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Academic year: 2021

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(1)
(2)

Ecuaciones químicas

Las ecuaciones químicas son representaciones concretas de las reacciones químicas

(3)

Ecuaciones químicas

Las fórmulas de los reactivos (a la izquierda) están conectadas por una flecha con las fórmulas de los productos (a la derecha). Para escribir una ecuación con palabras, escribe los nombres de los reactivos a la izquierda de la flecha, separados por un signo más (+)

(4)

Símbolos utilizados en ecuaciones químicas

Símbolo Explicación

+ Utilizado para separar dos reactivos o dos productos

Separa reactivos de productos

Se usa en lugar de la flecha para las reacciones reversibles

(s) Designa a reactivos o productos en estado sólido, se ubica después de la fórmula.

(l) Designa a reactivos o productos en estado líquido, se ubica después de la fórmula.

(g) Designa a reactivos o productos en estado gaseoso, se ubica después de la fórmula.

(aq) Designa a soluciones acuosas, ubicado después de la fórmula Q Indica que se suministra calor durante la reacción

Pt Una fórmula escrita abajo o arriba de la flecha indica que se

(5)

Esqueleto de la ecuación

Cuando en una ecuación química no se indica la cantidad relativa de reactantes y productos se dice que se escribe el "esqueleto de la ecuación"

Escribe las fórmulas de los reactivos a la izquierda de la flecha y la fórmula de los productos a la derecha

Aquí está la ecuación de la corrosión:

Hierro metálico reacciona con oxígeno del aire y produce óxido de hierro (III), (herrumbre).

Hierro( metal) + Oxígeno ( gas) ⇒ óxido de hierro (III) ( solid) (ecuación en palabras)

(6)

Ecuación en palabras

Cuando se enciende el gas metano reacciona con el oxígeno gaseoso

para producir dióxido de carbono y vapor de agua.

CH4 gas O2 gas CO2 gas

+

+

H2O gas

Esta ecuación no está balanceada: CH4 (g) + O2 (g) H2O (g) + CO2 (g)

(7)

1 En la reacción

CH4 (g) + O2 (g) à H2O (g) + CO2 (g)

los productos son:

A

oxígeno y agua

B

dióxido de carbono y agua

C

oxígeno y metano

D

metano y dióxido de carbono

(8)

2

En la reacción

CH4 (g) + O2 (g) à H2O (g) + CO2 (g)

los productos son:

A

sólidos

B

líquidos

C

gases

D disueltos en agua (acuosos)

E

No se puede determinar

(9)

Ecuaciones químicas

El clorato de potasio sólido se descompone en el aire para producir cloruro de potasio sólido y oxígeno gaseoso.

La ecuación en palabras es:

clorato de potasio (s) --> cloruro de potasio (s) + oxígeno (g)

El "esqueleto" desbalanceado es:

(10)

Escribe la ecuación en palabras y luego el esqueleto de la ecuación-

El sulfato de alumnio reacciona con el cloruro de calcio para producir sulfato de calcio y cloruro de aluminio

Al2(SO4)3 + CaCl2 --> Ca(SO4) + AlCl3

Ecuaciones químicas

Aluminum sulfate + calcium chloride --> calcium sulfate + aluminum chloride Slide for Word equation

(11)

Ley de la Conservación de la Masa

"Podemos establecer como un axioma

indiscutible que en todas las operaciones del arte y de la naturaleza, nada se crea, una igual cantidad de materia existe antes y después del experimento. Todo el arte de la realización de experimentos químicos depende de este

principio"

(12)

Para escribir una ecuación química balanceada, primero se escribe el esqueleto de la ecuación. Luego se usan coeficientes para

balancear la ecuación de manera que obedezca a la ley de la conservación de la masa.

Esta es la ecuación balanceada para fabricar una bicicleta. Los

números llamados coeficientes son números enteros pequeños que se ubican delante de las fórmulas en la ecuación con el fin de

balancearla.

(13)

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

Los reactivos aparecen en el lado izquierdo de la

reaccción.

Los productos aparecen en el lado derecho de la ecuación.

El estado de los reactivos y productos están escritos con paréntesis.

Balanceo de ecuaciones químicas

1C

4H 4 O 1C2 O

2 O 4H

(14)

Se colocan los coeficientes para balancear la ecuación.

