno para producir una molécula de dióxido de carbono y dos moléculas agua.
El estado físico de cada sustancia puede indicarse usando los símbolos (g), (l), (s) y (ac) (para gas, líquido, sólido y slns. acuosas respectivamente):
CH3(g) + 2O2(g) CO2(g) + 2H2O(l)
Reactividad química, uso de la tabla periódica
A menudo podemos predecir el comportamiento químico de una sustancia, si hemos visto o sabemos como se comporta una sustancia similar.
Por ejemplo, el sodio (Na) reacciona con agua (H2O) para formar hidróxido de sodio (NaOH) y H2 gaseoso:
Na(s) + H2O(l) NaOH(aq) + H2(g)
nota: (ac) indica que está disuelto en agua
Como el Potasio (K) está en la misma familia (columna) que el sodio en la tabla periódica, es posible predecir que la reacción del K con el H2O será similar a la del Na:
K(s) + H2O(l) KOH(aq) + H2(g)
No solo eso, de hecho podemos predecir que todos los metales alcalinos reaccionan con el agua para formar sus hidróxidos e hidrógeno.
Entonces, las ecuaciones químicas son la manera abreviada que tenemos los químicos para describir una reacción química, esta ecuación, usualmente debe incluir:
Todos los reactivos Todos los productos
Las condiciones usadas en la reacción. CaCO3(g)→ CaO (s) + CO2(g) REACTIVOS PRODUCTOS
Balanceo de ecuaciones químicas
Dado que asumimos que la ley de la conservación de la masa se aplica en TODAS LAS REACCIONES QUÍMICAS,
para que una ecuación química sea válida, debe estar balanceada, es decir el número y tipo de átomos a la izquierda, debe estar a la derecha. O sea, deben sumar lo mismo en ambos lados, por ejemplo:
CaCO3(g) →CaO (s) + CO2(g) reactivos productos 1 Ca 1 Ca 1 C 1 C 3 O 3 O CaCO3(g)→CaO (s) + CO2(g)
¿Cómo se hace? Siguiendo estos 4 pasitos:
Paso 1. Cuenta el número de átomos de cada