Balanceo de ecuaciones químicas

CH4 (g) + 2 O2 (g) à CO2 (g) + 2 H2O (g) 1C

4H 4 O 1C2 O

2 O 4H

(15)

Subíndices y coeficientes

Los subíndices nos dicen el número de átomos de cada

elemento en la molécula.

Los coeficientes nos dicen el número de partículas

(16)

3

¿Cuántos átomos de oxígeno hay en una fórmula

unitaria de nitrato de calcio? (Primero, escribe la

fórmula del nitrato de calcio)

A

2

B

3

C

5

D

6

(17)

4 ¿Cuántos átomos de nitrógeno hay en una

fórmula unitaria de sulfato de amonio?

(18)
(19)

cloro + bromuro de sodio à bromo + cloruro de sodio

Balanceo de ecuaciones químicas

Escribe una ecuación química balanceada para esa ecuación.

Primero escribe el esqueleto de la ecuación, luego balanceála.

(20)

5

Cuando la siguiente ecuación está balanceada, los

coeficientes son:

A 1, 1, 1

B

1, 2, 4

C

4, 1, 2

D

2, 2, 1

E

4, 1, 4

Na + O2 à Na2O

(21)

6

Cuando la siguiente ecuación está balanceada los

coeficientes son:

HgO à Hg + O2

A 1, 1, 1

B

1, 2, 4

C

4, 1, 2

D

2, 2, 1

E

4, 1, 4

(22)

7

Cuando la siguiente ecuación está balanceada,

los coeficientes son:

A 1, 1, 1, 1

B

4, 7, 4, 6

C

2, 3, 2, 3

D

1, 3, 1, 2

E

2, 3, 3, 2

Al + ZnCl2 à Zn + AlCl3

(23)

8 Cuando la siguiente ecuación está balanceada,

los coeficientes son:

A

1, 1, 1, 1

B

3, 2, 2, 3

C

2, 3, 2, 3

D 1, 3, 1, 2

E

2, 1, 2, 1

(24)

9 Cuando la siguiente ecuación está balanceada

los coeficientes son:

A

1, 1, 1, 1

B

4, 7, 4, 6

C

2, 3, 2, 3

D

1, 3, 1, 2

E

4, 3, 4, 3

NH3 + O2 à NO2 + H2O

(25)

10 Cuando la siguiente ecuación está balanceada,

los coeficientes son:

A

2, 3, 1, 6

B

2, 1, 3, 2

C

1, 1, 1, 1

D

4, 6, 3, 2

E

2, 3, 2, 3

Al(NO3)3 + Na2S à Al2S3 + NaNO3

(26)

Tipos de reacciones

Hay 5 tipos principales de reacciones químicas

que estudiaremos este año.

Combinación ( síntesis) Descomposición

Combustión

Sustitución simple Sustitución doble

(27)

Reacciones de combinación

2 o más

sustancias

reaccionan

para formar un

producto.

Mg O2 MgO Ejemplos: · 2 Mg (s) + O2 (g) 2 MgO (s) · N2 (g) + 3 H2 (g) 2 NH3 (g) · C3H6 (g) + Br2 (l) C3H6Br2 (l)

(28)

11

¿Cuál de las siguientes es una ecuación de

combinación?

A

H

2

O --> H

2

+O

2

B

Na + Cl

2

--> NaCl

C

AgNO

3

+ BaSO

4

--> Ag

2

SO

4

+ Ba(NO

3

)

2

D C

3

H

8

+ O

2

--> H

2

O + CO

2

E

No sé cómo hacer eso.

(29)

Una sustancia se

descompone (se

rompe) en dos o

más sustancias.

Reacciones de descomposición

Examples: · CaCO3 (s) CaO (s) + CO2 (g) · 2 KClO3 (s) à 2 KCl (s) + 3 O2 (g) · 2 NaN3 (s) à 2 Na (s) + 3 N2 (g) à

+

2 H

2

O

à

O

2

+ 2 H

2

(30)

12 ¿Cuáles de las siguientes es una reacción de

descomposición?

A

H

2

O --> H

2

+O

2

B

Na + Cl

2

--> NaCl

C

AgNO

3

+ BaSO

4

--> Ag

2

SO

4

+ Ba(NO

3

)

2

D

C

3

H

8

+ O

2

--> H

2

O + CO

2 E

No sé cómo responder eso.

(31)

Reacciones de combustión

Ejemplos:

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

C3H8 (g) + 5 O2 (g) ---> 3 CO2 (g) + 4 H2O (g)

Generalmente hay reacciones rápidas que producen

una llama.

Muy frecuentemente se da con hidrocarburos

(compueston que contienen carbono) que reaccionan

con el oxígeno del aire.

(32)

Reacciones de combustión

El oxígeno siempre es un reactivo para las reacciones de combustión.

Ejemplos:

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

· C3H8 (g) + 5 O2 (g) ---> 3 CO2 (g) + 4 H2O (g)

Además hay otras sustancias que también pueden sufrir reacciones de combustión:

Mg (s) + O2 (g) ---> MgO (s)

N2 (g) + 2 O2 (g) ---> 2 NO2 (g)

Estás últimas dos también pueden ser clasificadas como reacciones de combinación.

(33)

13

¿Cuál de las siguientes es una reaación de

combustión?

A

H

2

O --> H

2

+O

2

B

Na + Cl

2

--> NaCl

C

AgNO

3

+ BaSO

4

--> Ag

2

SO

4

+ Ba(NO

3

)

2 D

C

3

H

8

+ O

2

--> H

2

O + CO

2

(34)

Reacciones de combustión

Las reacciones son fácilmente identificadas porque el oxígeno es un reactivo. Sin embargo, los productos de una reacción de combustión pueden variar dependiendo de cuánto oxígeno está disponible.

Combustión completa - los productos son dióxido de carbono y

agua.

Combustión incompleta - los productos son monóxido de carbono y

(35)

Reacciones de sustitución simple

Las reacciones de sustitución simple ocurren entre un elemento y un compuesto.

Usualmente un metal puro desplazará el metal de otro compuesto metálico.

M1 + M2Y --> M2 + M1Y

(36)

Reacciones de sustitución simple

Las reacciones de sustitución simple involucran no metales, específicamente halógenos.

En estas reacciones un halógeno desplazará a otro halógeno de un compuesto.

(37)

14

¿Cuál de las siguientes es una reacción de

sustitución simple?

A

H

2

O --> H

2

+O

2 B

Na + Cl

2

--> NaCl

C

AgNO

3

+ Ba --> Ag + Ba(NO

3

)

2 D

C

3

H

8

+ O

2

--> H

2

O + CO

2 E

No sé cómo es la respuesta.

(38)

En esta reacción el cobre metálico desplaza al ión plata en el compuesto.

Sin embargo, la reacción inversa no ocurre. ¿Por qué?

Cu (s) + 2 AgNO3 (aq) à Cu(NO3))2 (aq) + 2 Ag (s)

(39)

Las reacciones de sustitución simple ocurren sólo si el metal puro tiene una más alta reactividad que el metal en el compuesto.

La reactividad de los metales está en la tabla, hay una lista con los metales de más alta reactividad.

Si el metal puro está más arriba en la lista que el metal del

compuesto, el que va a reaccionar con él, la reacción se llevará a cabo.

Si el metal puro está más abajo que el metal del compuesto, la reacción no ocurrirá.

(40)

Serie de reactividad

Note que el hidrógeno aparece

en la lista..

El hidrógeno puede ser desplazado del agua y de algunos ácidos por metales que están por arriba

de él en la Serie de actividad. El hidrógeno gaseoso es un producto en tales reacciones.

(41)

Por ejemplo, el litio reemplazará al calcio de sus

compuestos tales como CaCl2 ya que el Li es más reactivo

que el Ca.

Li + CaCl2 à Ca + 2 LiCl Si!

Pero la reacción inversa no ocurre.

Ca + LiCl à No!

El Ca es menos reactivo que el Li por lo que él no puede desplazar al Li.

(42)

En la parte de atrás de la tabla periódica hay una copia de las series de actividad.

Recuerda el Litio (Li) es el que tiene mayor reactividad y reemplazará a los otros metales. El oro (Au) es el de menor reactividad y no

reemplazará a ninguno de los otros metales de la lista.

Series de reactividad de los

metales

(43)

15 ¿Cuál de estas reacciones NO ocurrirá?

A

Ag + NaCl -->

B

AgCl + Na -->

C PbF

2

+ Fe -->

D Al + FeCl

2

-->

E

No sé como es la respuesta.

(44)

Serie de reactividad de los halógenos

Hay una serie de reactividad de los halógenos

en el grupo 17 o VIIA.

F

fluor, más reactivo

Cl

cloro

Br

bromo

I

iodo, menos reactivo

Note que esta serie concuerda con la ubicación

de estos elementos en la Tabla Periódica.

(45)

A

I

2

+ NaCl

à

16- ¿Cuál de estas reacciones ocurrirá?

B

Cl

2

+ KF

à

C

LiF + Br

2

à

D

CaBr

2

+ Cl

2 à

(46)

Serie de reactividad

Vamos a practicar encontrando que reacciones ocurrirám y cuáles no.

Usa la lista de reactividad como una guía.

click here for an activity involving metal reactivity

(47)

Reacciones de doble sustitución

Las reacciones de doble sustitución usualmente ocurren entre 2 compuestos iónicos en medio acuoso (disueltos en H2O). También

puede ocurrir entre ácidos y bases. Este tema se discutirá más adelante.

Generalmente los cationes intercambian su lugar

como se muestra abajo

A

B +

C

D --->

A

D +

C

B

Recuerda que el catión se escribe primero en un

compuesto iónico.

(48)

16

¿Cuál de las siguientes es una reacción de

doble sustitución?

A

H

2

O --> H

2

+O

2

B Na + Cl

2

--> NaCl

C

AgNO

3

+ BaCl

2

--> AgCl + Ba(NO

3

)

2

D

C

3

H

8

+ O

2

--> H

2

O + CO

2

(49)

Los iones positivos (provienen de un metal) cambian sus

parejas-AgNO3 + KCl

à

AgCl + KNO3((

PP

Pb(NO3)2 + 2 KI à PbI2 + 2 KNO3

(50)

Reacciones de doble sustitución

Las reacciones de doble sustitución no ocurrirán si ambos productos son solubles en agua.

AB + CD ---> AD + CB

De manera que, si AD y CB son acuosos, entonces no hay una reacción efectiva.

(51)

Reacciones de doble sustitución

Las reacciones de doble

sustitución ocurren sólo si uno de los productos es uno de los

siguientes:

Un precipitado (sólido) un gas

agua

La mayoría de las reacciones de doble sustitución que vamos a discutir forman un precipitado sólido.

(52)

En las reacciones de doble sustitución, dos compuestos iónicos en una solución acuosa reaccionan juntos.

La fuerza motriz de esta reacción es que uno de los productos es o gas o un sólido insoluble.

El sólido insoluble precipitará y quedará separado en la solución.

(53)

Ambas de esas reacciones ocurren porque uno de los productos es un precipitado sólido

AgNO3(aq) + KCl(aq)

à

AgCl(s) + KNO3(aq)

PP

Pb(NO3)2(aq) + 2 KI(aq) à PbI2(s) + 2 KNO3(aq)

(54)

Reacciones de doble sustitución

Se llama precipitado a un producto insoluble (sólido).

AB + CD ---> AD + CB

La tabla de solubilidad determina si un compuesto es soluble o no.

(55)

Tabla de solubilidad

Esta tabla proporciona las solubilidades de muchos compuestos iónicos.

Por lo general, todos los compuestos que

contienen metales

alcalinos e ión amonio siempre son solubles.

(56)

Tabla de solubilidad

Nota que

S

en esta tabla

significa que el compuesto es soluble. Al escribir una ecuación química, ellos estarán en solución

acuosa.

Los compuestos insolubles

se indican con la letraI

I

.

Al escribir una ecuación química, ellos serán

(57)

Predice los productos de esta reacción: fluoruro de calcio + sulfato de sodio-->

CaF2 (aq) + Na2SO4 (aq) --> NaF + Ca(SO4)(s)

Reacciones de sustitución doble

Ahora, escribe los productos y baláncea la ecuación

Slide for Answer --->

(58)

Predice los productos en esta reacción:

fosfato de potasio + cloruro de magnesio --> K3PO4 (aq) + MgCl2 (aq) -->

Ecuaciones de doble sustitución

(59)

17 Uno de los productos de una reacción entre el

nitrato de plata y el carbonato de potasio será:

A

potasio de plata

B

carbonato de potasio

C

carbonato de nitrato

D

nitrato de potasio

(60)

Escritura de ecuaciones iónicas netas

Hasta el momento, las ecuaciones de sustitución simple y

doble que hemos examinado muestran los iones que

reaccionan.

En verdad, sólo algunos de esos iones toman parte de esa

reacción.

Para mostrar con más precisión que iones están

reaccionando, escribimos:

(1) una ecuación iónica completa y

(2) una ecuación iónica neta

(61)

La ecuación iónica completa muestra todas aquellas sustancias (ej. s ácidos fuertes, bases fuertes, y compuestos iónicos solubles)

disociados en sus iones. Por ejemplo:

NaCl (aq)

sería escrito como

Na

+

(aq) + Cl

-

(aq)

Nota: todos los compuestos iónicos si se solubilizan en agua se disociarán fácilmente en sus correspondientes iones (+) y (-) ions.

(62)

Sin embargo, cuando todos las especies acuosas se disocian en sus respectivos iones, se convierten en:

Ag+ (aq) + NO3- (aq) + K+ (aq) + Cl- (aq) --->AgCl (s) + K+ (aq) + NO3- (aq)

Esto se llama ecuación iónica completa. Nota que los productos insolubles no se disocian.

Escritura de ecuaciones iónicas netas

La ecuación entre el nitrato de plata y el cloruro de potasio se muestra comunmente como:

(63)

Escritura de ecuaciones iónicas netas

Ag(aq) + NO3-(aq) + K+(aq) + Cl-(aq) --->AgCl(s) + K+(aq) + NO3- (aq)

Como lo muestra este ejemplo, ciertos iones están juntos antes y

después de la reacción. Debido a que ellos juegan un rol no significante en la reacción se los conoce como "iones espectadores"

Un ión espectador es un ión que aparecede en ambos lados de una ecuación y no están directamente involucrados en la reacción.

(64)

La ecuación iónica neta es una ecuación de una reacción en solución que muestra sólo aquellas partículas que están directamente

involucradas en el cambio químico.

Para formar la ecuación iónica neta, se tacha, desde el lado izquierdo hacia el lado derecho de la ecuación, todo lo que no cambia. En otras palabras, se cancelan los iones espectadores.

Escritura de ecuaciones iónicas netas

Ag(aq) + NO3-(aq) + K+(aq) + Cl-(aq) --->AgCl(s) + K+(aq) + NO

(65)

Despueés de haber cancelado los iones espectadores, sólo las cosas ubicadas a la izquierda de la ecuación cambian o reaccionan durante el curso de la reacción.

Ag

+

(aq)

+ Cl

-

(aq)

--->

AgCl

(s)

Ecuaciones iónicas netas

Ag

+(aq)

+ NO

3-(aq)

+ K

+(aq)

+ Cl

-(aq)

--->

AgCl

(s)

+ K

+(aq)

+ NO

3-(aq)

(66)

Pasos para ecuaciones iónicas netas

Escribe una ecuación molecular balanceada.

Se disocian los reactivos o productos que son acuosos. Todos los sólidos, líquidos y los gases permanecen intactos y no se disocian.

Tachar todo lo que no cambia comenzando desde el lado izquierdo hacia el lado derecho de la ecuación.

Escribir la ecuación iónica neta con las especies que quedan. En todos los casos, será la reacción entre los iones que producen el precipitado insoluble.

(67)

Escritura de ecuaciones iónicas netas

Aquí hay otro ejemplo:

Escribir una ecuación molecular balanceada.

Pb(NO3)2 (aq)+ 2 KI (aq) --> PbI2 (s)+ 2 KNO3 (aq)

Disociar cualquier reactivo o producto que sean acuosos. Pb2+

(aq) + 2NO3-(aq)+ 2K+(aq)+ 2I-(aq)à PbI2 (s)+ 2K+(aq)+ 2NO3-(aq)

Tachar cualquier cosa que no cambie. Pb2+

(aq) + 2NO3-(aq)+ 2K+(aq)+ 2I-(aq)à PbI2 (s)+ 2K+(aq)+ 2NO3-(aq)

Escribir la ecuación iónica neta con las especies que quedan.

Pb2+

(68)

Practica escribiendo la ecuación balanceada, completa la ecuación iónica y la ecuación iónica neta para estas reacciones.

1. nitrato de calcio (aq) y carbonato de potasio (aq) --->

Ca

2+

(aq) + CO

32-

(aq) --> CaCO

3

(s)

Escritura de ecuaciones iónicas netas

(69)

Practica escribiendo la ecuación balanceada, la ecuación iónica y la ecuación iónica neta para esta reacción.

2. Nitrato de plata (aq) y fosfato de sodio (aq) -->

3Ag

+

(aq) + PO

43-

(aq) --> Ag

3

PO

4

(s)

Escritura de ecuaciones iónicas netas

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(70)

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